CN109882358B - 一种风力发电机及其变桨机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变桨机构，包括：与轮毂相连并倾斜设置、用以调整风机叶片倾斜程度的变桨轴承；沿径向延伸的支撑架；用以与所述变桨轴承相连的出引板；用以与所述支撑架和所述出引板相连的过渡板。上述变桨机构用以消除变桨轴承与支撑架之间的位置偏差，降低导流罩的疲劳应力，解决了变桨机构装配难度过大的问题。此外，本发明还公开了一种包括上述变桨机构的风力发电机。

Description

一种风力发电机及其变桨机构

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种变桨机构。此外，本发明还涉及一种包括上述变桨机构的风力发电机。

背景技术

在化石燃料资源形式日益紧张的情况下，人们开始大力研究风力发电技术。我国内陆以及海上均具备丰富的风能资源，加快风电项目建设，对于治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。

目前，一种风力发电机的变桨机构包括具有支撑钢架05的导流罩，轮毂01以及与轮毂01相连的变桨轴承02等部件，支撑钢架05和变桨轴承02通过L形连接板04连接，其中，变桨轴承02通过连接螺栓03与轮毂01相连，并且L形连接板04通过上述连接螺栓03固定于变桨轴承02，而L形连接板04通过固定螺栓06固定于支撑钢架05，以完成变桨机构的装配。

在实际装配变桨机构的过程中，由于支撑钢架05相对于变桨轴承02(也即L形连接板04)具有一定的位置偏差，因此，通常做法为在装配现场配钻上述固定螺栓06的螺孔，以消除L形连接板04与支撑钢架05沿径向方向的位置偏差。然而，由于连接螺栓03的螺孔过大而无法进行现场配钻，使L形连接板04与支撑钢架05沿轴向方向的位置偏差无法消除，并需要使L形连接板04产生一定的弹性形变才能够固定于支撑钢架05的表面，这样会增加变桨轴承02、L形连接板04以及支撑钢架05的疲劳应力，也增加了变桨机构的装配难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种变桨机构，该变桨机构用以消除变桨轴承与支撑架之间的位置偏差，降低导流罩的疲劳应力，解决了变桨机构装配难度过大的问题。本发明的另一目的是提供一种包括上述变桨机构的风力发电机。

为实现上述目的，本发明提供一种变桨机构，包括：与轮毂相连并倾斜设置、用以调整风机叶片倾斜程度的变桨轴承；沿径向延伸的支撑架；用以与所述变桨轴承相连的出引板；用以与所述支撑架和所述出引板相连的过渡板。

优选地，所述出引板呈直板状；其中，所述出引板具有用以与所述变桨轴承相连的轴承连接端和用以与所述过渡板相连的过渡连接端。

优选地，所述过渡板具体为折弯板；其中，所述过渡板具有用以与所述支撑架相连的支架连接端和用以与所述过渡连接端相连的出引连接端。

优选地，所述出引连接端和所述过渡连接端均设有安装通孔，紧固部穿设所述安装通孔以实现所述出引板和所述过渡板相连。

优选地，所述出引连接端的延伸方向平行于所述过渡连接端的延伸方向；所述支架连接端沿径向设置并贴合于所述支撑架的表面。

优选地，两个固定部沿所述支架连接端的延伸方向依次分布；其中，所述固定部用以连接所述支架连接端和所述支撑架。

优选地，所述紧固部垂直于所述出引连接端的延伸方向设置；两个所述固定部沿轴向设置。

相对于上述背景技术，本发明提供的变桨机构，通过出引板和过渡板的连接以消除变桨轴承与支撑架之间的位置偏差。具体来说，出引板固定于变桨轴承，过渡板贴合于支撑架的表面，沿径向调整过渡板的位置使过渡板接触出引板并将这两者固定，以消除变桨轴承与支撑架沿轴向的位置偏差，最后将过渡板的位置于支撑架上固定，以消除变桨轴承与支撑架沿径向的位置偏差，进而降低变桨轴承以及支撑架所受的疲劳应力，降低了变桨机构的装配难度。

本发明还提供一种风力发电机，包括如上述任一项所述的变桨机构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中变桨机构的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种变桨机构的结构示意图；

其中，

01-轮毂、02-变桨轴承、03-连接螺栓、04-L形连接板、05-支撑钢架、06-固定螺栓、1-变桨轴承、2-支撑架、3-出引板、4-过渡板、5-紧固部、6-固定部、7-连接部。

此外，图1和图2中的左右方向表示径向，上下方向表示轴向。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的一种变桨机构的结构示意图。

