CN107642563A - 一种扭矩限制器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于扭矩限制器，包括联接法兰盘，在所述连接法兰盘的第二端设置阶梯孔；设置在所述阶梯孔处的对偶盘；在所述阶梯孔的底面与所述对偶盘的第一端面之间设置第一摩擦片；设置在所述对偶盘的第二端的用于限定所述对偶盘的运动的压紧盘；设置在所述对偶盘的第二端面与所述压紧盘之间的第二摩擦片；设置在所述压紧盘的第二端的端盖，所述端盖与所述联接法兰盘固定连接，其中，所述压紧盘构造为能在所述联接法兰盘和所述端盖之间的轴向上移动。该扭矩限制器能有效避免偏载现象，安全系数高。

Description

一种扭矩限制器

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种扭矩限制器。

背景技术

目前，世界范围的不可再生能源趋于枯竭，并且燃烧石油和煤炭造成的污染已经危机人类的生存，绿色能源的开发利用越来越被各个国家所重视。目前风力发电行业在中国已经开始了大规模的扩张。在过去十几年中，中国风力发电得到快速发展，中国正成为世界上风力发电最发达的国家之一。

风力发电机的基本工作原理是：风力推动叶轮旋转，从而带动叶轮上的低速轴转动，通过一个增速齿轮箱，把低速轴的低转速提高到发电机发电所需的高转速。该增速齿轮箱的输入轴与低速轴连接，增速齿轮箱的输出轴为高速轴，和发电机轴相连。风力发电机高速轴联轴器就是用来连接增速齿轮箱的输出轴和发电机轴的。风力发电机高速轴联轴器处具备传递扭矩的功能外还需具备保护功能功能。

由于风力发电机大多安装在偏僻的野外，而风力发电机高速轴联轴器是安装在几十米高空的机舱内，一旦损坏更换，成本很高。而且联轴器两端设备即增速齿轮箱和发电机的成本占整台风力发电机总成本的一半以上，因此联轴器的保护功能非常重要。

目前一些使用在风力发电机高速轴联轴器上的过载保护装置是胀紧式力矩限制器。此限制器结构复杂，安全系数低。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种扭矩限制器。该扭矩限制器结构简单，易于制造安装。同时，该扭矩限制器能有效避免偏载现象，安全系数高。

根据本发明提出了一种扭矩限制器，包括：

联接法兰盘，在所述连接法兰盘的第二端设置阶梯孔，

设置在所述阶梯孔处的对偶盘，

在所述阶梯孔的底面与所述对偶盘的第一端面之间设置第一摩擦片，

设置在所述对偶盘的第二端的用于限定所述对偶盘的运动的压紧盘，

设置在所述对偶盘的第二端面与所述压紧盘之间的第二摩擦片，

设置在所述压紧盘的第二端的端盖，所述端盖与所述联接法兰盘固定连接，

其中，所述压紧盘构造为能在所述联接法兰盘和所述端盖之间的轴向上移动。

在一个实施例中，所述压紧盘具有位于所述阶梯孔内的压紧盘主体和由所述压紧盘主体径向延伸的凸耳，所述凸耳与所述联接法兰盘卡接。

在一个实施例中，在压紧盘的周向上，均匀设置至少三个所述凸耳，并且在所述联接法兰盘的第二端面上设置与所述凸耳配合的卡槽。

在一个实施例中，所述凸耳与所述联接法兰盘通过沿轴向延伸的导向销连接。

在一个实施例中，在所述导向销的外表面上设置有二硫化钼层或聚四氟乙烯层。

在一个实施例中，在所述阶梯孔的底面上设置用于放置所述第一摩擦片的第一凹槽，和/或在所述压紧盘的第一端面上设置用于放置所述第二摩擦片的第二凹槽。

在一个实施例中，在所述端盖上设置调节螺栓，并且在所述调解螺栓和所示压紧盘之间设置弹性件。

在一个实施例中，所述弹性件为蝶形弹簧。

在一个实施例中，在所述压紧盘上设置用于容纳所述弹性件的导向槽，并且所述导向槽的安装半径与所述第二摩擦片的平均半径和所述第一摩擦片的平均半径均相等。

在一个实施例中，所述端盖通过螺栓组件与所述联接法兰盘连接，所述螺栓组件具有螺栓和包围式设置在所述螺栓外周的弹性销。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该扭矩限制器结构简单，使用寿命长，安全系数高。在该扭矩限制器使用过程中，联接法兰盘用于与玻璃钢中间管连接，而对偶盘用于与风电发电机的输入轴连接。在正常工作状态下，该扭矩限制器用于传递扭矩。而当出现冲击过载的情况时，对偶盘能相对于联接法兰盘运动而限制所传动的扭力，而保护风电发电机。第一摩擦片和第二摩擦片设置在了对偶盘的第一端和第二端，则保护了对偶盘、联接法兰盘和压紧盘。同时，该扭矩限制器独立于玻璃钢中间管，避免因频繁过载，持续打滑升温，引起的粘结区域高温失效的风险。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的扭矩限制器的轴截面图；

