CN111237132B - 风力发电机组转子盘车系统及其夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组转子盘车系统及其夹紧装置，该夹紧装置包括夹紧块、定位部件和第一弹性部件；该发明中夹紧块与定位部件之间并非直接接触，而是通过第一弹性部件间接接触，定位部件所施加的压力通过第一弹性部件间接传递至夹紧块，从而锁定夹紧块与转子端盖之间的位置。这样，当夹紧块与转子端盖之间的接触力不足以使第一弹性部件继续变形时，夹紧块抵靠转子端盖，二者在主驱动缸驱动转子转动过程中不会发生相对位移；当夹紧块与转子端盖之间的接触力大于预定值，夹紧块会向外挤压第一弹性部件继续变形，进而增大夹紧块与转子端盖之间间隙，减小二者之间的抵靠力，避免了盘车系统卡滞现象的发生。

Description

风力发电机组转子盘车系统及其夹紧装置

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，特别涉及一种风力发电机组转子盘车系统及其夹紧装置。

背景技术

风力发电机组是一种将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，来促使发电机发电。

风力发电机组包括机舱、发电机、叶片等主要部件。发电机包括转子和定子，转子的主轴设置有轮毂，叶片安装于转子的轮毂用来接受风力并带动转子转动，进而带动发电机转子转动，发电机的定子绕组切割磁力线产生电能。

叶片的数量至少为一个，一般优先为三个，当叶片数量多于一个时，需要改变轮毂的位置以满足不同叶片的组装需求。即当完成一个叶片的组装后，轮毂需要从该位置转动一定角度至另一位置，然后再进行另一叶片的组装。并且，当叶片进行维修或维护时，也需要调节叶片于适当角度。

目前，叶片位置的调节主要依靠设置于风力发电机组中的盘车装置进行驱动实现，盘车装置设置于机舱内部或者部分设置于机舱外部，盘车装置可以驱动转子相对机座转动，进而带动连接转子轴的轮毂转动，以实现叶片位置的调节，实现多叶片的安装。

现有技术中盘车系统主要包括驱动油缸，盘车驱动时，驱动油缸的固定部与机座铰接，活动部与发电机转子端盖铰接，通过驱动油缸的多次伸缩实现转子的转动。

现有盘车系统在驱动转子转动过程中常常出现卡滞现象，导致盘车不能顺畅进行，这严重影响了盘车效率和盘车安全性。

因此，如何消除现有技术中盘车驱动时卡滞现象，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种风力发电机组转子盘车系统的夹紧装置，包括以下部件:

夹紧块，包括与风力发电机组转子配合接触的夹持部；

定位部件，用于将所述夹紧块锁定于盘车系统的盘车主体；

第一弹性部件，压装于所述夹紧块与所述定位部件之间，所述定位部件通过所述第一弹性部件施加径向力于所述夹紧块，以使所述夹紧块径向定位于所述盘车主体。

本发明中夹紧块与定位部件之间并非直接接触，而是通过第一弹性部件间接接触，定位部件所施加的压力通过第一弹性部件间接传递至夹紧块，从而锁定夹紧块与转子端盖之间的位置。这样，当夹紧块与转子端盖之间的接触力不足以使第一弹性部件继续变形时，夹紧块抵靠转子端盖，二者在主驱动缸驱动转子转动过程中不会发生相对位移；当夹紧块与转子端盖之间的接触力大于预定值，夹紧块会向外挤压第一弹性部件继续变形，进而增大夹紧块与转子端盖之间间隙，减小二者之间的抵靠力，避免了盘车系统卡滞现象的发生。

可选的，所述定位部件为螺栓，所述夹紧块设置有径向延伸的通孔，所述盘车主体设置有与所述通孔同轴的螺纹孔，所述螺栓的螺纹端部穿过所述夹紧块的通孔连接于所述螺纹孔内部。

可选的，所述第一弹性部件为螺旋弹簧，所述螺栓包括大径螺栓头部和小径螺杆部，所述螺旋弹簧套装于所述螺杆部，并且压装于所述大径螺栓头部和所述夹紧块之间。

可选的，自外向内，所述通孔包括通过台阶面连接的大径孔段和小径孔段，所述螺旋弹簧安装于所述大径孔段。

可选的，还包括盖板，所述盖板可拆卸安装于所述夹紧块的外端面，并且与所述夹紧块的通孔相应位置也开设有同轴安装孔，所述安装孔的直径大于所述大径螺栓头部，小于所述螺旋弹簧的外径。

