CN108843520B - 风电机组主传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组主传动系统。该系统包括风轮系统、轴承座、低速轴总成、机架、风轮锁定销、弹性联轴器、增速器、发电机、弹性支撑总成、联轴器和制动器。轴承座下端连接机架，低速轴总成包括主轴，主轴安装于轴承座，输入端连接风轮，输出端连接弹性联轴器，风轮锁定销安装在轴承座内，可伸入主轴，增速器输入轴连接弹性联轴器，增速器输出轴连接联轴器，发电机转子总成连接联轴器，弹性支撑总成在增速器下方，联轴器包括制动盘、涨紧套和驱动法兰，制动盘连接制动器，涨紧套连接增速器输出轴，驱动法兰连接转子总成。本发明的风电机组主传动系统采用中压中速永磁结构，传动效率高、结构紧凑、长度短、重量轻，有利于减重和降低成本。

Description

风电机组主传动系统

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风电机组主传动系统。

背景技术

近年来，由于风电机组发展迅速，风电机组大型化趋势显著，随着海上风电的大规模开发，对风电机组的性能结构和成本的要求越来越高。其中风电机组主传动系统是风电机组的核心部分，对于提升风电机组的性能，降低风电机组整机成本具有决定性意义。目前的风电机组主传动系统主要包括高速永磁主传动系统、直驱永磁主传动系统和双馈主传动系统。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

采用高速永磁主传动系统、直驱永磁主传动系统和双馈主传动系统使风电机组的重量和尺寸偏大，风电机组的整机成本较高，且风电机组的可靠性较低。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低，且性能更优异的中压中速永磁结构的风电机组主传动系统。

为此本发明公开了一种风电机组主传动系统。该风电机组主传动系统包括风轮系统、轴承座、低速轴总成、机架、风轮锁定销、弹性联轴器、增速器、盘式中压中速永磁发电机、弹性支撑总成、联轴器和制动器；

所述轴承座下端与所述机架连接，用于将所述主传动系统的支撑载荷通过所述机架传递到风电机组的塔筒；

所述低速轴总成包括主轴、前轴承和后轴承，所述主轴安装于所述轴承座，所述主轴输入端固定连接所述风轮系统的风轮，所述主轴输出端通过所述弹性联轴器连接所述增速器，所述前轴承和所述后轴承分别安装在所述轴承座两端，用于支撑所述主轴；

所述轴承座前端沿所述轴承座的圆周方向均匀布置有锁定销支座，所述主轴前端沿所述主轴的圆周方向均匀布置有风轮锁定销孔，所述风轮锁定销安装在所述锁定销支座内，且所述风轮锁定销的一端可移动，所述风轮锁定销可伸入所述风轮锁定销孔，用于将所述主轴及所述风轮与所述轴承座锁定；

所述弹性联轴器包括主动盘、弹性件和从动盘，所述主动盘连接所述主轴输出端，所述从动盘连接所述增速器输入端，所述弹性件设置在所述主动盘和所述从动盘间，用于补偿所述主轴与所述增速器间的位移偏差；

所述增速器包括增速器外壳、增速器输入轴和增速器输出轴，所述增速器外壳的前法兰与所述轴承座尾部的轴承座法兰连接，所述增速器外壳的后法兰与所述盘式中压中速永磁发电机前端连接，用于支撑所述盘式中压中速永磁发电机，所述增速器输入轴连接所述从动盘，所述增速器输出轴穿过所述盘式中压中速永磁发电机与所述联轴器连接；

所述盘式中压中速永磁发电机包括发电机外壳、定子、转子总成和支座，所述发电机外壳的发电机前法兰与所述增速器外壳的所述后法兰连接，所述支座设置在所述发电机外壳的后部，用于安装所述制动器，所述转子总成的转子法兰与所述联轴器连接，所述转子总成通过所述联轴器与所述增速器输出轴连接；

所述弹性支撑总成安装在所述机架上、所述增速器下方，所述弹性支撑总成与所述增速器相接触，用于支撑所述增速器，以承载所述增速器和所述盘式中压中速永磁发电机的下挠；

所述联轴器包括制动盘、涨紧套和驱动法兰，所述制动盘与所述制动器连接配合，用于对所述主传动系统进行制动，所述涨紧套与所述增速器输出轴连接，所述驱动法兰与所述盘式中压中速永磁发电机的所述转子总成的所述转子法兰连接。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述轴承座的中部设置有减重孔，用于减轻所述轴承座的重量，所述轴承座的后部设置有后轴承检修孔。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述主轴前端还设置有风轮连接孔，所述风轮连接孔沿所述主轴的圆周方向均匀分布，且所述风轮连接孔位于所述风轮锁定销孔外侧，所述风轮通过所述风轮连接孔与所述主轴固定连接。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述风轮锁定销包括锁定销、活塞杆、缸套和底板；

