CN113137333B - 一种耐腐蚀的尾舵及风力发电机 - Google Patents

一种耐腐蚀的尾舵及风力发电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀的尾舵及风力发电机。所述尾舵包括连接机构、防震斜拉调节机构以及尾舵机构；所述连接机构包括第一连接件；所述尾舵机构包括尾杆和尾翼板；所述防震斜拉调节机构包括可调节部件、斜拉杆以及第二连接件，所述斜拉杆的一端与第一连接件固定连接，另一端与所述尾杆固定连接，所述可调节部件的一端与第一连接件连接，另一端与所述第二连接件连接，所述第二连接件的一端与所述尾杆的一端活动套接。当尾杆运行时，可通过控制调节螺栓来调节第一连接件与第二连接件之间的距离从而对尾杆进行调节，从而进一步实现对斜拉杆进行调节，能有效的提高斜拉杆的抗疲劳强度，避免了尾舵容易出现断裂的问题。

Description

一种耐腐蚀的尾舵及风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀的尾舵及风力发电机。
背景技术
随着风力发电的快速发展，其自身的局限性也逐渐显露出来。风能虽然具有可持续性，但是由于风向风速始终是不断改变的，想要一直得到很高的风能利用率，就要使风轮追随风向，这就对风机偏航控制提出了比较苛刻的要求。偏航系统能够在正常范围风速下使风轮自动对风。因为风机自身有较大重量的原因，风向发生变化时，风轮往往只能实现非连续的偏转，大部分时间内风轮与风力方向都会存在一个夹角，这会对风力发电机的发电效率产生很大影响。另外，风力机组下风方向的风机受到上风方向风机的气流影响，无法识别真实风向从而难以准确对风，加大了偏航控制系统的工作难度，而且频繁的偏航调整对设备的损耗十分严重，造成巨大的经济损失，由此可见，偏航控制系统的发展制约着风能利用的进步，需要我们投入更多的努力。
目前小型风力机组偏航系统主要包括以下几种方式：仰头式调速、侧翼装置调速、尾舵升降调速，但目前的风力发电机在使用的过程中存在尾舵上的斜杆无法进行调节，且硬度较强，在运行的过程中抗疲劳程度差，最终导致尾舵容易出现断裂的问题，且尾舵的防腐蚀性能差。
发明内容
本发明的目的在于解决风力发电机在使用的过程中尾舵上的斜杆无法进行调节，且硬度较强，在运行的过程中抗疲劳程度差，最终导致尾舵容易出现断裂，且尾舵的防腐蚀性能差的问题。
为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一方面，提出一种耐腐蚀的尾舵，包括连接机构、防震斜拉调节机构以及尾舵机构；
所述连接机构包括第一连接件；
所述尾舵机构包括尾杆和安装于所述尾杆底表面上远离第一连接件的一端的尾翼板；
所述防震斜拉调节机构包括可调节部件、斜拉杆以及位于所述第一连接件下方的第二连接件，所述斜拉杆的一端与第一连接件固定连接，所述斜拉杆的另一端与所述尾杆固定连接，所述可调节部件的一端与第一连接件连接，所述可调节部件的另一端与所述第二连接件连接用于调节第一连接件与第二连接件之间的距离，所述第二连接件的一端与所述尾杆的一端活动套接。
进一步的改进在于，所述可调节部件为调节螺栓。
进一步的改进在于，所述可调节部件的数量为多组。
进一步的改进在于，所述连接机构还包括轴承和轴承座，所述轴承与第一连接件的一端安装连接，所述轴承的一端延伸至所述轴承座的内腔。
进一步的改进在于，所述尾杆的一端设置有内腔，所述第二连接件的一端套接进所述尾杆的空腔中且与空腔大小相匹配。
进一步的改进在于，所述尾翼板采用玻璃钢板切割成型。
进一步的改进在于，所述第二连接件与尾杆均采用玻璃钢板材料制作而成。
进一步的改进在于，所述尾舵的安装方法包括：
S1:将轴承安装在第一连接件一端上；
S2:将第二连接件一端通过可调节部件与第一连接件连接；
S3:将第二连接件的另一端与尾杆的一端活动套接；
S4:将斜拉杆的一端连接在第一连接件的一端，斜拉杆另一端连接在尾杆上。
另一方面，提出一种风力发电机，包括发电机、发电机主轴、发电机舱、风机立杆、风轮，还包括上述中任意一项所述的一种耐腐蚀的尾舵，所述尾舵的连接机构通过尾舵连接板与所述发电机舱的一端连接。
进一步的改进在于，所述发电机主轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。
本发明的有益效果：