为了便于理解本技术方案，首先对本文中的方位基准进行具体说明，除了明确地表示某一部件的轴向和径向，本文中单独出现的“轴向”均是指风机叶片的转轴所在的直线方向，也即图2中的上下方向，而“径向”均是指垂直于风机叶片的转轴的方向，也即图2中的左右方向。

本发明所提供的一种变桨机构，如图2所示，该变桨机构包括：与轮毂相连并倾斜设置、用以调整风机叶片倾斜程度的变桨轴承1；设于导流罩并沿径向延伸的支撑架2；用以与变桨轴承1相连的出引板3；用以与支撑架2和出引板3相连的过渡板4。在装配变桨机构的过程中，变桨轴承1与支撑架2沿轴向和径向均存在一定的位置偏差，该位置偏差是指变桨轴承1与支撑架2的理论相对位置和变桨轴承1与支撑架2的实际相对位置之间的差距，这种位移偏差是无法通过预先计算得出的随机数值，而本变桨机构通过在变桨轴承1和支撑架2之间设置出引板3和过渡板4能够消除上述位置偏差。具体来说，轮毂通过连接部7与变桨轴承1的外圈相连，连接部7平行于变桨轴承1的轴向设置，出引板3通过连接部7固定于变桨轴承1的表面，并主要沿轴向延伸；过渡板4能够在支撑架2上沿径向移动，当过渡板4移动至与出引板3接触时，将过渡板4和出引板3固定，此时，应使过渡板4与支撑架2保持相连的状态，变桨轴承1与支撑架2之间沿轴向方向的位置偏差通过出引板3与过渡板4之间的相对位置得以补偿，以达到消除变桨轴承1与支撑架2之间沿轴向方向的位置偏差的目的；最后再将过渡板4与支撑架2固定在一起，以消除变桨轴承1与支撑架2之间沿径向方向的位置偏差。

可以看出，在上述装配的过程中，变桨轴承1与支撑架2通过出引板3和过渡板4间接连接，并通过调整出引板3和过渡板4连接的相对位置来补偿变桨轴承1与支撑架2之间随机大小的位置偏差，而出引板3和过渡板4还不会产生弹性形变来实现变桨轴承1与支撑架2的连接，这样一方面，变桨轴承1和支撑架2所受的疲劳应力减小，变桨机构的使用寿命得以延长；另一方面，工作人员无需额外用力使过渡板4产生弹性形变以贴合于支撑架2的表面，并将过渡板4固定于支撑架2上，解决了变桨机构装配难度大的问题。

如图2所示，上述出引板3优选呈直板状；其中，出引板3具有用以与变桨轴承1相连的轴承连接端和用以与过渡板4相连的过渡连接端。具体来说，出引板3的轴承连接端通过连接部7固定于变桨轴承1外圈的侧面，过渡连接端与过渡板4连接，并且其主要沿轴向延伸以供过渡板4调整相对于其的连接位置，进而消除变桨轴承1与支撑架2之间沿轴向的位置偏差。当然，出引板3还可以呈其他主要沿轴向延伸的形状。

如图2所示，上述过渡板4优选为折弯板；其中，过渡板4具有用以与支撑架2相连的支架连接端和用以与过渡连接端相连的出引连接端。具体来说，支架连接端和出引连接端作为过渡板4弯折的两部分，也即支架连接端的延伸方向与出引连接端的延伸方向不同，使过渡板4呈弯折状。在装配过程中，当过渡板4的出引连接端与出引板3的过渡连接端接触且过渡板4的支架连接端与支撑架2贴合时，将过渡板4的出引连接端固定于出引板3的过渡连接端以消除变桨轴承1与支撑架2之间沿轴向的位置偏差，再将过渡板4的支架连接端固定于支撑架2以消除变桨轴承1与支撑架2之间沿径向的位置偏差。

如图2所示，上述出引连接端和过渡连接端均设有安装通孔，紧固部5穿设两个相通的安装通孔以实现出引板3与过渡板4相连。在装配过程中，当过渡连接端与出引连接端接触时，现场配钻出引连接端和过渡连接端的安装通孔，并在上述两者相互连通的安装通孔内设置紧固部5将出引板3和过渡板4连接为一体。需要说明的是，在配钻安装通孔时，应使过渡板4的支架连接端与支撑架2保持贴合的状态，以消除变桨轴承1与支撑架2之间沿轴向的位置偏差。

如图2所示，上述过渡板4优选仅具有一个弯折角。具体来说，出引连接端的延伸方向平行于过渡连接端的延伸方向，以便于出引连接端与过渡连接端紧密贴合，支架连接端沿径向设置并贴合于支撑架2的表面，出引连接端与支架连接端之间仅具有一个弯折的部分，且该弯折部分与出引板3相抵，降低了过渡板4在其弯折部分的应力集中，提高了过渡板4的机械强度。

