CN110905721A - 一种风力发电机组偏航结构 - Google Patents

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章滔
阳雪兵
何录忠
卜忠颉
刘明
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XIANGTAN LIYUAN ELECTRIC TOOLING CO Ltd
XEMC Windpower Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组偏航结构，包括机舱、塔筒、偏航驱动、多个制动器和偏航齿圈；所述偏航齿圈和塔筒固定相连；所述的机舱底部靠近偏航齿圈的外圆设有多个制动器，偏航齿圈的顶面、底面与侧面与制动器凹槽的上侧面、下侧面和底面之间分别设有摩擦片；偏航齿圈底面的摩擦片与制动器之间设有力矩调整装置。本发明结构简单、成本低、维护方便，而且避免了机舱卡槽加工的不方便及机舱卡槽加工时损坏机舱的风险。

Description

一种风力发电机组偏航结构
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组偏航结构。
背景技术
风力发电机组偏航装置是风力发电机组重要组成部分，通常由机舱、塔筒、偏航驱动、滚动轴承和制动器组成，其功能主要是偏航功能和制动功能。偏航功能：当风向改变时，偏航驱动驱动机舱相对塔筒转动，使得机头始终朝向来风方向;制动功能：当机头朝向来风方向或其他要求位置时，通过制动器提供的制动力，防止机舱在惯性及外载作用下相对塔筒偏离目标位置，保证风力发电机组安全可靠运行。
中国专利《一种大型风电机组的滑动偏航轴承》（专利号CN 202790073 U）提出了一种新型的滑动偏航轴承，如图1所示，它提供了一种机构简单，成本低，维护方便的偏航轴承。图1中：图中，1-机架，2-内环，3-内环螺栓，4-径向摩擦片，5-上承载面摩擦片，6-下承载面摩擦片，7-外齿圈，8-塔架，9-塔架螺栓，10-并紧螺母，11-加力螺栓，12-导销，13-碟形弹簧组，14-下侧压环。但是，随着滑动轴承在风电行业的使用，尤其是叶轮直径不断加大，风机工况越来越恶劣，该结构下述弊端日益凸显：
1.上承载面摩擦片位于机舱卡槽内，卡槽加工复杂，成本较高。另外，一旦卡槽损坏，必须动用吊车将整个机舱掉下进行更换，维修成本较高；
2.上承载面摩擦片需要定期更换，但由于上承载面摩擦片被机舱压住，实际很难进行更换；
3.受限于结构，制动器和机舱的连接螺栓长度受限，螺栓副承载能力较小，存在连接面滑移、螺栓破坏的风险。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单、成本低、维护方便的风力发电机组偏航结构，它通过将偏航制动器放到了偏航齿圈的外圈，并将上承载面摩擦片放到了制动器上钳闸内，使得整个偏航系统的可维护性和安全性更好。
本发明采用的技术方案是：一种风力发电机组偏航结构，包括机舱、塔筒、偏航驱动、多个制动器和偏航齿圈；所述偏航齿圈和塔筒固定相连；所述的机舱底部靠近偏航齿圈的外圆设有多个制动器，偏航齿圈的顶面、底面与侧面与制动器凹槽的上侧面、下侧面和底面之间分别设有摩擦片；偏航齿圈底面的摩擦片与制动器之间设有力矩调整装置。
上述的风力发电机组偏航结构中，所述的制动器包括上钳闸和下钳闸，上钳闸呈L形，上钳闸和下钳闸上均设有螺栓孔，上钳闸和下钳闸通过螺栓固定在机舱底部形成制动器；上钳闸位于下钳闸上方，上钳闸的横臂朝向偏航齿圈面上设有卡槽I，卡槽I内设有上承载面摩擦片，上钳闸的竖臂朝向偏航齿圈面上设有卡槽Ⅱ，卡槽Ⅱ内设有径向摩擦片；下钳闸朝向偏航齿圈的面上设有卡槽Ⅲ，卡槽Ⅲ内设有下承载面摩擦片。
上述的风力发电机组偏航结构中，上钳闸的横臂或/和机舱的底板上设有螺纹孔，螺纹孔对应于上承载面摩擦片设置。
上述的风力发电机组偏航结构中，力矩调整装置包括调节螺栓和碟簧；所述的下钳闸上设有螺纹孔和碟簧孔，螺纹孔与碟簧孔同轴，碟簧孔位于下承载面摩擦片的正下方，碟簧置于碟簧孔内，调节螺栓安装在螺纹孔内。
上述的风力发电机组偏航结构中，所述的机舱底部通过螺栓安装有下支架；下支架对应于偏航驱动设置，机舱底板和下支架上设有供偏航驱动穿过的通孔，下支架上的通孔为阶梯孔；所述的偏航驱动上设有上法兰盘和下法兰盘，上法兰盘与机舱固定连接，下法兰盘置于下支架通孔的台阶面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明将制动器置于偏航齿圈的外圆位置，增加了制动器和摩擦片的布置数量，使得整个偏航系统安全更高；
2. 本发明将上承载面摩擦片安装在制动器上钳闸上，相对于上承载面摩擦片安装在机舱底部，避免了机舱卡槽加工的不方便及机舱卡槽加工时损坏机舱的风险。
3. 本发明的上钳闸的横臂或/和机舱的底板上设有螺纹孔，螺纹孔对应于上承载面摩擦片设置，可通过拧入螺栓来顶起机舱，实现上承载面摩擦片和制动器上钳闸更换；使得制动器的上钳闸、下钳闸及摩擦片容易更换，便于维护。
4.本发明通过螺栓将制动器与机舱连接，由螺栓提供夹紧力矩，螺栓夹持长度可显著加大，同时螺栓连接本身就比螺钉连接更为安全可靠。
附图说明
图1为中国专利《一种大型风电机组的滑动偏航轴承》中的偏航滑动轴承的结构示意图。
图2为本发明所述新型偏航结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图2所示，本发明包括机舱15、偏航齿圈19、制动器、偏航驱动18和塔筒20。所述机舱15底板上设有多个偏航驱动18，机舱15与偏航驱动18通过螺栓固定连接。机舱15底部通过螺栓安装有下支架19，下支架19对应于偏航驱动18设置，机舱15的底板和下支架19上设有供偏航驱动18穿过的通孔，下支架19上的通孔为阶梯孔。所述的偏航驱动18上设有上法兰盘182和下法兰盘183，上法兰盘182与机舱15通过螺栓固定连接，下法兰盘183置于下支架19通孔的台阶面上。这样偏航驱动18和机舱15的安装成了双点支撑结构，偏航驱动18与机舱15的连接刚度更好，避免了由于支撑部件刚度不足导致的偏航驱动超载和过早损坏。偏航驱动18的底端设有驱动小齿轮181。
所述偏航齿圈19是一个内齿圈，偏航齿圈19和塔筒20固定相连；偏航齿圈19与驱动小齿轮181啮合，偏航驱动18能够通过驱动小齿轮181带动偏航齿圈19转动，进而实现机舱15和塔筒20的相对转动。所述的机舱底部靠近偏航齿圈的外圆设有多个制动器，所述的制动器朝向偏航齿圈19的侧面上设有凹槽，偏航齿圈19嵌在凹槽内。所述的制动器包括上钳闸23和下钳闸24，上钳闸23呈L形，上钳闸23和下钳闸24上均设有螺栓孔，上钳闸23和下钳闸24通过螺栓固定在机舱底部形成朝向偏航齿圈19具有凹槽的制动器；上钳闸23位于下钳闸24上方。偏航齿圈19嵌入制动器的凹槽内，上钳闸23的横臂朝向偏航齿圈19面上设有卡槽I，卡槽I内设有上承载面摩擦片5，上承载面摩擦片5的下端面和偏航齿圈19顶面接触并在受压后提供摩擦力和轴向支撑。上钳闸23的竖臂朝向偏航齿圈19面上设有卡槽Ⅱ，卡槽Ⅱ内设有径向摩擦片4其对偏航系统提供径向支撑和部分摩擦阻力。上钳闸23的横臂或/和机舱15的底板上设有螺纹孔，螺纹孔对应于上承载面摩擦片5设置。下钳闸24朝向偏航齿圈的面上设有卡槽Ⅲ，卡槽Ⅲ内设有下承载面摩擦片6。所述的下钳闸24上设有螺纹孔和碟簧孔，螺纹孔与碟簧孔同轴，碟簧孔位于下承载面摩擦片6的正下方，碟簧孔内设有碟簧21，下承载面摩擦片6与碟簧21连接，螺纹孔内安装有调节螺栓22。通过旋转调节螺栓22，可以压缩或放松碟簧21，使得下承载面摩擦片6受到的压力改变，从而使得下承载面摩擦片6提供的摩擦力发生改变。
本发明当需要更换径向摩擦片4、下承载面摩擦片6或下钳闸24时，拆下对应制动器的螺栓25，即可将上钳闸23和下钳闸24拆下，完成径向摩擦片4、下承载面摩擦片6或下钳闸24的更换。所述机舱15或/和上钳闸23上设有螺纹孔21，当需要更换上承载面摩擦片5和上钳闸23时，在其他的制动器的螺纹孔上拧入螺栓16，顶起机舱1，使得上钳闸23和偏航齿圈19之间距离增大，然后松下螺栓25，实现上钳闸23的更换。