所述锁定销端面上沿中心轴线设置有垂直所述端面的活塞孔；

所述活塞杆头部与所述活塞孔内壁密封连接并构成前油腔，所述活塞杆尾部与所述底板固定连接，所述活塞杆与所述锁定销可相对移动；

所述缸套密封安装在所述活塞孔开口端，用于封堵所述活塞孔和所述活塞杆形成的空间并构成后油腔；

所述底板固定安装于所述锁定销支座上；

所述活塞杆杆体沿长度方向设置有前油路和后油路，所述前油路连通所述前油腔，用于所述前油腔的进油或排油，所述后油路连通所述后油腔，用于所述后油腔的进油或排油，所述前油腔或所述后油腔进油可推动所述锁定销移动。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述主轴内部呈镂空状，且所述主轴的内壁设置为弧形。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，弹性联轴器还包括抗剪销总成，所述主轴输出端、所述主动盘、所述从动盘和所述增速器输入轴均设置有连接销孔，所述主动盘和所述主轴输出端通过所述抗剪销总成与所述连接销孔的配合实现固定连接，所述从动盘和所述增速器输入轴通过所述抗剪销总成与所述连接销孔的配合实现固定连接。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述抗剪销总成包括抗剪销、挡圈、双头螺柱和螺母，所述抗剪销套装于所述双头螺柱上，所述抗剪销和所述双头螺柱安装于所述连接销孔，所述双头螺柱两端可拆卸地安装有所述挡圈和所述螺母。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述增速器外壳的前端设置有联轴器检修孔，所述增速器外壳的下端安装有垫块，所述垫块与所述弹性支撑总成相接触。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述弹性支撑总成包括压力传感器、弹性支撑和垫板；

所述压力传感器下端连接所述机架，上端安装所述弹性支撑，所述弹性支撑的弹性力可调，所述弹性支撑下端通过所述压力传感器支撑定位，所述弹性支撑上端连接所述垫板下端，所述垫板上端与所述增速器的所述垫块相接触。

进一步地，在所述风电机组主传动系统中，所述压力传感器上端端面上设置有垂直所述上端端面且与所述弹性支撑相适配的多个盲孔，每个所述盲孔内安装有一个所述弹性支撑，所述弹性支撑包括导向座、碟簧套、碟簧组、调节螺栓和导向销；

所述导向座安装在所述盲孔内，包括底座和设置在所述底座端面上的圆柱形凸起，所述圆柱形凸起位于所述底座的中心位置，所述导向座沿中心轴线设置有垂直于所述导向座端面的通孔，所述通孔直径大于所述调节螺栓的外径；

所述碟簧套安装在所述导向座上方，所述碟簧套上端与所述垫板连接，所述碟簧套下端面沿中心轴线设置有垂直所述下端面的碟簧孔，所述碟簧套的所述碟簧孔内端面沿中心轴线设置有垂直于所述内端面且与所述调节螺栓相适配的螺纹通孔，所述碟簧套侧端沿轴线方向设置有导向槽；

所述碟簧组包括多个碟簧，所述碟簧组设置在所述碟簧孔内并套装于所述圆柱形凸起，所述碟簧组下端与所述导向座的所述底座端面相接触，上端与所述碟簧孔内端面相接触；

所述调节螺栓的螺纹段穿过所述压力传感器和所述通孔与所述碟簧套的所述螺纹通孔连接，用于调节所述碟簧套的位置；

所述导向销头部连接于所述压力传感器，尾部穿过所述压力传感器和所述导向槽顶住所述碟簧套的侧壁，用于锁定所述碟簧套。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的风电机组主传动系统采用中压中速永磁结构，传动效率高、结构紧凑、长度短、重量轻，有利于机舱减重和降低成本；将主轴通过两件轴承和轴承座支撑，刚性好、承载能力强；将轴承座作为整个传动系统的支撑，承载径向力、轴向力和弯矩，使增速器仅承载扭矩，受力状态良好，系统可靠性高，且增速器通过具有位移补偿功能的弹性联轴器与主轴连接，能够补偿增速器与主轴间的位移偏差，从而削弱峰值扭矩，减少振动和噪声，确保系统稳定运行，在增速器下方安装弹性支撑总成来承载增速器和盘式中压中速永磁发电机的下挠，能够进一步保证传动稳定可靠；同时，利用设置在轴承座的风轮锁定销，能够实现风轮与轴承座的快速锁定，可免去传统的锁定盘结构，有利于减重和降低成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例提供的风电机组主传动系统的结构示意图；