可选的，还包括第二弹性部件，所述第二弹性部件设置于所述夹紧块与所述盘车主体之间，并且所述第一弹性部件的刚度大于所述第二弹性部件的刚度，以便安装时，所述第二弹性部件先被压缩，待压缩至预定位置时，所述第一弹性部件才开始压缩。

可选的，所述第二弹性部件为弹簧，所述夹紧块的下底面开设有弹簧安装孔，所述弹簧部分安装于所述弹簧安装孔内部；当所述第二弹性部件完全压缩至所述弹簧安装孔内部时，所述第一弹性部件开始压缩。

可选的，所述夹紧块的夹持部为斜面结构，其与所述风力发电机组转子端盖的楔形外缘配合。

可选的，所述夹紧块包括本体，所述夹持部可拆卸安装于所述本体。

可选的，所述本体朝向转子端盖的一侧具有朝向转子延伸的凸台，所述夹持部可拆卸安装于所述凸台的底面。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组转子盘车系统，包括安装体、盘车主体和主驱动缸，所述安装体能够与风力发电机组机座固定连接，所述盘车主体支撑于所述安装体，所述主驱动缸的固定端与所述安装体铰接，另一端与所述盘车主体铰接，所述盘车主体上设置有一个或几个上述任一项所述的夹紧装置。

本发明所提供的盘车系统具有上述夹紧装置，故也具有夹紧装置的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中盘车系统的局部三维剖视示意图；

图2为图1中L处放大示意图结构示意图。

其中，图1至图2中：

第一盘车主体1、第二盘车主体2、销轴装置3、下夹紧块4、夹紧装置5、夹紧块51、夹持部511、凸台512、螺栓52、第一弹性部件53、第二弹性部件54、大径孔段51a、弹簧安装孔51b、盖板55、螺栓56、转子端盖40。

具体实施方式

针对背景技术中发现的盘车卡滞现象，本文进行了大量试验，试验发现：现有技术盘车系统包括盘车主体，盘车主体上安装有夹紧装置，夹紧装置使盘车主体与转子端盖形成一个整体，提高盘车可靠性。但是发电机存在制造和装配误差，使得发电机转子端盖相对盘车主体在圆周方向上存在径向圆跳动误差，因此导致夹紧装置与转子端盖之间抵靠力过大，导致盘车系统不能正常驱动转子端盖转动。

在上述发现的基础上，本文进行进一步的探索研究，提出了一种解决上述技术问题的技术方案。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图2，本发明提供了一种风力发电机组转子盘车系统，主要用于转动发电机的转子，该盘车系统包括安装体、盘车主体和主驱动缸，安装体能够与风力发电机组的机座固定连接，主驱动缸的固定端与安装体铰接，其中主驱动缸与安装体可以球铰接，这样二者活动自由度比较大。

本发明中的盘车主体通过移动机构支撑于安装体，移动机构可以为滑动机构，也可以为滚动机构或者其他能够实现二者相对运动的机构。

主驱动缸与盘车主体铰接连接。具体地，在一种优选的实施方式中盘车主体可以包括第一盘车主体1和第二盘车主体2，主驱动缸可以与第一盘车主体1或者第二盘车主体2铰接。这样，在主驱动缸的伸长或者缩短的作用下，主驱动缸可以推动或者拉动盘车模块沿安装体相对移动，进而盘车模块带动与其通过销轴连接的转子转动。

本发明中盘车模块的第二盘车主体2上设置有用于与转子配合锁定或者解锁的销轴装置3，也就是说，第二盘车主体2通过销轴装置3与转子锁定，具体地，销轴装置3包括销轴和驱动销轴相对转子伸出或者缩回的驱动缸，该驱动缸可以为液压缸，也可以为气缸。即销轴装置3可以为液压销轴，或气压销轴。转子上设置有销轴孔，具体地，销轴孔可以设置于转子端盖40的周向。驱动缸驱动销轴伸出以插入转子的销轴孔内部，实现第二盘车主体2与转子的锁定，当盘车结束，驱动缸驱动销轴缩回，销轴自转子销轴孔内部脱出，以实现第二盘车主体2与转子的解锁。

