CN111288089A - 风电联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风电联轴器，包括依次连接的发电机连接机构、中间体机构和风电增速齿轮箱连接机构，所述中间体机构包括中间体组件和内置式打滑保护组件，所述中间体组件包括滑动接头、玻璃纤维管和法兰轴套，所述滑动接头和法兰轴套分别设在玻璃纤维管的两端，所述滑动接头的一端外周壁上设有第一螺纹，法兰轴套的一端外周壁上设有第二螺纹，所述玻璃纤维管的两端分别套装在滑动接头一端的第一螺纹和法兰轴套一端的第二螺纹的外周，并通过胶水粘接为一体，所述滑动接头通过内置式打滑保护组件与发电机连接机构装配连接，法兰轴套与风电增速齿轮箱连接机构装配连接。本发明能够利于增加胶水接触面积，提高更加可靠传递扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种风电联轴器，具体涉及一种适用于风电机组高速轴端的风电联轴器。
背景技术
风电联轴器在风电机组中发挥着重要的作用，一旦其出现过电压，过电流，就会导致整个风电机组超过耐受极限而被击穿或烧毁，并产生高昂的维修成本。所述风电联轴器的两端分别与发电机和风电增速齿轮箱连接，而风电联轴器的中间段在传递扭矩和绝缘中发挥着重要的作用，已有技术中中间段结构有两种：第一，采用纯钢件作为中间管，然后在使用橡胶件及其它绝缘形式构件，这种中间段结构不仅自身重量重，而且转动惯量也打，而且电绝缘材料等级低，绝缘效果也不佳；第二，采用玻璃纤维管作为中间管，然后再将钢件与玻璃纤维管利用胶水进行粘接，由于玻璃纤维管与两端钢件部位粘接需要很好的可靠性，这就对玻璃纤维管的粘接扭转刚性和点绝缘提出了很高的要求，但是这种中间段结构就存在粘接部位传递扭矩能力弱，使其传递扭矩的性能差等缺陷。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够利于增加胶水接触面积，提高更加可靠传递扭矩的风电联轴器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种风电联轴器，包括发电机连接机构、中间体机构和风电增速齿轮箱连接机构，所述发电机连接机构和风电增速齿轮箱连接机构分别设在中间体机构的两端，其创新点在于：
a、所述中间体机构包括中间体组件和内置式打滑保护组件，所述中间体组件与内置式打滑保护组件装配连接，
b、所述中间体组件包括滑动接头、玻璃纤维管和法兰轴套，所述滑动接头和法兰轴套分别设在玻璃纤维管的两端，所述滑动接头的一端外周壁上设有第一螺纹，法兰轴套的一端外周壁上设有第二螺纹，所述玻璃纤维管的两端分别套装在滑动接头一端的第一螺纹和法兰轴套一端的第二螺纹的外周，并通过胶水粘接为一体，
c、所述滑动接头通过内置式打滑保护组件与发电机连接机构装配连接，法兰轴套与风电增速齿轮箱连接机构装配连接。
在上述技术方案中，所述玻璃纤维管的两端分别设有两排或两排以上交错布置的注胶孔，所述注胶孔内注入胶水凝固后形成柱销式结构。
在上述技术方案中，所述内置式打滑保护组件包括内环、第一膜片组连接法兰、第一摩擦垫、第二摩擦垫、碟形弹簧和压力环，所述内环的一端设在滑动接头的内孔中，且内环的一端与滑动接头的内壁之间设有第一摩擦垫，所述内环的另一端穿过滑动接头之外，所述第一膜片组连接法兰套装在内环另一端的端部，且第一膜片组连接法兰与滑动接头的外壁之间设有第二摩擦垫，所述碟形弹簧设在第一膜片组连接法兰上，所述压力环压在碟形弹簧的外侧，且所述压力环与内环可拆卸连接，所述第一膜片组连接法兰与发电机连接机构固定连接。