本发明通过调节螺栓设置有多个，以在多个点位与第二连接件连接，从而保证第一连接件与第二连接件之间的连接稳定，通过第二连接件与尾杆的空腔活动套接，从而实现第一连接件与尾杆之间的初步固定，然后通过斜拉杆的一端与第一连接件连接，另一端与尾杆连接，实现对第一连接件与尾杆之间的进一步固定，从而保证两者之间的稳定连接，且安装后，斜拉杆、尾杆、调节螺栓、第二连接件和第一连接件之间，可组成一个类似三角形结构，以此提高连接的稳定性。当尾杆运行时，可根据实际需要通过控制调节螺栓来调节第一连接件与第二连接件之间的距离从而对尾杆进行调节，从而进一步实现对斜拉杆的绷紧度进行调节，能有效的提高斜拉杆的抗疲劳强度，避免了尾舵容易出现断裂的问题。
本发明的风力发电机主轴具有质量轻，强度高，韧性好，抗弯性好，使用寿命长等特点。生产工艺简单，可以快速、大批量生产，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例一种耐腐蚀的尾舵的整体结构示意图；
图2为本发明实施例一种耐腐蚀的尾舵的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例一种风力发电机的发电机主轴剖视图。
附图标记说明：
1-第一连接件、2-尾杆、3-尾翼板、4-斜拉杆、5-第二连接件、6-调节螺栓、7-轴承、8-轴承座、9-空腔、10-螺栓、11-外层、12-中间层、13-实心层。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明创造的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明创造。本说明书中使用的命名术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例一：
请参考附图1、附图2，本发明实施例一提出一种耐腐蚀的尾舵，包括连接机构、防震斜拉调节机构以及尾舵机构；
所述连接机构包括第一连接件1；
所述尾舵机构包括尾杆2和安装于所述尾杆2底表面上远离第一连接件1的一端的尾翼板3；
所述防震斜拉调节机构包括可调节部件、斜拉杆4以及位于所述第一连接件1下方的第二连接件5，所述斜拉杆4的一端与第一连接件1的一端上表面通过螺栓10进行固定连接，所述斜拉杆4的另一端与所述尾杆2的上表面通过螺栓10进行固定连接，所述可调节部件的一端与第一连接件1的下表面连接，所述可调节部件的另一端与所述第二连接件5的上表面连接用于调节第一连接件1与第二连接件5之间的距离，所述第二连接件5的一端与所述尾杆2的一端活动套接。
具体地，在本发明实施例中，所述尾杆2的一端设置有空腔9，所述第二连接件5的一端套接进所述尾杆2的空腔9中且与空腔9大小相匹配。通过第二连接件5与所述尾杆2之间采用空腔9套接的方式，便于第二连接件5与所述尾杆2之间的安装和拆卸，同时可以便于调节和保证连接的稳定性。
具体地，在本发明实施例中，所述可调节部件优选为调节螺栓6。当然，本实施例中的可调节部件不仅限于调节螺栓6，其它的可调节部件只要能实现方便调节第一连接件1与第二连接件5之间的距离即可。
优选地，所述可调节部件的数量为多组。以在多个点位与第二连接件5连接，从而保证第一连接件1与第二连接件5之间的连接稳定。而在本实施例中，所述可调节部件设置有两组。
具体地，在本发明实施例中，所述连接机构还包括轴承7和轴承座8，所述轴承7与第一连接件1的一端安装连接，所述轴承7的一端延伸至所述轴承座8的内腔。
具体地，在本发明实施例中，所述尾翼板3采用玻璃钢板切割成型。通过采用玻璃钢板切割成型，可以达到了更好的切割效率。
具体地，在本发明实施例中，所述第二连接件5与尾杆2均采用玻璃钢板材料制作而成。通过采用玻璃钢板材料制作，能有效的提高第二连接件5和尾杆2的耐腐蚀效果。
具体地，在本实施例中，所述尾舵的安装方法包括：
S1:将轴承7安装在第一连接件1一端上；
S2:将第二连接件5上表面的一端通过调节螺栓6与第一连接件1的下表面一端连接；
S3:将第二连接件5的另一端与尾杆2的一端空腔9活动套接；
S4:将斜拉杆4的一端通过螺栓10固定连接在第一连接件1的一端上表面，斜拉杆4另一端通过螺栓10固定连接在尾杆2的上表面上。
本发明的工作原理：通过调节螺栓6设置有多个，以在多个点位与第二连接件5连接，从而保证第一连接件1与第二连接件5之间的连接稳定，通过第二连接件5与尾杆2的空腔9活动套接，从而实现第一连接件1与尾杆2之间的初步固定，然后通过斜拉杆4的一端与第一连接件1连接，另一端与尾杆2连接，实现对第一连接件1与尾杆2之间的进一步固定，从而保证两者之间的稳定连接，且安装后，斜拉杆4、尾杆2、调节螺栓6、第二连接件5和第一连接件1之间，可组成一个类似三角形结构，以此提高连接的稳定性。当尾杆2运行时，可根据实际需要通过控制调节螺栓6来调节第一连接件1与第二连接件5之间的距离从而对尾杆2进行调节，从而进一步实现对斜拉杆4的绷紧度进行调节，能有效的提高斜拉杆4的抗疲劳强度，避免了尾舵容易出现断裂的问题。