图中虽然未标记出主驱动缸、移动机构等部件，但是并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。

当然盘车主体的具体结构不局限于本文所描述的上述方式，本文仅是以一种具体的盘车系统为例，介绍下述夹紧装置的工作原理和工作过程。

本发明中的盘车系统中还进一步包括夹紧装置5，该夹紧装置5包括夹紧块51、定位部件和第一弹性部件53。

夹紧块51包括与风力发电机组转子配合接触的夹持部511。夹持部511可以与转子端盖内缘或者外缘配合夹紧，故夹持部511具有与转子端盖相应位置匹配的形状，这样二者接触时可以避免二者接触面的磨损。

本发明中的定位部件主要用于将夹紧块51定位于盘车系统的盘车主体。以上述盘车主体包括第一盘车主体和第二盘车主体为例，夹紧块51通过定位部件安装于第二盘车主体上。当定位部件位于锁定工作状态时，夹紧块51被定位部件锁定于盘车主体的第一位置，同时夹紧块51相对转子的位置也被锁定，此时夹紧块51的夹持部511恰好抵靠于转子端盖的相应位置。夹持部511通过与盘车系统中其它部件配合，将转子端盖与盘车主体形成一个整体，当然，也可以与销轴(转子与盘车主体锁定的销轴)配合使得转子端盖与盘车主体形成一个整体，这样不仅大大增加了盘车主体的刚度，而且增加了盘车稳定性。

夹紧块51虽然与转子端盖接触但是基本上作用力比较小，在驱动缸伸缩作用下，夹紧块51能够随第二盘车主体周向移动，以实现多次驱动转子转动。

当盘车结束后，定位部件可以置于解锁位置，夹紧块51与盘车主体之间的锁定被解除，此时夹紧块51与转子端盖之间距离相对较远，不妨碍第二盘车主体沿轴向远离转子端盖。

与夹持部511配合共同夹紧转子端盖的部件具体结构也可以为本文所述的夹持装置，即盘车主体的上下两侧分别安装有本文所述的夹持装置，上端的夹持部511与转子端盖外缘配合，下端的夹持部511与转子端盖内缘配合，上下两夹持部511共同配合实现对转子端盖的抱紧。

当然，与夹持部511配合共同夹紧转子端盖的部件结构不局限于本文所述的夹持装置，还可以为其他，例如液压缸和驱动块模式，液压缸驱动驱动块往复移动以实现驱动块抵靠转子端盖内缘。

本发明中的第一弹性部件53压装于夹紧块51与定位部件的径向接触面之间，定位部件通过第一弹性部件53施加径向力于夹紧块51，以使夹持部511抵靠所述风力发电机组的转子。第一弹性部件53可以为弹簧，也可以为其他能够弹性变形的部件。本文优选第一弹性部件53为螺旋弹簧，后文中详细介绍螺旋弹簧的设置方式。

本发明中夹紧块51与定位部件之间并非直接接触，而是通过第一弹性部件53间接接触，定位部件所施加的压力通过第一弹性部件53间接传递至夹紧块51，从而锁定夹紧块51与转子端盖之间的位置。这样，当夹紧块51与转子端盖之间的接触力不足以使第一弹性部件53继续变形时，夹紧块51抵靠转子端盖，二者在主驱动缸驱动转子转动过程中不会发生相对位移；当夹紧块51与转子端盖之间的接触力大于预定值，夹紧块51会向外挤压第一弹性部件53继续变形，进而增大夹紧块51与转子端盖之间间隙，减小二者之间的抵靠力，避免了盘车系统卡滞现象的发生。

上述各实施例中，定位部件可以为螺栓52，夹紧块51设置有径向延伸的通孔，盘车主体设置有与通孔同轴的螺纹孔，螺栓52的螺纹端部穿过夹紧块51的通孔连接于螺纹孔内部。