在上述技术方案中，所述发电机连接机构包括输入轴套、输入轴涨紧套、输入端锁紧盘、第一膜片组、第一垫圈和第一衬套，所述输入端锁紧盘和输入轴涨紧套分别设在输入轴套的两端，且输入轴涨紧套套装在输入轴套外周，所述输入端锁紧盘与输入轴套固定连接，所述第一膜片组两端的两侧分别设有第一垫圈和第一衬套，且第一膜片组与第一垫圈和第一衬套以及输入端锁紧盘通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。
在上述技术方案中，所述风电增速齿轮箱连接机构包括输出轴套、输出轴涨紧套、输出轴锁紧盘、第二膜片组、第二垫圈和第二衬套，所述输出轴锁紧盘具有制动盘，输出轴套位于输出轴涨紧套和输出轴锁紧盘之间，输出轴涨紧套套装在输出轴套的外周，所述第二膜片组两端的两侧分别设有第二垫圈和第二衬套，且第二膜片组、第二垫圈、第二衬套和输出轴锁紧盘以及法兰轴套通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。
在上述技术方案中，所述滑动接头具有有与其互为一体的第一定位台阶，所述第一定位台阶的外周壁上设有第一螺纹，所述玻璃纤维管的一端套装在第一定位台阶上并用胶水与其粘接为一体；所述法兰轴套包括法兰和轴套，所述法兰焊接在轴套的另一端，轴套的一端设有与其互为一体的第二定位台阶，所述第二定位台阶的外周壁上设有第二螺纹，所述玻璃纤维管的另一端套装在第二定位台阶上并用胶水与其粘接为一体。
在上述技术方案中，所述滑动接头具有与其内孔相连通的通孔，所述滑动接头的通孔内设有铜套，且铜套位于内环的外周。
在上述技术方案中，所述第一膜片组连接法兰具有弹簧定位槽，所述碟形弹簧设在第一膜片组连接法兰的弹簧定位槽内同时套装在台阶状的压力环的外周。
在上述技术方案中，所述输入轴套具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输入轴涨紧套的轴向内孔为锥孔，所述输入轴套的锥形段设在输入轴涨紧套的锥孔内。
在上述技术方案中，所述输出轴套具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输出轴涨紧套的轴向内孔为锥孔，所述输出轴套的锥形段设在输出轴涨紧套的锥孔内。
本发明所具有的积极效果是：采用本发明的风电联轴器后，由于本发明所述中间体机构包括中间体组件和内置式打滑保护组件，所述中间体组件与内置式打滑保护组件装配连接，因此，本发明所述打滑保护组件为内置式结构，取代了已有技术中外接式结构，不仅使得结构更加紧凑，而且缩短了联轴器的轴向长度，使得安装更加灵活、方便，又由于所述中间体组件包括滑动接头、玻璃纤维管和法兰轴套，所述滑动接头和法兰轴套分别设在玻璃纤维管的两端，所述滑动接头的一端外周壁上设有第一螺纹，法兰轴套的一端外周壁上设有第二螺纹，所述玻璃纤维管的两端分别套装在滑动接头一端的第一螺纹和法兰轴套一端的第二螺纹的外周，并通过胶水粘接为一体，所述滑动接头通过内置式打滑保护组件与发电机连接机构装配连接，法兰轴套与风电增速齿轮箱连接机构装配连接，可知所述玻璃纤维管的两端分别套装在具有螺纹的滑动接头一端和法兰轴套一端的外周，并通过胶水粘接为一体，所述滑动接头和法兰轴套与玻璃纤维管连接后的粘接处表面具有螺纹状结构，这样不仅玻璃纤维管与滑动接头之间，以及与法兰轴套之间的缝隙内有胶水，而且在滑动接头和法兰轴套上相邻的螺纹之间也具有胶水，有利于增加胶水的接触面积，使得粘接部位传递扭矩能力得到提高，而且能够更加可靠稳定的传输传递扭矩。
附图说明
图1是本发明的一种具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明中间体机构的结构示意图；
图3是图2的A部放大示意图；
图4是图2的B部放大示意图；
图5是本发明内置式打滑保护组件的结构示意图；
图6是本发明玻璃纤维管的结构示意图；
