CN112072425A - 一种集成式风电环及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成式风电环及其加工工艺，包括主环外壳、外接板、外接螺栓、磁力导线、滑环转动头、滑道嵌轴、电极接头、导线卡槽、螺纹卡槽、连接槽和外叶片连接机构，滑道嵌轴的外侧设有感应切割叶片，该叶片具有单片型和扇型两种模式，以对应不同磁感线切割时间，在滑道嵌轴转动的过程中，感应切割叶片分别与其上下两侧的主环外壳产生滑动摩擦，使主环外壳的内部形成上下方向的摩擦损耗，而避免向外的摩擦损耗，从而防止主环外壳由于摩擦而产生的开裂问题，且主环外壳的上下两侧的开口安装处均通过密封塞的形式密封，方便更换且防水密闭性较好，该风电环的运行平稳，且防水防尘的能力较强。

Description

一种集成式风电环及其加工工艺
技术领域
本发明涉及风电设备技术领域，特别涉及一种集成式风电环及其加工工艺。
背景技术
绿色能源技术的不断发展，尤其是可持续发展和利用的风能备受全世界多个国家的青睐，其风力发电技术得到相关政策的大力支持，风机制造企业也迎来了一股快速发展的风潮，作为风力发电机变桨机构系统中关键输电装置的风电滑环，担负着整个变桨机构工作的电力电源和控制信号的传输，对其性能和可靠性提出了非常高的要求，其中风电滑环是导电滑环应用在风电领域的一种特殊种类，是实现风机变桨机构固定部件和旋转的叶片部件之间相对转动的电力电源和控制信号的精密输电装置，风电滑环具有传输电流大、环道多、运转平稳、电气噪音低、结构紧凑、寿命长、维护方便等特点，其基本原理是通过弹性电刷与圆柱形滑环之间的滑动接触的方式实现两个部件之间的电流传输，主要由导电轴、电刷组件、支架、轴承、外罩、轴承端盖以及工业接插件等组成，其中导电轴是旋转体，是滑环中的旋转部分，在变桨机构系统中是与旋转的叶片部件进行连接，电刷组件则是安装在支架上，作为滑环中的固定部分，则与变桨机构系统中的固定部件进行连接，通过传输电缆将电力电源和控制信号传输给叶片组件，实现对叶片组件的精确运转控制，现有的风电滑环通常采用一次成型的模式进行加工制造，通过降低其内部零件的拼装，减少由于零部件组装而产生的缝隙，从而降低水分的渗入，而这种风电滑环由于其导电轴在旋转过程中的外侧的弧面接触面积较大，在长时间使用后容易使外壳出现开裂，从而出现渗水的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成式风电环及其加工工艺，在加工制造的过程中首先进行滑道嵌轴的一次成型工艺，再将滑道嵌轴安装进主环外壳的模具中，进行主环外壳的一次成型，使滑道嵌轴之间嵌套于主环外壳的内部，同时滑道嵌轴的外侧设有感应切割叶片，该叶片具有单片型和扇形两种模式，以对应不同磁感线切割时间，在滑道嵌轴转动的过程中，感应切割叶片分别与其上下两侧的主环外壳产生滑动摩擦，使主环外壳的内部形成上下方向的摩擦损耗，而避免向外的摩擦损耗，从而防止主环外壳由于摩擦而产生的开裂问题，且主环外壳的上下两侧的开口安装处均通过密封塞的形式密封，方便更换且防水密闭性较好，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种集成式风电环，包括主环外壳、外接板、外接螺栓、磁力导线、滑环转动头、滑道嵌轴、电极接头、导线卡槽、螺纹卡槽、连接槽和外叶片连接机构，所述主环外壳的上下两侧分别设置外接板，所述外接板的两端分别安装外接螺栓，所述主环外壳的外侧设有导线卡槽，所述导线卡槽中安装磁力导线，所述主环外壳的内部设有电极接头，所述电极接头的底部安装滑道嵌轴，所述滑道嵌轴的底部安装滑环转动头，所述主环外壳的上端内侧设有螺纹卡槽，所述螺纹卡槽的底部设有连接槽，所述连接槽的底部安装外叶片连接机构。