上述实施例中，通过正向旋转螺栓52可以实现夹紧块51被锁定于盘车主体上，反向旋转螺栓52则可以解锁夹紧块51与盘车主体之间的位置。

正向和反向是相对的，将锁定时螺栓52的旋转方向定义为正向，则另一方向即为反向。

上述各实施例中第一弹性部件53可以为螺旋弹簧，螺栓包括大径螺栓头部和小径螺杆部，螺旋弹簧套装于所述螺杆部，并且压装于大径螺栓头部和夹紧块51之间。

螺旋弹簧变形时稳定性比较高，有利于提高盘车驱动稳定性。

为了增加安装稳定性，夹紧块51上可以设置螺旋弹簧的安装孔，具体地，自外向内，通孔包括通过台阶面连接的大径孔段51a和小径孔段，螺旋弹簧安装于大径孔段51a。

螺旋弹簧可以完全位于大径孔段51a内部，当然，也可以部分位于大径孔段51a内部。以下介绍一种螺旋弹簧完全位于大径孔段51a内部的具体实施方式。

在一种具体的实施方式中，夹紧装置5还可以包括盖板55，盖板55可拆卸安装于夹紧块51的外端面，并且与夹紧块51的通孔相应位置也开设有同轴安装孔，安装孔的直径大于大径螺栓头部，小于螺旋弹簧的内径。盖板55可以通过螺栓56固定于夹紧块51。

上述实施例中的夹紧装置5，在使用时，螺旋弹簧的内端部抵靠台阶面，外端部抵靠大径螺栓头部。即使因故障螺旋弹簧自大径螺栓头部脱出，因盖板55上安装孔的尺寸小于螺旋弹簧的外径，螺旋弹簧不能自安装孔脱出，安装孔对螺旋弹簧起到限位作用，增加夹紧装置5使用时的安全性。

通常转子端盖的外缘为楔形结构，即风力发电机组转子端盖具有楔形外缘，故夹持部511也为与楔形结构相匹配的斜面结构，为了便利盘车结束迅速将夹持部511与转子端盖脱离，以进行后续工作。本文还对夹紧装置5的结构进行了以下改进。

上述各实施例中，夹紧装置5还可以包括第二弹性部件54，第二弹性部件54设置于夹紧块51与盘车主体之间，并且第一弹性部件53的刚度大于第二弹性部件54的刚度，以便安装时，第二弹性部件54先被压缩，待压缩至预定位置时，第一弹性部件53才开始压缩。

具体地，安装时可以手动将螺栓52进行拧紧，第二弹性部件54先被压缩，直至夹紧块51与盘车主体接触贴靠。此时由于第一弹性部件53的刚度比较大，手动螺栓52预紧力不足以使第一弹性部件53压缩变形。当夹紧块51与盘车主体接触时，夹紧部与发电机转子楔形面之间的间隙大于1mm左右，当驱动模块逐个退回时，如果发电机的制造的圆跳动公差或者发电机装配公差偏大时，铜块与发电机燕尾槽会产生接触。

当盘车结束拆卸夹紧装置5时，夹紧块51可以在第二弹性部件54的回复力作用下，自动远离转子，以使夹紧块51与转子快速分离，便于第二盘车主体轴向回位，进而便于盘车系统的拆卸。

第二弹性部件54可以为弹簧，夹紧块51的下底面开设有弹簧安装孔51b，弹簧部分安装于弹簧安装孔51b内部；当第二弹性部件54完全压缩至弹簧安装孔51b内部时，第一弹性部件53开始压缩。

夹紧块51包括本体，夹持部511可拆卸安装于本体。这样夹持部511磨损后可以自凸台512拆卸，仅更换夹持部511。夹持部511可以为铜块等具有自润滑功能的部件。

上述各实施方式中，本体朝向转子端盖的一侧具有朝向转子延伸的凸台512，夹持部511可拆卸安装于凸台512的底面。盖板55和铜块(夹持部511)可以使用相同的螺栓共同固定连接凸台，该连接方式简单方便。当然盖板55和铜块也可以分别通过不同的螺栓固定连接夹持部511的本体。