Claims (5)

1.一种风力发电机组偏航结构，其特征是：包括机舱、塔筒、偏航驱动、多个制动器和偏航齿圈；所述偏航齿圈和塔筒固定相连；所述的机舱底部靠近偏航齿圈的外圆设有多个制动器，偏航齿圈的顶面、底面与侧面与制动器凹槽的上侧面、下侧面和底面之间分别设有摩擦片；偏航齿圈底面的摩擦片与制动器之间设有力矩调整装置。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航结构，其特征是：所述的制动器包括上钳闸和下钳闸，上钳闸呈L形，上钳闸和下钳闸上均设有螺栓孔，上钳闸和下钳闸通过螺栓固定在机舱底部形成制动器；上钳闸位于下钳闸上方，上钳闸的横臂朝向偏航齿圈面上设有卡槽I，卡槽I内设有上承载面摩擦片，上钳闸的竖臂朝向偏航齿圈面上设有卡槽Ⅱ，卡槽Ⅱ内设有径向摩擦片；下钳闸朝向偏航齿圈的面上设有卡槽Ⅲ，卡槽Ⅲ内设有下承载面摩擦片。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航结构，其特征是：上钳闸的横臂或/和机舱的底板上设有螺纹孔，螺纹孔对应于上承载面摩擦片设置。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航结构，其特征是：力矩调整装置包括调节螺栓和碟簧；所述的下钳闸上设有螺纹孔和碟簧孔，螺纹孔与碟簧孔同轴，碟簧孔位于下承载面摩擦片的正下方，碟簧置于碟簧孔内，调节螺栓安装在螺纹孔内。
5.根据权利要求1或2所述的风力发电机组偏航结构，其特征是：所述的机舱底部通过螺栓安装有下支架；下支架对应于偏航驱动设置，机舱底板和下支架上设有供偏航驱动穿过的通孔，下支架上的通孔为阶梯孔；所述的偏航驱动上设有上法兰盘和下法兰盘，上法兰盘与机舱固定连接，下法兰盘置于下支架通孔的台阶面上。
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