图2显示了根据本发明的联接法兰盘的立体图；

图3显示了根据本发明的压紧盘的立体图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的扭矩限制器100的轴截面图。如图1所示，扭矩限制器100包括联接法兰盘1、对偶盘2、第一摩擦片3、压紧盘4、第二摩擦片5和端盖6。其中，在联接法兰盘1的第二端设置有阶梯孔11，以用于安装对偶盘2。第一摩擦片3设置在阶梯孔11的底面与对偶盘2的第一端面之间。压紧盘4设置在对偶盘2的第二端，用于限定对偶盘2的运动。第二摩擦片5设置在对偶盘2的第二端面与压紧盘4之间。端盖6设置在压紧盘4的第二端，并与联接法兰盘1固定连接，以用于限定位于联接法兰盘1和端盖6之间的第一摩擦片3、压紧盘4和第二摩擦片5。

在该扭矩限制器100使用过程中，联接法兰盘1用于与玻璃钢中间管连接，而对偶盘2用于与风电发电机的输入轴连接。在正常工作状态下，该扭矩限制器100用于传递扭矩。而当出现冲击过载的情况时，对偶盘2能相对于联接法兰盘1运动而限制所传动的扭力，而保护风电发电机。第一摩擦片3和第二摩擦片5分别设置在了对偶盘2的第一端和第二端，同时保护了对偶盘2、联接法兰盘1和压紧盘4。还有，该扭矩限制器100独立于玻璃钢中间管，避免因频繁过载，持续打滑升温，引起的粘结区域高温失效的风险。

在一个实施例中，第一摩擦片3设置在联接法兰盘1上，并且第二摩擦片5设置在压紧盘4上。则摩擦打滑面为对偶盘2的第一端和第二端面与第一摩擦片3和第二摩擦片5分别接触的两个接触面。为了提高抗磨性，第一摩擦片3和第二摩擦片5可采用铜基粉末或者复合材料制成。

在一个实施例中，如图3所示，压紧盘4具有压紧盘主体41和凸耳42。其中，压紧盘主体41为圆筒状，用于设置在阶梯孔11内。而凸耳42为由压紧盘主体41径向延伸的突出体。同时，凸耳42与联接法兰盘1卡接。通过这种设置保证压紧盘4能随着联接法兰盘1一起运动，避免在传递扭矩的时候，压紧盘4和联接法兰盘1在圆周方向上打滑。优选地，在压紧盘4的周向方向上，均匀设置至少三个凸耳42，以保证运动的平稳性。同时，在联接法兰盘1的第二端面上设置与凸耳42相配合的卡槽12，如图2所示。

在一个实施例中，凸耳42与联接法兰盘1通过沿轴向延伸的导向销7连接。通过设置导向销7进一步地保证压紧盘4能随着联接法兰盘1一起运动，避免在传递扭矩的时候，压紧盘4和联接法兰盘1在圆周方向上打滑。同时，设置导向销7并不影响压紧盘4相对于联接法兰盘1轴向运动。优选地，在导向销7的外表面上设置有二硫化钼层或聚四氟乙烯层，以减小导向销7和凸耳42之间的摩擦力。

在一个实施例中，在阶梯孔11的底面上设置用于放置第一摩擦片3的第一凹槽13。通过这种设置，可以很容易地限定第一摩擦片3的位置，利于安装。同时，通过这种设置防止第一摩擦片3窜动，有助于避免第一摩擦片3发生翘曲和局部摩擦，有利于提高扭矩打滑值的控制精度。同理地，在压紧盘4的第一端面上设置用于放置第二摩擦片5的第二凹槽43。通过这种设置，可以很容易地限定第二摩擦片5的位置，利于安装。同时，通过这种设置防止第二摩擦片5窜动，有助于避免第二摩擦片5发生翘曲和局部摩擦，有利于提高扭矩打滑值的控制精度。