图2为图1所示的风电机组主传动系统中低速端的结构示意图，其中示出了风轮、主轴、轴承座和风轮锁定销；

图3为图2的A-A视图；

图4为图2的I区域的放大视图；

图5为图1所示的风电机组主传动系统中主轴的主剖视图；

图6为图5的左视图；

图7为图1所示的风电机组主传动系统中弹性联轴器的结构示意图；

图8为图7所示的弹性联轴器的主剖视图，其中还示出了与弹性联轴器连接的主轴和增速器输入轴；

图9为图8中M区域的放大视图；

图10为图9中抗剪销的截面的结构示意图；

图11为图9中双头螺柱的结构示意图；

图12为图1所示的风电机组主传动系统中弹性支撑总成的主视图；

图13为图12的全剖视图；

图14为图12的左视全剖视图；

图15为图1所示的风电机组主传动系统中高速端的结构示意图，其中示出了增速器、盘式中压中速永磁发电机、联轴器和制动盘。

附图标记说明：

1-风轮系统、101-风轮、2-轴承座、201-锁定销支座、202-轴承座法兰、203-减重孔、204-后轴承检修孔、3-低速轴总成、301-主轴、3011-风轮锁定销孔、3012-风轮连接孔、302-前轴承、303-后轴承、4-机架、5-风轮锁定销、501-锁定销、5011-活塞孔、502-活塞杆、5021-前油路、5022-后油路、503-缸套、504-底板、505-前油腔、506-后油腔、6-弹性联轴器、601-主动盘、602-弹性件、603-从动盘、604-抗剪销总成、6041-抗剪销、6042-挡圈、6043-双头螺柱、6044-螺母、7-增速器、701-增速器外壳、7011-前法兰、7012-后法兰、7013-联轴器检修孔、702-增速器输入轴、703-增速器输出轴、704-垫块、8-盘式中压中速永磁发电机、801-发电机外壳、8011-发电机前法兰、802-定子、803-转子总成、8031-转子法兰、804-支座、9-弹性支撑总成、901-压力传感器、9011-盲孔、902-弹性支撑、9021-导向座、9022-碟簧套、9023-碟簧组、9024-调节螺栓、9025-导向销、903-垫板、904-挡板、905-检修螺栓、10-联轴器、1001-制动盘、1002-涨紧套、1003-驱动法兰、11-制动器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如附图所示，本发明实施例提供了一种风电机组主传动系统，该实施例的风电机组主传动系统包括风轮系统1、轴承座2、低速轴总成3、机架4、风轮锁定销5、弹性联轴器6、增速器7、盘式中压中速永磁发电机8、弹性支撑总成9、联轴器10和制动器11。轴承座2下端与机架4连接，用于将主传动系统的支撑载荷通过机架4传递到风电机组的塔筒；低速轴总成3包括主轴301、前轴承302和后轴承303，主轴301安装于轴承座2，主轴301输入端固定连接风轮系统1的风轮101，主轴301输出端通过弹性联轴器6连接增速器7，前轴承302和后轴承303分别安装在轴承座2两端，用于支撑主轴301；轴承座2前端沿轴承座2的圆周方向均匀布置有锁定销支座201，主轴301前端沿主轴301的圆周方向均匀布置有风轮锁定销孔3011，风轮锁定销5安装在锁定销支座201内，且风轮锁定销5的一端可移动，风轮锁定销5可伸入风轮锁定销孔3011，用于将主轴301及风轮101与轴承座2锁定；弹性联轴器6包括主动盘601、弹性件602和从动盘603，主动盘601连接主轴301输出端，从动盘603连接增速器7输入端，弹性件602设置在主动盘601和从动盘603间，用于补偿主轴301与增速器7间的位移偏差；增速器7包括增速器外壳701、增速器输入轴702和增速器输出轴703，增速器外壳701的前法兰7011与轴承座2尾部的轴承座法兰202连接，增速器外壳701的后法兰7012与盘式中压中速永磁发电机8前端连接，用于支撑盘式中压中速永磁发电机8，增速器输入轴702连接从动盘603，增速器输出轴703穿过盘式中压中速永磁发电机8与联轴器10连接；盘式中压中速永磁发电机8包括发电机外壳801、定子802、转子总成803和支座804，发电机外壳801的发电机前法兰8011与增速器外壳701的后法兰7012连接，支座804设置在发电机外壳801的后部，用于安装制动器11，转子总成803的转子法兰8031与联轴器10连接，转子总成803通过联轴器10与增速器输出轴703连接；弹性支撑总成9安装在机架4上、增速器7下方，弹性支撑总成9与增速器7相接触，用于支撑增速器7，以承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的下挠；联轴器10包括制动盘1001、涨紧套1002和驱动法兰1003，制动盘1001与制动器11连接配合，用于对主传动系统进行制动，涨紧套1002与增速器输出轴703连接，驱动法兰1003与盘式中压中速永磁发电机8的转子总成803的转子法兰8031连接。

