CN113719411A

CN113719411A - 桨叶联动装置

Info

Publication number: CN113719411A
Application number: CN202111066607.6A
Authority: CN
Inventors: 向雨; 向光恒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2021-11-30

Abstract

本发明公开了一种桨叶联动装置。其中，桨叶联动装置包括：变桨主轴、桨叶轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮设于所述变桨主轴的一端；所述桨叶轴设置有多个，多个所述桨叶轴设于所述第一锥齿轮的径向周边；所述第二锥齿轮设于所述桨叶轴的一端，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合。本发明能够减少风力发电设备抖动，保证风力发电设备正常工作。

Description

桨叶联动装置

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种桨叶联动装置。

背景技术

目前的风力发电设备因轮毂尺寸较大，并且轮毂与转子主轴相距较远，无法从转子轴获得动力，风力发电设备设置有多个桨叶，每个桨叶采用独立电机驱动的方式实现变桨控制。独立控制桨叶转动，桨叶的桨距角难以保持同步，易导致风力发电设备抖动。

发明内容

基于此，针对目前风力发电设备独立控制桨叶转动，桨叶的桨距角难以保持同步，导致风力发电设备抖动的问题，有必要提供一种桨叶联动装置，旨在减少风力发电设备抖动，保证风力发电设备正常工作。

为实现上述目的，本发明提出一种桨叶联动装置，所述桨叶联动装置包括：

变桨主轴；

第一锥齿轮，所述第一锥齿轮设于所述变桨主轴的一端；

桨叶轴，所述桨叶轴设置有多个，多个所述桨叶轴设于所述第一锥齿轮的径向周边；以及

第二锥齿轮，所述第二锥齿轮设于所述桨叶轴的一端，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合。

在其中一实施例中，多个所述桨叶轴等间距的分布于所述第一锥齿轮的径向周边。

在其中一实施例中，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿结构相同。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置还包括轮毂套，所述轮毂套内形成固定空间，所述变桨主轴和所述桨叶轴穿设于所述轮毂套内，并于所述轮毂套内啮合连接。

在其中一实施例中，所述轮毂套还包括第一套筒和若干第二套筒，所述第二套筒设于所述第一套筒的周边，所述第一套筒套接于所述变桨主轴，所述第二套筒套接于所述桨叶轴。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置还包括若干加强筋，所述第一套筒和所述第二套筒的外侧壁之间设置所述加强筋，所述第二套筒的外侧壁之间设置所述加强筋。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置包括轴套，所述轴套套设于所述桨叶轴，所述轴套外侧设置有端环，所述端环的端面设置有润滑油注入孔。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置还包括油路密封罩，所述油路密封罩罩设于所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置还包括保护环，所述保护环设于所述端环的外侧壁。

在其中一实施例中，所述桨叶联动装置还包括转子主轴，所述变桨主轴嵌设于所述转子主轴，所述变桨主轴和所述转子主轴同轴转动，所述第一锥形齿轮包括抵接盘和锥齿轮，所述锥齿轮设于所述抵接盘，且所述抵接盘径向凸出于所述变桨主轴，所述桨叶联动装置还包括弹性件，所述弹性件一端连接于所述转子主轴，另一端连接于所述抵接盘。

本发明技术方案中，变桨主轴的第一锥齿轮和桨叶轴的第二锥齿轮啮合，在变桨主轴转动时，第一锥齿轮也随之转动。由于第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，则第二锥齿轮同步转动。在第二锥齿轮转动的同时，桨叶轴也同步转动。由此，变桨主轴转动的同时能够保证第二锥齿轮也转动。多个桨叶轴同时和变桨主轴啮合，由此多个桨叶轴之间能够同步转动。减少每个桨叶的独立控制，从而减少风力发电设备抖动，保证风力发电设备正常工作。

附图说明

图1是本发明的桨叶联动装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明图1中部分组件的结构示意图；

图3是本发明图1中变桨主轴和桨叶轴连接位置的结构示意图；

图4是本发明图1中桨叶轴的分解结构示意；

图5是本发明图1中轮毂套的结构示意图；

图6是本发明图1中油路密封罩的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	变桨主轴	710	润滑油注入孔
20	第一锥齿轮	80	油路密封罩
				30	桨叶轴	810	密封口
40	第二锥齿轮	820	法兰盘
				50	轮毂套	830	密封圈
510	第一套筒	840	滚珠保持器
				520	第二套筒	850	保护环
530	加强筋	90	转子主轴
				60	轴套	910	弹性件
70	端环

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“轮毂套”等应做广义理解，例如，“轮毂套”可以是轮毂套连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在相关技术中，风力发电设备设置有多个桨叶，每个桨叶采用独立电机驱动的方式实现变桨控制。独立控制桨叶转动，桨叶的桨距角难以保持同步，桨叶的运行易导致风力发电设备抖动。

为了解决上述问题，参阅图1-图3所示，本实施例提供一种桨叶联动装置，桨叶联动装置包括：变桨主轴10、第一锥齿轮20、桨叶轴30和第二锥齿轮40。第一锥齿轮20固定在变桨主轴10上，变桨主轴10和第一锥齿轮20可以一体成型。第二锥齿轮40固定在桨叶轴30上，第二锥齿轮40和桨叶轴30可以一体成型。