图7是本发明第一膜片组连接的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种风电联轴器，包括发电机连接机构1、中间体机构2和风电增速齿轮箱连接机构3，所述发电机连接机构1和风电增速齿轮箱连接机构3分别设在中间体机构2的两端，
a、所述中间体机构2包括中间体组件21和内置式打滑保护组件22，所述中间体组件21与内置式打滑保护组件22装配连接，
b、所述中间体组件21包括滑动接头211、玻璃纤维管212和法兰轴套213，所述滑动接头211和法兰轴套213分别设在玻璃纤维管212的两端，所述滑动接头211的一端外周壁上设有第一螺纹2111，法兰轴套213的一端外周壁上设有第二螺纹2131，所述玻璃纤维管212的两端分别套装在滑动接头211一端的第一螺纹2111和法兰轴套213一端的第二螺纹2131的外周，并通过胶水粘接为一体，
c、所述滑动接头211通过内置式打滑保护组件22与发电机连接机构1装配连接，法兰轴套213与风电增速齿轮箱连接机构3装配连接。
如图6所示，为了进一步利于更加可靠的传递扭矩，本发明所述玻璃纤维管212的两端分别设有两排或两排以上交错布置的注胶孔2121，所述注胶孔2121内注入胶水凝固后形成柱销式结构。组装过程中，向注胶孔2121内注入胶水，使得胶水流入滑动接头211和法兰轴套213的螺纹内，并填满玻璃纤维管212与滑动接头211和法兰轴套213之间的间隙，直至胶水注满注胶孔，待胶水凝固后又会形成的柱销式结构，有利于更加可靠的传递扭矩。
如图3、4所示，为了快速有效地将滑动接头和法兰轴套与玻璃纤维管定位配装，所述滑动接头211具有有与其互为一体的第一定位台阶2112，所述第一定位台阶2112的外周壁上设有第一螺纹2111，所述玻璃纤维管212的一端套装在第一定位台阶2112上并用胶水与其粘接为一体；所述法兰轴套213包括法兰2132和轴套2133，所述法兰2132焊接在轴套2133的另一端，轴套2133的一端设有与其互为一体的第二定位台阶2134，所述第二定位台阶2134的外周壁上设有第二螺纹2131，所述玻璃纤维管212的另一端套装在第二定位台阶2134上并用胶水与其粘接为一体。
如图2所示，为了方便吊装移运，所述法兰轴套213的法兰2132的两端和第一膜片组连接法兰225的两端分别具有吊装孔。
当风电机组发生短路或过载时，过载力矩将克服摩擦力自动打滑，保护风电机组和联轴器安全。当过载情况消失后，还可以自动连接，使机组正常运行。实现了两轴间扭矩和运动的连续平稳传递。已有技术中的打滑保护装置与联轴器的主轴为一体式集成结构，该种结构不仅轴向长度较长，而且一旦出现打滑，备件成本较高，同时现场更换起来工作量也比较大。
为了克服上述缺陷，如图2、5所示，本发明所述内置式打滑保护组件22包括内环221、第一膜片组连接法兰225、第一摩擦垫2231、第二摩擦垫2232、碟形弹簧226和压力环227，所述内环221的一端设在滑动接头211的内孔中，且内环221的一端与滑动接头211的内壁之间设有第一摩擦垫2231，所述内环221的另一端穿过滑动接头211之外，所述第一膜片组连接法兰225套装在内环221另一端的端部，且第一膜片组连接法兰225与滑动接头211的外壁之间设有第二摩擦垫2232，所述碟形弹簧226设在第一膜片组连接法兰225上，所述压力环227压在碟形弹簧226的外侧，且所述压力环227与内环221可拆卸连接，所述第一膜片组连接法兰225与发电机连接机构1固定连接。使用时，所述压力环227将碟形弹簧226压紧达到一定深度，在摩擦垫上产生一定的压力，使内环221与滑动接头211之间的第一摩擦垫2231以及第一膜片组连接法兰225与滑动接头211之间第二摩擦垫2232产生摩擦力，当发生极端风力载荷的情况下，风力增速齿轮箱的转矩超过内环与滑动接头以及法兰与滑动接头之间的摩擦力矩时，滑动接头与内环和法兰产生相对滑动，起到隔断力矩传递的作用，实际运行过程中，所述风电机组的振动和冲击会导致夹紧力下降，从而由打滑保护装置提高的摩擦力矩下滑，所述碟形弹簧可以起到防止螺栓预紧力损失的作用，使打滑扭矩值下降幅度减小。这样不仅结构紧凑，备件成本低，更换方便，也降低了后期维护成本。