本发明实施例的风电机组主传动系统在应用时，风力推动风轮101转动，风轮101带动固定连接的主轴301转动，主轴301通过弹性联轴器6带动增速器输入轴702同步转动，增速器输出轴703在经过增速器7内部的增速作用后，具有更高的输出转速，增速器输出轴703同步带动联轴器10的涨紧套1002转动，涨紧套1002转动带动驱动法兰1003和与驱动法兰1003连接的盘式中压中速永磁发电机8的转子总成803同步转动，盘式中压中速永磁发电机8的转子总成803与定子802相对转动，从而产生感应电势和电流，实现盘式中压中速永磁发电机8发电，同时利用安装在增速器7下方的弹性支撑总成9防止增速器7和盘式中压中速永磁发电机8下挠过大而影响传动效果。此外，当需要对风电机组主传动系统进行维护保养检修等操作时或需要使风轮101和主轴301静止固定时，利用风轮锁定销5可以将主轴301及风轮101与轴承座2固定在一起。

可见，本发明实施例提供的风电机组主传动系统采用中压中速永磁结构，传动效率高、结构紧凑、长度短、重量轻，有利于机舱减重和降低成本；将主轴301通过两件轴承和轴承座2支撑，刚性好、承载能力强；将轴承座2作为整个传动系统的支撑，承载径向力、轴向力和弯矩，使增速器7仅承载扭矩，受力状态良好，系统可靠性高，且增速器7通过具有位移补偿功能的弹性联轴器6与主轴301连接，能够补偿增速器7与主轴301间的位移偏差，从而削弱峰值扭矩，减少振动和噪声，确保系统稳定运行，且在增速器7下方安装弹性支撑总成9来承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的下挠，能够进一步保证传动稳定可靠；同时，利用设置在轴承座2的风轮锁定销5，能够实现风轮101与轴承座2的快速锁定，可免去传统的锁定盘结构，有利于减重和降低成本。

进一步地，在本发明实施例中，为了尽量减少机组重量，轴承座2的中部设置有减重孔203，轴承座2的后部设置有后轴承检修孔，如此设置，既能减轻轴承座2的重量，还能方便轴承座2内的轴承的安装和维护。

如上所述，主轴301与风轮101固定连接，具体地，为了方便主轴301与风轮101的连接与分离，主轴301前端还设置有风轮连接孔3012，风轮连接孔3012沿主轴301的圆周方向均匀分布，且风轮连接孔3012位于风轮锁定销孔3011外侧，风轮101通过风轮连接孔3012与主轴301固定连接，其中，可以通过螺栓连接风轮101与主轴301。

由于主轴301与风轮101固定连接，通过将主轴301与轴承座2锁定，可实现风轮101与轴承座2锁定。

为了实现风轮锁定销5的位置的可调整性，使风轮锁定销5的一端能够伸入主轴301的风轮锁定销孔3011内以实现主轴301和轴承座2的锁定作用，同时尽量保证结构简单、操作方便。如图4所示，本发明实施例中，风轮锁定销5可以包括锁定销501、活塞杆502、缸套503和底板504。锁定销501端面上沿中心轴线设置有垂直端面的活塞孔5011，活塞杆502头部与活塞孔5011内壁密封连接并构成前油腔505，活塞杆502尾部与底板504固定连接，活塞杆502与锁定销501可相对移动，缸套503密封安装在活塞孔5011开口端，用于封堵活塞孔5011和活塞杆502形成的空间并构成后油腔506，底板504固定安装于锁定销支座201上；活塞杆502杆体沿长度方向设置有前油路5021和后油路5022，前油路5021连通前油腔505，用于前油腔505的进油或排油，后油路5022连通后油腔506，用于后油腔506的进油或排油，前油腔505或后油腔506进油可推动锁定销501移动。

本发明实施例提供的风轮锁定销5在应用时，可以在活塞杆502的前油路5021和后油路5022上各外接有一个液压油管，液压油管通过前油路5021向前油腔505内注入液压油或前油腔505内的液压油通过前油路5021和液压油管排出，液压油管通过后油路5022向后油腔506内注入液压油或后油腔506内的液压油通过后油路5022和液压油管排出。

具体地，当需要将风轮锁定销5一端伸入主轴301的风轮锁定销孔3011以实现风轮101与轴承座2的锁定时，利用液压油管通过活塞杆502的前油路5021向前油腔505内注入液压油，此时后油腔506内的液压油和气体通过后油路5022及其连接的液压油管排出，锁定销501被推动进而伸入主轴301的风轮锁定销孔3011，从而完成风轮101与轴承座2的锁定；当需要将风轮101与轴承座2的锁定解除时，利用液压油管通过活塞杆502的后油路5022向后油腔506内注入液压油，此时前油腔505内的液压油和气体通过前油路5021及其连接的液压油管排出，锁定销501被拉动缩回到轴承座2的锁定销支座201内，从而解除风轮101与轴承座2的锁定。