对于上述结构的盘车系统安装步骤主要包括：

S1、松开螺栓52，使第二弹性部件54(螺旋弹簧)处于松弛状态，使得夹紧块与第二盘车主体脱离，直至夹持部511完全处于转子楔形外缘之外；

S2、驱动第二盘车主体靠近转子端面，直至夹持部511位于转子楔形外缘的上方；

S3、紧固螺栓，使夹紧块与第二盘车主体的表面接触，此时第二弹性部件54处于压缩状态；

S4、安装销轴将第二盘车主体与转子端盖锁定；

S5、主驱动缸驱动盘车主体带动转子转动，该过程中夹持部511可以与转子端盖外缘接触；

S6、多次驱动转子转动至预定位置后，利用机组销轴固定机座与转子，然后松开螺栓，直至夹持部511位于转子楔形外缘的上方，驱动第二盘车模块远离转子。

本发明所提供的盘车系统具有上述夹紧装置5，故也具有夹紧装置5的上述技术效果。

盘车系统的其他资料，请参见现有技术，本文不做赘述。

以上对本发明所提供的一种风力发电机组转子盘车系统及夹紧装置进行了详细介绍。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 (11)

1.一种风力发电机组转子盘车系统的夹紧装置，其特征在于，包括以下部件:

夹紧块(51)，包括与风力发电机组转子配合接触的夹持部(511)；

定位部件，用于将所述夹紧块(51)锁定于盘车系统的盘车主体；

第一弹性部件(53)，压装于所述夹紧块(51)与所述定位部件之间，所述定位部件通过所述第一弹性部件(53)施加径向力于所述夹紧块(51)，以使所述夹紧块(51)径向定位于所述盘车主体。

2.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位部件为螺栓(52)，所述夹紧块(51)设置有径向延伸的通孔，所述盘车主体设置有与所述通孔同轴的螺纹孔，所述螺栓(52)的螺纹端部穿过所述夹紧块(51)的通孔连接于所述螺纹孔内部。

3.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述第一弹性部件(53)为螺旋弹簧，所述螺栓包括大径螺栓头部和小径螺杆部，所述螺旋弹簧套装于所述小径螺杆部，并且压装于所述大径螺栓头部和所述夹紧块(51)之间。

4.如权利要求3所述的夹紧装置，其特征在于，自外向内，所述通孔包括通过台阶面连接的大径孔段(51a)和小径孔段，所述螺旋弹簧安装于所述大径孔段(51a)。

5.如权利要求4所述的夹紧装置，其特征在于，还包括盖板(55)，所述盖板(55)可拆卸安装于所述夹紧块(51)的外端面，并且与所述夹紧块(51)的通孔相应位置也开设有同轴安装孔，所述安装孔的直径大于所述大径螺栓头部，小于所述螺旋弹簧的外径。

6.如权利要求1至5任一项所述的夹紧装置，其特征在于，还包括第二弹性部件(54)，所述第二弹性部件(54)设置于所述夹紧块(51)与所述盘车主体之间，并且所述第一弹性部件(53)的刚度大于所述第二弹性部件(54)的刚度，以便安装时，所述第二弹性部件(54)先被压缩，待压缩至预定位置时，所述第一弹性部件(53)才开始压缩。

7.如权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于，所述第二弹性部件(54)为弹簧，所述夹紧块(51)的下底面开设有弹簧安装孔，所述弹簧部分安装于所述弹簧安装孔内部；当所述第二弹性部件(54)完全压缩至所述弹簧安装孔内部时，所述第一弹性部件(53)开始压缩。

8.如权利要求1至5任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧块(51)的夹持部(511)为斜面结构，其与所述风力发电机组转子端盖的楔形外缘配合。

9.如权利要求1至5任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧块(51)包括本体，所述夹持部(511)可拆卸安装于所述本体。

10.如权利要求9所述的夹紧装置，其特征在于，所述本体朝向转子端盖的一侧具有朝向转子方向延伸的凸台(512)，所述夹持部(511)可拆卸安装于所述凸台(512)的底面。

11.一种风力发电机组转子盘车系统，其特征在于，包括安装体、盘车主体和主驱动缸，所述安装体能够与风力发电机组机座固定连接，所述盘车主体支撑于所述安装体，所述主驱动缸的固定端与所述安装体铰接，另一端与所述盘车主体铰接，所述盘车主体上设置有一个或几个权利要求1至10任一项所述的夹紧装置。

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