如图5所示，所述滑动接头211具有与其内孔相连通的通孔2112，所述滑动接头211的通孔2112内设有铜套228，且铜套228位于内环221的外周。所述铜套228等同于滑动轴承的作用，确保在发生打滑时相对零件之间的灵活旋转。
如图5所示，为了实现快速定位组装，所述第一膜片组连接法兰225具有弹簧定位槽2251，所述碟形弹簧226设在第一膜片组连接法兰225的弹簧定位槽2251内同时套装在台阶状的压力环227的外周。
如图5所示，为了使得本发明结构更加紧凑，能够快速定位装配，所述内环221具有互为一体的挡板2211和定位凸台2212，所述挡板11设在滑动接头211的内孔中并与滑动接头211的内壁之间设有第一摩擦垫2231，定位凸台2212位于滑动接头211外，所述第一膜片组连接法兰225套装在定位凸台2212的外周，所述压力环227通过紧固件与内环221可拆卸连接。所述紧固件为紧固螺栓。
已有技术中，风电联轴器两端的连接轴与轴套之间的连接采用过盈连接，这样在装配时，连接轴与轴套的连接需要花费时间较长。
为了克服这一缺陷，如图1所示，本发明利用锁紧盘可以快速实现输入轴与联轴器的连接与脱开，所述发电机连接机构1包括输入轴套11、输入轴涨紧套12、输入端锁紧盘13、第一膜片组14、第一垫圈15和第一衬套16，所述输入端锁紧盘13和输入轴涨紧套12分别设在输入轴套11的两端，且输入轴涨紧套12套装在输入轴套11外周，所述输入端锁紧盘13与输入轴套11固定连接，所述第一膜片组14两端的两侧分别设有第一垫圈15和第一衬套16，且第一膜片组14与第一垫圈15和第一衬套17以及输入端锁紧盘13通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。
如图1所示，为了方便将风电联轴器与输入轴套连接，所述输入轴套11具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输入轴涨紧套12的轴向内孔为锥孔，所述输入轴套11的锥形段设在输入轴涨紧套12的锥孔内。
进一步地，本发明所述第一膜片组14是由数量为9~15片且厚度相等的膜片堆叠为一体，每个膜片的厚度为1mm。
如图7所示，为了方便快速定位配装，所述第一垫圈15具有膜片组定位台阶151，第一衬套17具有沿其轴向布置的台阶定位孔171，所述第一膜片组14设在第一垫圈15的膜片组定位台阶151外周，且膜片组定位台阶151的端部插入第一衬套17的台阶定位孔171内，且第一衬套17、第一膜片组14和第一垫圈15通过螺栓和超级螺母紧定为一体。
如图1所示，本发明利用锁紧盘可以快速实现输出轴与联轴器的连接与脱开，所述风电增速齿轮箱连接机构3包括输出轴套31、输出轴涨紧套32、输出轴锁紧盘33、第二膜片组34、第二垫圈35和第二衬套36，所述输出轴锁紧盘33具有制动盘，输出轴套31位于输出轴涨紧套32和输出轴锁紧盘33之间，输出轴涨紧套32套装在输出轴套31的外周，所述第二膜片组34两端的两侧分别设有第二垫圈35和第二衬套36，且第二膜片组34、第二垫圈35、第二衬套36和输出轴锁紧盘33以及法兰轴套213通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。所述输出轴锁紧盘33上的制动盘只在驻车制动情况下，制动器工作时才发生作用，在安装，检修和维护时制动盘的外齿是发生作用，另外，第二垫圈35和第二衬套36的结构与第一垫圈15和第一衬套16的结构完全相同，与膜片组的连接方式也完全相同。