实施例二：
请参考附图1、附图2、附图3，本发明实施例二提出一种风力发电机，包括发电机、发电机主轴、发电机舱、风机立杆、风轮，还包括上述实施例一中任意一项所述的一种耐腐蚀的尾舵，所述尾舵的轴承座8通过尾舵连接板与所述发电机舱的一端连接。由于发电机、发电机主轴、发电机舱、风机立杆、风轮、尾舵之间的连接结构属于现有技术，因此本实施例不再对其详细描述，本领域技术人员参照现有技术即可，而尾舵的具体结构参照上述实施例一即可。
具体地，在本发明实施例中，还对发电机主轴的结构进行了改进，如图3所示，所述发电机主轴包括外层11、中间层12和实心层13，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层11为金属结构层，所述中间层12为高分子轻型复合材料层，所述实心层13为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层12的外表面与所述外层11的内表面贴合在一起，所述实心层13的外表面与所述中间层12的内表面贴合在一起。
本发明这样做的好处是，当风力发电机转速增大，扭矩增大时，由于风力发电机主轴的扭矩主要集中在轴的最外端，因此既保证扭矩又减小整机重量和材料成本，在风力发电机主轴的设计阶段，主轴需考虑标准化设计，与标准化的无缝钢管规格匹配，可以降低加工难度，减少加工成本，主轴中心掏空，填充玻璃钢复合材料，该材料强度性能与钢材相当，而重量只有钢材的1/5，因此可以提高钢管的整体强度性能，而重量不会增加太多，实心层13采用防腐松木，可以提高风力发电机主轴的抗弯性能，也可以防止风力发电机主轴松动和轴向偏移。
本发明的风力发电机主轴具有质量轻，强度高，韧性好，抗弯性好，使用寿命长等特点。生产工艺简单，可以快速、大批量生产，降低生产成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，包括连接机构、防震斜拉调节机构以及尾舵机构；
所述连接机构包括第一连接件；
所述尾舵机构包括尾杆和安装于所述尾杆底表面上远离第一连接件的一端的尾翼板；
所述防震斜拉调节机构包括可调节部件、斜拉杆以及位于所述第一连接件下方的第二连接件，所述斜拉杆的一端与第一连接件固定连接，所述斜拉杆的另一端与所述尾杆固定连接，所述可调节部件的一端与第一连接件连接，所述可调节部件的另一端与所述第二连接件连接用于调节第一连接件与第二连接件之间的距离，所述第二连接件的一端与所述尾杆的一端活动套接。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述可调节部件为调节螺栓。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述可调节部件的数量为多组。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述连接机构还包括轴承和轴承座，所述轴承与第一连接件的一端安装连接，所述轴承的一端延伸至所述轴承座的内腔。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述尾杆的一端设置有空腔，所述第二连接件的一端套接进所述尾杆的空腔中且与空腔大小相匹配。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述尾翼板采用玻璃钢板切割成型。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的尾舵，其特征在于，所述第二连接件与尾杆均采用玻璃钢板材料制作而成。
8.一种风力发电机，包括发电机、发电机主轴、发电机舱、风机立杆、风轮，其特征在于，还包括权利要求1-7中任意一项所述的一种耐腐蚀的尾舵，所述尾舵的连接机构通过尾舵连接板与所述发电机舱的一端连接。
9.根据权利要求8所述的一种风力发电机，其特征在于，所述发电机主轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。
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