其中，锁定销支座201可以设置为两个或两个以上，为了优化风电机组的结构以降低成本，同时保证轴承座2与风轮101间的锁定稳固及受力均匀。在本发明实施例中，锁定销支座201设置为两个，两个锁定销支座201均布在轴承座2前端的两侧，且两个锁定销支座201相对轴承座2中心对称。同时，为了使风轮101在尽可能多的位置上均可以实现与轴承座2的锁定，以满足实际生产所需，本发明实施例中，主轴301上设置的风轮锁定销孔3011可以为6N个，N个为大于等于1的整数。

在本发明实施例中，如图5所示，主轴301内部呈镂空状，且主轴301的内壁设置为弧形，如此设置，能够减轻机组重量，并提高主轴的传动性能。

如上所述，主轴301的输出端通过弹性联轴器6与增速器输入轴702连接，通过利用弹性件602的弹性形变来补偿主轴301与增速器输入轴702间的位移偏差，其中，弹性件602可以为橡胶块、金属与橡胶的结合物、以及聚氨酯块，也可以为具有位置调整功能的液压构件。

进一步地，为了方便弹性联轴器6连接主轴301和增速器输入轴702，且保证连接稳固，本发明实施例中，弹性联轴器6还包括抗剪销总成604，主轴301输出端、主动盘601、从动盘603和增速器输入轴702均设置有连接销孔，主动盘601和主轴301输出端通过抗剪销总成604与连接销孔的配合实现固定连接，从动盘603和增速器输入轴702通过抗剪销总成604与连接销孔的配合实现固定连接。

其中，抗剪销总成604可以包括抗剪销6041、挡圈6042、双头螺柱6043和螺母6044，抗剪销6041套装于双头螺柱6043上，抗剪销6041和双头螺柱6043安装于连接销孔，双头螺柱6043两端可拆卸地安装有挡圈6042和螺母6044。

应用时，将抗剪销6041和双头螺柱6043安装于主轴301输出端和主动盘601的连接销孔上，利用挡圈6042和螺母6044锁紧双头螺柱6043，实现主轴301输出端和主动盘601的连接；将抗剪销6041和双头螺柱6043安装于增速器输入轴702和从动盘603的连接销孔上，利用挡圈6042和螺母6044锁紧双头螺柱6043，实现增速器输入轴702和从动盘603的连接。

如图10所示，抗剪销6041可以为圆环柱体，抗剪销6041的截面形状为带有缺口的圆环，且抗剪销6041的圆环外径略大于连接销孔的孔径。由此，能够方便抗剪销6041的安装使用，同时降低连接销孔的加工精度要求。

同时，为了方便双头螺柱6043的旋转拧紧，如图11所示，双头螺柱6043的端面上设置有垂直于双头螺柱端面的内六方沉孔，具体地，可以在双头螺柱6043的两端中的任一端设置内六方沉孔，也可以在双头螺柱6043的两端均设置内六方沉孔。

本发明实施例中，增速器外壳701的前端设置有联轴器检修孔7013，能方便弹性联轴器6的检修维护，增速器外壳701的下端安装有垫块704，垫块704与弹性支撑总成9相接触。

如上所述，弹性支撑总成9与增速器7相接触，用于支撑增速器7，以承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的下挠。如图1和图12所示，在本发明实施例中，弹性支撑总成9包括压力传感器901、弹性支撑902和垫板903；压力传感器901下端连接机架4，上端安装弹性支撑902，弹性支撑902的弹性力可调，弹性支撑902下端通过压力传感器901支撑定位，弹性支撑902上端连接垫板903下端，垫板903上端与增速器7的垫块704相接触。

应用时，弹性支撑总成9与增速器7的垫块704接触，能够为增速器7和盘式中压中速永磁发电机8提供支撑，以承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的下挠，减少增速器7和盘式中压中速永磁发电机8下挠对传动系统的影响，其支撑载荷的具体数值可以通过压力传感器901测量出，根据压力传感器901测量出的支撑载荷的数值相对应地调整弹性支撑902的弹性预紧力，以适应在传动系统运行过程中增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的载荷变化，保证传动系统正常运行。