如图2所示，上述过渡板4与支撑架2通过固定部6连接，作为优选，固定部6设置两个并沿支架连接端的延伸方向依次分布。具体来说，在过渡板4相对于出引板3的位置固定之后，支架连接端与支撑架2的表面贴合，现场配钻两个分别用于安装两个固定部6的安装孔，其中，两个安装孔沿支架连接端的延伸方向依次分布，将两个固定部6设于两个安装孔以固定过渡板4和支撑架2，并消除变桨轴承1与支撑架2之间沿径向的位置偏差。

若紧固部5沿径向设置，则紧固部5会承载沿轴向和径向均具有分量的力，为了使紧固部5仅承受垂直于其本体轴向方向的力，以提高紧固部5的使用寿命，如图2所示，紧固部5优选垂直于出引连接端的延伸方向设置，也即紧固部5的轴向方向与连接部7的安装方向平行，并与变桨轴承1的轴向平行，使紧固部5承载的力垂直于其轴向方向。出于同样的思想，将上述两个固定部6沿轴向设置，使两个固定部6仅承载沿径向方向的力，以提高固定部6的使用寿命。

需要说明的是，过渡板4将承受图2中朝下方向的力，也即来自变桨轴承1方向的轴向力，若过渡板4的支架连接端设于支撑架2的下表面(即远离变桨轴承1的轴向侧面)，则支撑架2将通过固定部6受拉来承载过渡板4的受力，这样会造成固定部6承受沿其轴向方向的力，进而会额外增加固定部6的受力并缩短其使用寿命。如图2所示，过渡板4的支架连接端优选设于支撑架2的上表面(即靠向轴承的侧面)，使过渡板4将其受到的力直接作用于支撑架2，而固定部6仅起到将过渡板4固定于支撑架2的作用，而无需承受沿其轴向方向的作用力。

为了便于装配，上述紧固部5以及固定部6的尾部可均朝向同一侧设置，作为优选，仅在支撑架2的一侧安装紧固部5以及两个固定部6的螺母；当然，如图2所示，若紧固部5的本体过长，则会影响相对靠近变桨轴承1的固定部6的螺母的安装，因此需要将紧固部5沿依次穿过过渡板4和出引板3的方向设置。

作为优选，紧固部5以及固定部6采用同一型号的螺栓，这样仅需在装配现场携带一种配钻工具即可开设用于安装紧固部5的安装通孔以及用于安装固定部6的安装孔，以减小装配现场的工具使用量。

本发明所提供的一种风力发电机，包括如上所述的变桨机构；其中，风力发电机的其他部分(如导流罩、轮毂和转子叶片)可以参照现有技术，本文不再展开。

以上对本发明所提供的风力发电机及其变桨机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种变桨机构，其特征在于，包括：

与轮毂相连并倾斜设置、用以调整风机叶片倾斜程度的变桨轴承（1）；

设于导流罩、并沿垂直于风机叶片的转轴方向延伸的支撑架（2）；

用以与所述变桨轴承（1）相连的出引板（3）；

用以与所述支撑架（2）和所述出引板（3）相连的过渡板（4）；

其中，所述出引板（3）呈直板状，所述出引板（3）具有用以与所述变桨轴承（1）相连的轴承连接端和用以与所述过渡板（4）相连的过渡连接端。

2.根据权利要求1所述的变桨机构，其特征在于，所述过渡板（4）具体为折弯板；其中，所述过渡板（4）具有用以与所述支撑架（2）相连的支架连接端和用以与所述过渡连接端相连的出引连接端。

3.根据权利要求2所述的变桨机构，其特征在于，所述出引连接端和所述过渡连接端均设有安装通孔，紧固部（5）穿设所述安装通孔以实现所述出引板（3）和所述过渡板（4）相连。

4.根据权利要求3所述的变桨机构，其特征在于，所述出引连接端的延伸方向平行于所述过渡连接端的延伸方向；所述支架连接端沿垂直于风机叶片的转轴方向设置并贴合于所述支撑架（2）的表面。

5.根据权利要求4所述的变桨机构，其特征在于，两个固定部（6）沿所述支架连接端的延伸方向依次分布；其中，所述固定部（6）用以连接所述支架连接端和所述支撑架（2）。

6.根据权利要求5所述的变桨机构，其特征在于，所述紧固部（5）垂直于所述出引连接端的延伸方向设置；两个所述固定部（6）沿风机叶片的转轴所在的直线方向设置。

7.一种风力发电机，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的变桨机构。

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