优选的，所述滑环转动头包括嵌套外壳、外壳卡口、旋转内座、转动杆、底端嵌片、复位弹簧和侧位密封塞，所述嵌套外壳的底端外侧设有外壳卡口，所述外壳卡口的内部顶端设有旋转内座，所述旋转内座的上侧安装转动杆，所述转动杆的顶部安装底端嵌片，所述底端嵌片与嵌套外壳之间的转动杆外侧设有复位弹簧，所述嵌套外壳的上端侧面卡嵌安装侧位密封塞。
优选的，所述滑道嵌轴包括主转动轴、内嵌板、内嵌叶片、感应切割叶片和贯通孔，所述主转动轴的上下两侧分别设有内嵌板，所述内嵌板的侧面设有内嵌叶片，所述主转动轴的侧面设有感应切割叶片，所述主转动轴的内部中心处设有贯通孔。
优选的，所述外叶片连接机构包括接通底座、支撑弹簧、连接套、嵌片电极、电极杆和卡嵌环，所述接通底座的上侧设有支撑弹簧，所述支撑弹簧的顶端设有连接套，所述连接套的内侧底端设有嵌片电极，所述嵌片电极的底部设有电极杆，所述电极杆的上半段外侧设有卡嵌环。
优选的，所述感应切割叶片具有单片型叶片和扇型叶片两种。
优选的，所述接通底座内设有可容纳电极杆的插孔。
本发明提供另一种技术方案：一种集成式风电环的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一：注模成型，向成型模具中浇筑熔融态不锈钢钢水进行主环外壳及滑道嵌轴的一次成型，经过冷却且出模后，使用抛光打磨设备将主环外壳的外表面及内表面进行打磨抛光操作；
步骤二：密封性测试，将液体感应设备分别放入至连接槽和底部的开口内，再使用密封塞将其开口处密封，将主环外壳放入水压测试设备中，通过调整水压，对主环外壳进行防水密闭性测试；
步骤三：零件组装，在连接槽的底部焊接安装外叶片连接机构和电极接头，将电极接头嵌套于滑道嵌轴上侧末端的内嵌板和内嵌叶片的外侧，在滑道嵌轴下侧末端的内嵌板和内嵌叶片的外侧安装滑环转动头；
步骤四：装配使用，在主环外壳外侧的导线卡槽中绕制磁力导线，并将磁力导线的末端连接于电磁设备中，将滑环转动头安装于风电设备的底座上，将风电叶片嵌套于螺纹卡槽和连接槽内，并安装于连接套内，同时下压连接套，使电极杆卡扣进接通底座内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的一种集成式风电环及其加工工艺，在加工制造的过程中首先进行滑道嵌轴的一次成型工艺，再将滑道嵌轴安装进主环外壳的模具中，进行主环外壳的一次成型，使滑道嵌轴之间嵌套于主环外壳的内部，同时滑道嵌轴的外侧设有感应切割叶片，该叶片具有单片型和扇型两种模式，以对应不同磁感线切割时间，在滑道嵌轴转动的过程中，感应切割叶片分别与其上下两侧的主环外壳产生滑动摩擦，使主环外壳的内部形成上下方向的摩擦损耗，而避免向外的摩擦损耗，从而防止主环外壳由于摩擦而产生的开裂问题，且主环外壳的上下两侧的开口安装处均通过密封塞的形式密封，方便更换且防水密闭性较好，本发明结构完整合理，该风电环的运行平稳，且防水防尘的能力较强。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明的滑环转动头的剖视结构示意图；
图4为本发明的实施例一的滑道嵌轴的剖视结构示意图；
图5为本发明的实施例一的滑道嵌轴的俯视结构示意图；
图6为本发明的实施例二的滑道嵌轴的剖视结构示意图；
图7为本发明的实施例二的滑道嵌轴的俯视结构示意图；
图8为本发明的外叶片连接机构的剖视结构示意图。
图中：1、主环外壳；2、外接板；3、外接螺栓；4、磁力导线；5、滑环转动头；51、嵌套外壳；52、外壳卡口；53、旋转内座；54、转动杆；55、底端嵌片；56、复位弹簧；57、侧位密封塞；6、滑道嵌轴；61、主转动轴；62、内嵌板；63、内嵌叶片；64、感应切割叶片；65、贯通孔；7、电极接头；8、导线卡槽；9、螺纹卡槽；10、连接槽；11、外叶片连接机构；111、接通底座；112、支撑弹簧；113、连接套；114、嵌片电极；115、电极杆；116、卡嵌环。
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。
实施例一：