其中，弹性支撑902可以为多种结构形式，只要能够满足弹性支撑902的弹性预紧力可调。如图13所示，本发明实施例中，压力传感器901上端端面上设置有垂直上端端面且与弹性支撑902相适配的多个盲孔9011，每个盲孔9011内安装有一个弹性支撑902，弹性支撑902包括导向座9021、碟簧套9022、碟簧组9023、调节螺栓9024和导向销9025；导向座9021安装在盲孔9011内，包括底座和设置在底座端面上的圆柱形凸起，圆柱形凸起位于底座的中心位置，导向座9021沿中心轴线设置有垂直于导向座9021端面的通孔，通孔直径大于调节螺栓9024的外径；碟簧套9022安装在导向座9021上方，碟簧套9022上端与垫板903连接，碟簧套9022下端面沿中心轴线设置有垂直下端面的碟簧孔，碟簧套9022的碟簧孔内端面沿中心轴线设置有垂直于内端面且与调节螺栓9024相适配的螺纹通孔，碟簧套9022侧端沿轴线方向设置有导向槽；碟簧组9023包括多个碟簧，碟簧组9023设置在碟簧孔内并套装于圆柱形凸起，碟簧组9023下端与导向座9021的底座端面相接触，上端与碟簧孔内端面相接触；调节螺栓9024的螺纹段穿过压力传感器901和通孔与碟簧套9022的螺纹通孔连接，用于调节碟簧套9022的位置；导向销9025头部连接于压力传感器901，尾部穿过压力传感器901和导向槽顶住碟簧套9022的侧壁，用于锁定碟簧套9022。

应用时，碟簧组9023的碟簧对碟簧套9022提供弹性支撑力，由于碟簧套9022与垫板903连接，垫板903与增速器7的垫块704相接触，碟簧组9023的碟簧的弹性支撑力通过碟簧套9022和垫板903作用于增速器7，以承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8。当需要调整弹性支撑902的预紧力时，由于导向销9025限制了碟簧套9022的旋转，可以通过调节螺栓9024将碟簧套9022与调节螺栓9024之间的螺纹旋转运动转化为碟簧套9022的上下直线运动，从而改变碟簧套9022与导向座9021之间的高度，由于碟簧组9023设置在碟簧套9022与导向座9021间，碟簧套9022与导向座9021的相对位置改变使碟簧组9023的压缩量发生变化，进而完成弹性支撑902的预紧力调整。

另外地，当增速器7的下挠变形超出预设值，碟簧组9023的碟簧被完全压缩，此时碟簧套9022与导向座9021直接接触，弹性支撑902变为刚性支撑，能够限制增速器7进一步下挠，从而实现对增速器7和盘式中压中速永磁发电机8的保护。

如图13所示，本发明实施例中，为了方便碟簧套9022与垫板903的定位安装和拆卸维护，垫板903下端设置有燕尾槽，碟簧套9022上端面设置有与燕尾槽相适配的梯形凸台，垫板903与碟簧套9022通过燕尾槽与梯形凸台的配合实现固定定位，且如此设置，也能够使碟簧套9022与垫板903间的作用面积更大，有利于承载和受力。

进一步地，为了防止在运行过程中，碟簧套9022与垫板903间发生窜动，以影响传动系统的正常运行，燕尾槽开口两侧可拆卸地安装有挡板904，以用于对碟簧套9022进行限位。

在本发明实施例中，压力传感器901可以为应变式压力传感器，如图1和图14所示，压力传感器901下端连接机架4，上端安装弹性支撑902，为了方便压力传感器901的拆装，压力传感器901可以为方形体结构，且压力传感器901的底部开有U型通槽。

进一步地，由于弹性支撑902所需的预紧力根据压力传感器901测量得到的支撑载荷计算出，为了方便弹性支撑902所需的预紧力的计算，压力传感器901上端的盲孔9011可以为两个，两个盲孔9011对称地分布在压力传感器901的端面两侧，且两个盲孔9011位于压力传感器901的端面中心线上。

由于弹性支撑902在经过长时间工作后可能出现损坏，如图14所示，在本发明实施例中，为了方便取出弹性支撑902以进行检修维护，弹性支撑总成9还可以包括检修螺栓905，检修螺栓905尾部穿过压力传感器901和垫板903与增速器7的垫块704可分离地接触，以用于承载增速器7和盘式中压中速永磁发电机8。其中，检修螺栓905位于压力传感器901的中心位置，以方便取出压力传感器901两侧盲孔9011内的弹性支撑902。

应用时，通过旋合检修螺栓905，使检修螺栓905顶起增速器7，从而使垫板903与增速器7的垫块704分离开，此时可将垫板903、挡板904和弹性支撑902取出进行维修保养。

如上所述，联轴器10包括制动盘1001、涨紧套1002和驱动法兰1003，制动盘1001与制动器11连接配合，涨紧套1002与增速器输出轴703连接，驱动法兰1003与盘式中压中速永磁发电机8的转子总成803的转子法兰8031连接。如图15所示，涨紧套1002可以通过螺栓分别固定连接驱动法兰1003和制动盘1001。