在一个实施例中，在端盖6上设置调节螺栓8。并且在调解螺栓8和压紧盘4之间设置弹性件9。优选地，弹性件9为蝶形弹簧。也就是，蝶形弹簧抵接在压紧盘4上，而调节螺栓8抵接在蝶形弹簧上。通过调节螺栓8可以限定压紧盘4的轴向位置。也就是，可在调节螺栓8上逐步拧紧力矩，使得蝶形弹簧压缩，推动压紧盘4在轴向上压紧。因为蝶形弹簧的刚度是可控的，则可精确的控制预紧载荷，从而使得第一摩擦片3和第二摩擦片5承受精确的正压力。并可以通过调解螺栓8的预紧程度，有效控制该扭矩限制器100的打滑扭矩值。同时，在扭矩限制器100工作后，第一摩擦片3和第二摩擦片5发生磨损的时候，利用蝶形弹簧的回弹性，可以起到补偿第一摩擦片3和第二摩擦片5的磨损间隙的作用。

在一个实施例中，在压紧盘4上设置用于容纳弹性件9的导向槽44，以用于限定弹性件9。并且导向槽44的安装半径与第二摩擦片5的平均半径和第一摩擦片3的平均半径相等。通过上述设置可以保证第一摩擦片3和第二摩擦片5均能承受均匀的压力，有助于避免第一摩擦片3和第二摩擦片5的偏载翘曲，局部摩擦等现象，有利于提高扭矩打滑值的控制精度。

由于设置蝶形弹簧和调节螺栓8，压紧盘4在轴向上具有一定的自由度，同时，第一摩擦片3和第二摩擦片5对于的区域具有蝶形弹簧，调解螺栓8能通过蝶形弹簧施加精准的预紧力于压紧盘4上，从而能有效避免偏载的现象。由此，该扭矩限制器100特别适用于大打滑扭矩力矩值要求的风电机组。

在一个实施例中，端盖6通过螺栓组件10与联接法兰盘1连接。螺栓组件10具有螺栓101和包围式设置在螺栓101外周的弹性销102。通过设置弹性销102，可以保护螺栓101，避免螺栓101承受剪切载荷，从而保证扭矩限制器100的使用安全。

为了减少灰尘、水汽对第一摩擦片3和第二摩擦片5的影响，可在第一摩擦片3和第二摩擦片5的内外径与空气接触的地方设置密封件20。例如，密封件20可为O型密封圈。

本申请中，“第一端”与图1中所示的左端方向相同，而“第二端”与“第一端”方向相反，并与图1中所示的右端方向相同。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种扭矩限制器，其特征在于，包括：

联接法兰盘，在所述连接法兰盘的第二端设置阶梯孔，

设置在所述阶梯孔处的对偶盘，

在所述阶梯孔的底面与所述对偶盘的第一端面之间设置第一摩擦片，

设置在所述对偶盘的第二端的用于限定所述对偶盘的运动的压紧盘，

设置在所述对偶盘的第二端面与所述压紧盘之间的第二摩擦片，

设置在所述压紧盘的第二端的端盖，所述端盖与所述联接法兰盘固定连接，

其中，所述压紧盘构造为能在所述联接法兰盘和所述端盖之间的轴向上移动。

2.根据权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述压紧盘具有位于所述阶梯孔内的压紧盘主体和由所述压紧盘主体径向延伸的凸耳，所述凸耳与所述联接法兰盘卡接。

3.根据权利要求2所述的扭矩限制器，其特征在于，在所述压紧盘的周向上，均匀设置至少三个所述凸耳，并且在所述联接法兰盘的第二端面上设置与所述凸耳配合的卡槽。

4.根据权利要求3所述的扭矩限制器，其特征在于，所述凸耳与所述联接法兰盘通过沿轴向延伸的导向销连接。

5.根据权利要求4所述的扭矩限制器，其特征在于，在所述导向销的外表面上设置有二硫化钼层或聚四氟乙烯层。

6.根据权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，在所述阶梯孔的底面上设置用于放置所述第一摩擦片的第一凹槽，

和/或在所述压紧盘的第一端面上设置用于放置所述第二摩擦片的第二凹槽。

7.根据权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，在所述端盖上设置调节螺栓，并且在所述调解螺栓和所示压紧盘之间设置弹性件。

8.根据权利要求7所述的扭矩限制器，其特征在于，所述弹性件为蝶形弹簧。

9.根据权利要求7所述的扭矩限制器，其特征在于，在所述压紧盘上设置用于容纳所述弹性件的导向槽，并且所述导向槽的安装半径与所述第二摩擦片的平均半径和所述第一摩擦片的平均半径均相等。

10.根据权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述端盖通过螺栓组件与所述联接法兰盘连接，所述螺栓组件具有螺栓和包围式设置在所述螺栓外周的弹性销。