请参阅图1-图2，一种集成式风电环，包括主环外壳1、外接板2、外接螺栓3、磁力导线4、滑环转动头5、滑道嵌轴6、电极接头7、导线卡槽8、螺纹卡槽9、连接槽10和外叶片连接机构11，主环外壳1的上下两侧分别设置外接板2，外接板2的两端分别安装外接螺栓3，主环外壳1的外侧设有导线卡槽8，导线卡槽8中安装磁力导线4，主环外壳1的内部设有电极接头7，电极接头7的底部安装滑道嵌轴6，滑道嵌轴6的底部安装滑环转动头5，主环外壳1的上端内侧设有螺纹卡槽9，螺纹卡槽9的底部设有连接槽10，连接槽10的底部安装外叶片连接机构11。
请参阅图3，滑环转动头5包括嵌套外壳51、外壳卡口52、旋转内座53、转动杆54、底端嵌片55、复位弹簧56和侧位密封塞57，嵌套外壳51的底端外侧设有外壳卡口52，外壳卡口52的内部顶端设有旋转内座53，旋转内座53的上侧安装转动杆54，转动杆54的顶部安装底端嵌片55，底端嵌片55与嵌套外壳51之间的转动杆54外侧设有复位弹簧56，嵌套外壳51的上端侧面卡嵌安装侧位密封塞57。
请参阅图4-图5，滑道嵌轴6包括主转动轴61、内嵌板62、内嵌叶片63、感应切割叶片64和贯通孔65，主转动轴61的上下两侧分别设有内嵌板62，内嵌板62的侧面设有内嵌叶片63，主转动轴61的侧面设有感应切割叶片64，该感应切割叶片64为单片型，每一层的感应切割叶片64的长度较小且数量较多，可快速且多段的进行切割磁感线运动，主转动轴61的内部中心处设有贯通孔65。
请参阅图8，外叶片连接机构11包括接通底座111、支撑弹簧112、连接套113、嵌片电极114、电极杆115和卡嵌环116，接通底座111的上侧设有支撑弹簧112，支撑弹簧112的顶端设有连接套113，连接套113的内侧底端设有嵌片电极114，嵌片电极114的底部设有电极杆115，接通底座111内设有可容纳电极杆115的插孔，电极杆115的上半段外侧设有卡嵌环116。
为了更好的展现集成式风电环的生产流程，本实施例现提出一种集成式风电环的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：注模成型，向成型模具中浇筑熔融态不锈钢钢水进行主环外壳1及滑道嵌轴6的一次成型，经过冷却且出模后，使用抛光打磨设备将主环外壳1的外表面及内表面进行打磨抛光操作；
步骤二：密封性测试，将液体感应设备分别放入至连接槽10和底部的开口内，再使用密封塞将其开口处密封，将主环外壳1放入水压测试设备中，通过调整水压，对主环外壳1进行防水密闭性测试；
步骤三：零件组装，在连接槽10的底部焊接安装外叶片连接机构11和电极接头7，将电极接头7嵌套于滑道嵌轴6上侧末端的内嵌板62和内嵌叶片63的外侧，在滑道嵌轴6下侧末端的内嵌板62和内嵌叶片63的外侧安装滑环转动头5；
步骤四：装配使用，在主环外壳1外侧的导线卡槽8中绕制磁力导线4，并将磁力导线4的末端连接于电磁设备中，将滑环转动头5安装于风电设备的底座上，将风电叶片嵌套于螺纹卡槽9和连接槽10内，并安装于连接套113内，同时下压连接套113，使电极杆115卡扣进接通底座111内。
实施例二：
请参阅图1-图2，一种集成式风电环，包括主环外壳1、外接板2、外接螺栓3、磁力导线4、滑环转动头5、滑道嵌轴6、电极接头7、导线卡槽8、螺纹卡槽9、连接槽10和外叶片连接机构11，主环外壳1的上下两侧分别设置外接板2，外接板2的两端分别安装外接螺栓3，主环外壳1的外侧设有导线卡槽8，导线卡槽8中安装磁力导线4，主环外壳1的内部设有电极接头7，电极接头7的底部安装滑道嵌轴6，滑道嵌轴6的底部安装滑环转动头5，主环外壳1的上端内侧设有螺纹卡槽9，螺纹卡槽9的底部设有连接槽10，连接槽10的底部安装外叶片连接机构11。
请参阅图3，滑环转动头5包括嵌套外壳51、外壳卡口52、旋转内座53、转动杆54、底端嵌片55、复位弹簧56和侧位密封塞57，嵌套外壳51的底端外侧设有外壳卡口52，外壳卡口52的内部顶端设有旋转内座53，旋转内座53的上侧安装转动杆54，转动杆54的顶部安装底端嵌片55，底端嵌片55与嵌套外壳51之间的转动杆54外侧设有复位弹簧56，嵌套外壳51的上端侧面卡嵌安装侧位密封塞57。