如图1所示，为了方便将风电联轴器与输出轴套连接，所述输出轴套31具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输出轴涨紧套32的轴向内孔为锥孔，所述输出轴套31的锥形段设在输出轴涨紧套32的锥孔内。
进一步地，本发明所述第二膜片组34是由数量为9~15片且厚度相等的膜片堆叠为一体，每个膜片的厚度为1mm。所述第一膜片组和第二膜片组34的数量相等，可传递更大的扭矩，取代了已有技术中的分组式金属膜片结构和首尾连杆拼接式结构，不仅克服了安装过程中存在因安装造成的间隙、预载荷等情况，而且装配也非常方便，以及造价成本又低。同时，本发明的膜片组为整体式结构，与已有技术中的拼接式结构相比，具有更好的柔韧性和刚性强度，也对整个风机系统产生更小的反向应力。
本发明使用时，将发电机的驱动轴与发电机连接机构1的输入轴套11连接，风电增速齿轮箱与风电增速齿轮箱连接机构3的输出轴套31连接，实现传递扭矩的作用。
当发生极端风力载荷的情况下，风力增速齿轮箱的转矩超过内环与滑动接头以及法兰与滑动接头之间的摩擦力矩时，内置式打滑保护组件22发生作用，即滑动接头与内环和法兰产生相对滑动，起到隔断力矩传递的作用。
本发明所述滑动接头和法兰轴套与玻璃纤维管连接的部位处设有螺纹结构，这样不仅有利于增加胶水的接触面积，而且能够更加可靠稳定的传输传递扭矩，又由于所述玻璃纤维管的两端分别具有注胶孔，向注胶孔内注入胶水，待胶水凝固后形成的柱销式结构，可进一步有利于更加可靠的传递扭矩。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种风电联轴器，包括发电机连接机构（1）、中间体机构（2）和风电增速齿轮箱连接机构（3），所述发电机连接机构（1）和风电增速齿轮箱连接机构（3）分别设在中间体机构（2）的两端，其特征在于：
a、所述中间体机构（2）包括中间体组件（21）和内置式打滑保护组件（22），所述中间体组件（21）与内置式打滑保护组件（22）装配连接，
b、所述中间体组件（21）包括滑动接头（211）、玻璃纤维管（212）和法兰轴套（213），所述滑动接头（211）和法兰轴套（213）分别设在玻璃纤维管（212）的两端，所述滑动接头（211）的一端外周壁上设有第一螺纹（2111），法兰轴套（213）的一端外周壁上设有第二螺纹（2131），所述玻璃纤维管（212）的两端分别套装在滑动接头（211）一端的第一螺纹（2111）和法兰轴套（213）一端的第二螺纹（2131）的外周，并通过胶水粘接为一体，
c、所述滑动接头（211）通过内置式打滑保护组件（22）与发电机连接机构（1）装配连接，法兰轴套（213）与风电增速齿轮箱连接机构（3）装配连接。
2.根据权利要求1所述的风电联轴器，其特征在于：所述玻璃纤维管（212）的两端分别设有两排或两排以上交错布置的注胶孔（2121），所述注胶孔（2121）内注入胶水凝固后形成柱销式结构。
3.根据权利要求1所述的风电联轴器，其特征在于：所述内置式打滑保护组件（22）包括内环（221）、第一膜片组连接法兰（225）、第一摩擦垫（2231）、第二摩擦垫（2232）、碟形弹簧（226）和压力环（227），所述内环（221）的一端设在滑动接头（211）的内孔中，且内环（221）的一端与滑动接头（211）的内壁之间设有第一摩擦垫（2231），所述内环（221）的另一端穿过滑动接头（211）之外，所述第一膜片组连接法兰（225）套装在内环（221）另一端的端部，且第一膜片组连接法兰（225）与滑动接头（211）的外壁之间设有第二摩擦垫（2232），所述碟形弹簧（226）设在第一膜片组连接法兰（225）上，所述压力环（227）压在碟形弹簧（226）的外侧，且所述压力环（227）与内环（221）可拆卸连接，所述第一膜片组连接法兰（225）与发电机连接机构（1）固定连接。