应用时，通过制动器11对制动盘1001进行制动，由于制动盘1001与涨紧套1002固定连接，涨紧套1002与驱动法兰1003固定连接，盘式中压中速永磁发电机8的转子总成的转动通过驱动法兰1003带动，由此制动盘1001制动能够实现主传动系统制动。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种风电机组主传动系统，其特征在于，所述主传动系统包括风轮系统(1)、轴承座(2)、低速轴总成(3)、机架(4)、风轮锁定销(5)、弹性联轴器(6)、增速器(7)、盘式中压中速永磁发电机(8)、弹性支撑总成(9)、联轴器(10)和制动器(11)；

所述轴承座(2)下端与所述机架(4)连接，用于将所述主传动系统的支撑载荷通过所述机架(4)传递到风电机组的塔筒；

所述低速轴总成(3)包括主轴(301)、前轴承(302)和后轴承(303)，所述主轴(301)安装于所述轴承座(2)，所述主轴(301)输入端固定连接所述风轮系统(1)的风轮(101)，所述主轴(301)输出端通过所述弹性联轴器(6)连接所述增速器(7)，所述前轴承(302)和所述后轴承(303)分别安装在所述轴承座(2)两端，用于支撑所述主轴(301)；

所述轴承座(2)前端沿所述轴承座(2)的圆周方向均匀布置有锁定销支座(201)，所述主轴(301)前端沿所述主轴(301)的圆周方向均匀布置有风轮锁定销孔(3011)，所述风轮锁定销(5)安装在所述锁定销支座(201)内，且所述风轮锁定销(5)的一端可移动，所述风轮锁定销(5)可伸入所述风轮锁定销孔(3011)，用于将所述主轴(301)及所述风轮(101)与所述轴承座(2)锁定；

所述弹性联轴器(6)包括主动盘(601)、弹性件(602)和从动盘(603)，所述主动盘(601)连接所述主轴(301)输出端，所述从动盘(603)连接所述增速器(7)输入端，所述弹性件(602)设置在所述主动盘(601)和所述从动盘(603)间，用于补偿所述主轴(301)与所述增速器(7)间的位移偏差；

所述增速器(7)包括增速器外壳(701)、增速器输入轴(702)和增速器输出轴(703)，所述增速器外壳(701)的前法兰(7011)与所述轴承座(2)尾部的轴承座法兰(202)连接，所述增速器外壳(701)的后法兰(7012)与所述盘式中压中速永磁发电机(8)前端连接，用于支撑所述盘式中压中速永磁发电机(8)，所述增速器输入轴(702)连接所述从动盘(603)，所述增速器输出轴(703)穿过所述盘式中压中速永磁发电机(8)与所述联轴器(10)连接；

所述盘式中压中速永磁发电机(8)包括发电机外壳(801)、定子(802)、转子总成(803)和支座(804)，所述发电机外壳(801)的发电机前法兰(8011)与所述增速器外壳(701)的所述后法兰(7012)连接，所述支座(804)设置在所述发电机外壳(801)的后部，用于安装所述制动器(11)，所述转子总成(803)的转子法兰(8031)与所述联轴器(10)连接，所述转子总成(803)通过所述联轴器(10)与所述增速器输出轴(703)连接；

所述弹性支撑总成(9)安装在所述机架(4)上、所述增速器(7)下方，所述弹性支撑总成(9)与所述增速器(7)相接触，用于支撑所述增速器(7)，以承载所述增速器(7)和所述盘式中压中速永磁发电机(8)的下挠；

所述联轴器(10)包括制动盘(1001)、涨紧套(1002)和驱动法兰(1003)，所述制动盘(1001)与所述制动器(11)连接配合，用于对所述主传动系统进行制动，所述涨紧套(1002)与所述增速器输出轴(703)连接，所述驱动法兰(1003)与所述盘式中压中速永磁发电机(8)的所述转子总成(803)的所述转子法兰(8031)连接；

所述增速器外壳(701)的前端设置有联轴器检修孔(7013)，所述增速器外壳(701)的下端安装有垫块(704)，所述垫块(704)与所述弹性支撑总成(9)相接触；

所述弹性支撑总成(9)包括压力传感器(901)、弹性支撑(902)和垫板(903)，所述压力传感器(901)下端连接所述机架(4)，上端安装所述弹性支撑(902)，所述弹性支撑(902)的弹性力可调，所述弹性支撑(902)下端通过所述压力传感器(901)支撑定位，所述弹性支撑(902)上端连接所述垫板(903)下端，所述垫板(903)上端与所述增速器(7)的所述垫块(704)相接触；