请参阅图6-图7，滑道嵌轴6包括主转动轴61、内嵌板62、内嵌叶片63、感应切割叶片64和贯通孔65，主转动轴61的上下两侧分别设有内嵌板62，内嵌板62的侧面设有内嵌叶片63，主转动轴61的侧面设有感应切割叶片64，该感应切割叶片64为扇型，该感应切割叶片64的长度较大且具有弧度，每一层的叶片数量较少，单次的磁感线切割时间较长，主转动轴61的内部中心处设有贯通孔65。
请参阅图8，外叶片连接机构11包括接通底座111、支撑弹簧112、连接套113、嵌片电极114、电极杆115和卡嵌环116，接通底座111的上侧设有支撑弹簧112，支撑弹簧112的顶端设有连接套113，连接套113的内侧底端设有嵌片电极114，嵌片电极114的底部设有电极杆115，接通底座111内设有可容纳电极杆115的插孔，电极杆115的上半段外侧设有卡嵌环116。
为了更好的展现集成式风电环的生产流程，本实施例现提出一种集成式风电环的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：注模成型，向成型模具中浇筑熔融态不锈钢钢水进行主环外壳1及滑道嵌轴6的一次成型，经过冷却且出模后，使用抛光打磨设备将主环外壳1的外表面及内表面进行打磨抛光操作；
步骤二：密封性测试，将液体感应设备分别放入至连接槽10和底部的开口内，再使用密封塞将其开口处密封，将主环外壳1放入水压测试设备中，通过调整水压，对主环外壳1进行防水密闭性测试；
步骤三：零件组装，在连接槽10的底部焊接安装外叶片连接机构11和电极接头7，将电极接头7嵌套于滑道嵌轴6上侧末端的内嵌板62和内嵌叶片63的外侧，在滑道嵌轴6下侧末端的内嵌板62和内嵌叶片63的外侧安装滑环转动头5；
步骤四：装配使用，在主环外壳1外侧的导线卡槽8中绕制磁力导线4，并将磁力导线4的末端连接于电磁设备中，将滑环转动头5安装于风电设备的底座上，将风电叶片嵌套于螺纹卡槽9和连接槽10内，并安装于连接套113内，同时下压连接套113，使电极杆115卡扣进接通底座111内。
本发明的工作原理：本发明集成式风电环及其加工工艺，在加工制造的过程中首先进行滑道嵌轴6的一次成型工艺，再将滑道嵌轴6安装进主环外壳1的模具中，进行主环外壳1的一次成型，使滑道嵌轴6之间嵌套于主环外壳1的内部，同时滑道嵌轴6的外侧设有感应切割叶片64，该叶片具有单片型和扇型两种模式，以对应不同磁感线切割时间，在滑道嵌轴6转动的过程中，感应切割叶片64分别与其上下两侧的主环外壳1产生滑动摩擦，使主环外壳1的内部形成上下方向的摩擦损耗，而避免向外的摩擦损耗，从而防止主环外壳1由于摩擦而产生的开裂问题，且主环外壳1的上下两侧的开口安装处均通过密封塞的形式密封，方便更换且防水密闭性较好。
综上所述：本发明集成式风电环及其加工工艺，在加工制造的过程中首先进行滑道嵌轴6的一次成型工艺，再将滑道嵌轴6安装进主环外壳1的模具中，进行主环外壳1的一次成型，使滑道嵌轴6之间嵌套于主环外壳1的内部，同时滑道嵌轴6的外侧设有感应切割叶片64，该叶片具有单片型和扇型两种模式，以对应不同磁感线切割时间，在滑道嵌轴6转动的过程中，感应切割叶片64分别与其上下两侧的主环外壳1产生滑动摩擦，使主环外壳1的内部形成上下方向的摩擦损耗，而避免向外的摩擦损耗，从而防止主环外壳1由于摩擦而产生的开裂问题，且主环外壳1的上下两侧的开口安装处均通过密封塞的形式密封，方便更换且防水密闭性较好，本发明结构完整合理，该风电环的运行平稳，且防水防尘的能力较强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集成式风电环，包括主环外壳(1)、外接板(2)、外接螺栓(3)、磁力导线(4)、滑环转动头(5)、滑道嵌轴(6)、电极接头(7)、导线卡槽(8)、螺纹卡槽(9)