4.根据权利要求1所述的风电联轴器，其特征在于：所述发电机连接机构（1）包括输入轴套（11）、输入轴涨紧套（12）、输入端锁紧盘（13）、第一膜片组（14）、第一垫圈（15）和第一衬套（16），所述输入端锁紧盘（13）和输入轴涨紧套（12）分别设在输入轴套（11）的两端，且输入轴涨紧套（12）套装在输入轴套（11）外周，所述输入端锁紧盘（13）与输入轴套（11）固定连接，所述第一膜片组（14）两端的两侧分别设有第一垫圈（15）和第一衬套（16），且第一膜片组（14）与第一垫圈（15）和第一衬套（17）以及输入端锁紧盘（13）通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。
5.根据权利要求1所述的风电联轴器，其特征在于：所述风电增速齿轮箱连接机构（3）包括输出轴套（31）、输出轴涨紧套（32）、输出轴锁紧盘（33）、第二膜片组（34）、第二垫圈（35）和第二衬套（36），所述输出轴锁紧盘（33）具有制动盘，输出轴套（31）位于输出轴涨紧套（32）和输出轴锁紧盘（33）之间，输出轴涨紧套（32）套装在输出轴套（31）的外周，所述第二膜片组（34）两端的两侧分别设有第二垫圈（35）和第二衬套（36），且第二膜片组（34）、第二垫圈（35）、第二衬套（36）和输出轴锁紧盘（33）以及法兰轴套（213）通过紧固螺栓和超级螺母紧定为一体。
6.根据权利要求1所述的风电联轴器，其特征在于：所述滑动接头（211）具有有与其互为一体的第一定位台阶（2112），所述第一定位台阶（2112）的外周壁上设有第一螺纹（2111），所述玻璃纤维管（212）的一端套装在第一定位台阶（2112）上并用胶水与其粘接为一体；所述法兰轴套（213）包括法兰（2132）和轴套（2133），所述法兰（2132）焊接在轴套（2133）的另一端，轴套（2133）的一端设有与其互为一体的第二定位台阶（2134），所述第二定位台阶（2134）的外周壁上设有第二螺纹（2131），所述玻璃纤维管（212）的另一端套装在第二定位台阶（2134）上并用胶水与其粘接为一体。
7.根据权利要求3所述的风电联轴器，其特征在于：所述滑动接头（211）具有与其内孔相连通的通孔（2112），所述滑动接头（211）的通孔（2112）内设有铜套（228），且铜套（228）位于内环（221）的外周。
8.根据权利要求3所述的风电联轴器，其特征在于：所述第一膜片组连接法兰（225）具有弹簧定位槽（2251），所述碟形弹簧（226）设在第一膜片组连接法兰（225）的弹簧定位槽（2251）内同时套装在台阶状的压力环（227）的外周。
9.根据权利要求4所述的风电联轴器，其特征在于：所述输入轴套（11）具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输入轴涨紧套（12）的轴向内孔为锥孔，所述输入轴套（11）的锥形段设在输入轴涨紧套（12）的锥孔内。
10.根据权利要求5所述的风电联轴器，其特征在于：所述输出轴套（31）具有与其互为一体或固定连接的锥形段，所述输出轴涨紧套（32）的轴向内孔为锥孔，所述输出轴套（31）的锥形段设在输出轴涨紧套（32）的锥孔内。
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