所述压力传感器(901)上端端面上设置有垂直所述上端端面且与所述弹性支撑(902)相适配的多个盲孔(9011)，每个所述盲孔(9011)内安装有一个所述弹性支撑(902)，所述弹性支撑(902)包括导向座(9021)、碟簧套(9022)、碟簧组(9023)、调节螺栓(9024)和导向销(9025)；

所述导向座(9021)安装在所述盲孔(9011)内，包括底座和设置在所述底座端面上的圆柱形凸起，所述圆柱形凸起位于所述底座的中心位置，所述导向座(9021)沿中心轴线设置有垂直于所述导向座(9021)端面的通孔，所述通孔直径大于所述调节螺栓(9024)的外径；

所述碟簧套(9022)安装在所述导向座(9021)上方，所述碟簧套(9022)上端与所述垫板(903)连接，所述碟簧套(9022)下端面沿中心轴线设置有垂直所述下端面的碟簧孔，所述碟簧套(9022)的所述碟簧孔内端面沿中心轴线设置有垂直于所述内端面且与所述调节螺栓(9024)相适配的螺纹通孔，所述碟簧套(9022)侧端沿轴线方向设置有导向槽；

所述碟簧组(9023)包括多个碟簧，所述碟簧组(9023)设置在所述碟簧孔内并套装于所述圆柱形凸起，所述碟簧组(9023)下端与所述导向座(9021)的所述底座端面相接触，上端与所述碟簧孔内端面相接触；

所述调节螺栓(9024)的螺纹段穿过所述压力传感器(901)和所述通孔与所述碟簧套(9022)的所述螺纹通孔连接，用于调节所述碟簧套(9022)的位置；

所述导向销(9025)头部连接于所述压力传感器(901)，尾部穿过所述压力传感器(901)和所述导向槽顶住所述碟簧套(9022)的侧壁，用于锁定所述碟簧套(9022)。

2.根据权利要求1所述的风电机组主传动系统，其特征在于，所述轴承座(2)的中部设置有减重孔(203)，用于减轻所述轴承座(2)的重量，所述轴承座(2)的后部设置有后轴承检修孔(204)。

3.根据权利要求1所述的风电机组主传动系统，其特征在于，所述主轴(301)前端还设置有风轮连接孔(3012)，所述风轮连接孔(3012)沿所述主轴(301)的圆周方向均匀分布，且所述风轮连接孔(3012)位于所述风轮锁定销孔(3011)外侧，所述风轮(101)通过所述风轮连接孔(3012)与所述主轴(301)固定连接。

4.根据权利要求1或3所述的风电机组主传动系统，其特征在于，所述风轮锁定销(5)包括锁定销(501)、活塞杆(502)、缸套(503)和底板(504)；

所述锁定销(501)端面上沿中心轴线设置有垂直所述端面的活塞孔(5011)；

所述活塞杆(502)头部与所述活塞孔(5011)内壁密封连接并构成前油腔(505)，所述活塞杆(502)尾部与所述底板(504)固定连接，所述活塞杆(502)与所述锁定销(501)可相对移动；

所述缸套(503)密封安装在所述活塞孔(5011)开口端，用于封堵所述活塞孔(5011)和所述活塞杆(502)形成的空间并构成后油腔(506)；

所述底板(504)固定安装于所述锁定销支座(201)上；

所述活塞杆(502)杆体沿长度方向设置有前油路(5021)和后油路(5022)，所述前油路(5021)连通所述前油腔(505)，用于所述前油腔(505)的进油或排油，所述后油路(5022)连通所述后油腔(506)，用于所述后油腔(506)的进油或排油，所述前油腔(505)或所述后油腔(506)进油可推动所述锁定销(501)移动。

5.根据权利要求1所述的风电机组主传动系统，其特征在于，所述主轴(301)内部呈镂空状，且所述主轴(301)的内壁设置为弧形。

6.根据权利要求1所述的风电机组主传动系统，其特征在于，弹性联轴器(6)还包括抗剪销总成(604)，所述主轴(301)输出端、所述主动盘(601)、所述从动盘(603)和所述增速器输入轴(702)均设置有连接销孔，所述主动盘(601)和所述主轴(301)输出端通过所述抗剪销总成(604)与所述连接销孔的配合实现固定连接，所述从动盘(603)和所述增速器输入轴(702)通过所述抗剪销总成(604)与所述连接销孔的配合实现固定连接。

7.根据权利要求6所述的风电机组主传动系统，其特征在于，所述抗剪销总成(604)包括抗剪销(6041)、挡圈(6042)、双头螺柱(6043)和螺母(6044)，所述抗剪销(6041)套装于所述双头螺柱(6043)上，所述抗剪销(6041)和所述双头螺柱(6043)安装于所述连接销孔，所述双头螺柱(6043)两端可拆卸地安装有所述挡圈(6042)和所述螺母(6044)。

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