、连接槽(10)和外叶片连接机构(11)，其特征在于：所述主环外壳(1)的上下两侧分别设置外接板(2)，所述外接板(2)的两端分别安装外接螺栓(3)，所述主环外壳(1)的外侧设有导线卡槽(8)，所述导线卡槽(8)中安装磁力导线(4)，所述主环外壳(1)的内部设有电极接头(7)，所述电极接头(7)的底部安装滑道嵌轴(6)，所述滑道嵌轴(6)的底部安装滑环转动头(5)，所述主环外壳(1)的上端内侧设有螺纹卡槽(9)，所述螺纹卡槽(9)的底部设有连接槽(10)，所述连接槽(10)的底部安装外叶片连接机构(11)。
2.如权利要求1所述的一种集成式风电环，其特征在于：所述滑环转动头(5)包括嵌套外壳(51)、外壳卡口(52)、旋转内座(53)、转动杆(54)、底端嵌片(55)、复位弹簧(56)和侧位密封塞(57)，所述嵌套外壳(51)的底端外侧设有外壳卡口(52)，所述外壳卡口(52)的内部顶端设有旋转内座(53)，所述旋转内座(53)的上侧安装转动杆(54)，所述转动杆(54)的顶部安装底端嵌片(55)，所述底端嵌片(55)与嵌套外壳(51)之间的转动杆(54)外侧设有复位弹簧(56)，所述嵌套外壳(51)的上端侧面卡嵌安装侧位密封塞(57)。
3.如权利要求1所述的一种集成式风电环，其特征在于：所述滑道嵌轴(6)包括主转动轴(61)、内嵌板(62)、内嵌叶片(63)、感应切割叶片(64)和贯通孔(65)，所述主转动轴(61)的上下两侧分别设有内嵌板(62)，所述内嵌板(62)的侧面设有内嵌叶片(63)，所述主转动轴(61)的侧面设有感应切割叶片(64)，所述主转动轴(61)的内部中心处设有贯通孔(65)。
4.如权利要求1所述的一种集成式风电环，其特征在于：所述外叶片连接机构(11)包括接通底座(111)、支撑弹簧(112)、连接套(113)、嵌片电极(114)、电极杆(115)和卡嵌环(116)，所述接通底座(111)的上侧设有支撑弹簧(112)，所述支撑弹簧(112)的顶端设有连接套(113)，所述连接套(113)的内侧底端设有嵌片电极(114)，所述嵌片电极(114)的底部设有电极杆(115)，所述电极杆(115)的上半段外侧设有卡嵌环(116)。
5.如权利要求3所述的一种集成式风电环，其特征在于：所述感应切割叶片(64)具有单片型叶片和扇型叶片两种。
6.如权利要求4所述的一种集成式风电环，其特征在于：所述接通底座(111)内设有可容纳电极杆(115)的插孔。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的集成式风电环的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：注模成型，向成型模具中浇筑熔融态不锈钢钢水进行主环外壳(1)及滑道嵌轴(6)的一次成型，经过冷却且出模后，使用抛光打磨设备将主环外壳(1)的外表面及内表面进行打磨抛光操作；
S2：密封性测试，将液体感应设备分别放入至连接槽(10)和底部的开口内，再使用密封塞将其开口处密封，将主环外壳(1)放入水压测试设备中，通过调整水压，对主环外壳(1)进行防水密闭性测试；
S3：零件组装，在连接槽(10)的底部焊接安装外叶片连接机构(11)和电极接头(7)，将电极接头(7)嵌套于滑道嵌轴(6)上侧末端的内嵌板(62)和内嵌叶片(63)的外侧，在滑道嵌轴(6)下侧末端的内嵌板(62)和内嵌叶片(63)的外侧安装滑环转动头(5)；
S4：装配使用，在主环外壳(1)外侧的导线卡槽(8)中绕制磁力导线(4)，并将磁力导线(4)的末端连接于电磁设备中，将滑环转动头(5)安装于风电设备的底座上，将风电叶片嵌套于螺纹卡槽(9)和连接槽(10)内，并安装于连接套(113)内，同时下压连接套(113)，使电极杆(115)卡扣进接通底座(111)内。
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