第一锥齿轮20设于变桨主轴10的一端；桨叶轴30设置有多个，多个桨叶轴30设于第一锥齿轮20的径向周边；第二锥齿轮40设于桨叶轴30的一端，第一锥齿轮20和第二锥齿轮40啮合。通过啮合变桨主轴10的转动力可以传递至桨叶轴30。变桨主轴10转动的同时，桨叶轴30也可以同步转动。需要指出的是桨叶轴30的数量可以是三个，也可以是四个或者是五个，当然桨叶轴30的数量不限于此。

本实施例的技术方案中，变桨主轴10的第一锥齿轮20和桨叶轴30的第二锥齿轮40啮合，在变桨主轴10转动时，第一锥齿轮20也随之转动。由于第一锥齿轮20和第二锥齿轮40啮合，则第二锥齿轮40同步转动。在第二锥齿轮40转动的同时，桨叶轴30也同步转动。由此，变桨主轴10转动的同时能够保证第二锥齿轮40也转动。多个桨叶轴30同时和变桨主轴10啮合，由此多个桨叶轴30之间能够同步转动。减少每个桨叶的独立控制，从而减少风力发电设备抖动，保证风力发电设备正常工作。

在其中一实施例中，为了保证桨叶的受力更加均匀。多个桨叶轴30等间距的分布于第一锥齿轮20的径向周边。由此，每个桨叶的桨距角相等，每个桨叶对变桨主轴10的施加力量均等。进一步的，桨叶轴30的中心轴线设置在同一平面内。

在其中一实施例中，为了进一步保证桨叶的转动距离相等。第一锥齿轮20和第二锥齿结构相同。也可以理解的是，第一锥齿轮20和第二锥齿结构的齿间距相等，锥齿的大小相同。从而保证多个桨叶的转动也是同步转动的。

在其中一实施例中，参阅图5所示，为了固定变桨主轴10和桨叶轴30的啮合位置更加稳固，桨叶联动装置还包括轮毂套50，轮毂套50内形成固定空间，变桨主轴10和桨叶轴30穿设于轮毂套50内，并于轮毂套50内啮合连接。多个桨叶轴30的中心轴线形成一个平面。变桨主轴10垂直于该平面。通过轮毂套50将变桨主轴10和桨叶轴30的对接位置保护起来，并支撑变桨主轴10和桨叶轴30。

进一步地，轮毂套50还包括第一套筒510和若干第二套筒520，第二套筒520设于第一套筒510的周边，第一套筒510套接于变桨主轴10，第二套筒520套接于桨叶轴30。第一套筒510和若干第二套筒520的一端联通固定空间，通过套筒可以延伸包裹住变桨主轴10和桨叶轴30。

在上述实施例中，为了进一步提高轮毂套50的支撑强度。桨叶联动装置还包括若干加强筋530，第一套筒510和第二套筒520的外侧壁之间设置加强筋530，第二套筒520的外侧壁之间设置加强筋530。通过加强筋530的支撑作用，可以提高轮毂套50本身的强度。其中，加强筋530可以为板状或者为杆状。

在其中一实施例中，第一锥齿轮20和第二锥齿轮40之间的啮合，以及变桨主轴10和桨叶轴30的转动会产生摩擦，长期摩擦容易损坏。为了减少摩擦，在相应的摩擦位置引入润滑油。具体地，桨叶联动装置包括轴套60，轴套60套设于桨叶轴30，轴套60外侧设置有端环70，端环70的端面设置有润滑油注入孔710。通过润滑油注入孔710注入孔可以加注润滑油，其中，需要指出的是润滑油为机油润滑油。

在其中一实施例中，参阅图图4和6所示，为了提高润滑效果，桨叶联动装置还包括油路密封罩80，油路密封罩80罩设于第一锥齿轮20和第二锥齿轮40。通过油路密封罩80可以将第一锥齿轮20和第二锥齿轮40包裹起来，加入的润滑油可以在油路密封罩80内循环流动。需要指出的是，油路密封罩80设置有密封口810，变桨主轴10和桨叶轴30通过密封口810插设于油路密封罩80内。为了提高油路密封罩80的密封效果，在油路密封罩80和变桨主轴10的连接位置，以及油路密封罩80和桨叶轴30的连接位置设置有密封圈830。密封圈830设置于密封口810。密封圈830采用氟化橡胶，该材料耐磨且弹性较好，能实现长期稳定的机油密封。

在其中一实施例中，风机在运行中，桨叶部分的最大载荷在桨叶轴30上，长期运行中，桨叶轴30和法兰连接点的螺栓存在断裂风险，为了不出现危险故障，比如桨叶跌落等。桨叶联动装置还包括保护环850，保护环850设于端环70的外侧壁。本实施例中加入保护环850，桨叶通过法兰盘820上的螺栓孔固定到保护环850上，出现桨叶法兰脱落后，保护环850将拖住法兰，避免桨叶跌落。

在其中一实施例中，桨叶联动装置还包括转子主轴90，变桨主轴10嵌设于转子主轴90，变桨主轴10和转子主轴90同轴转动，第一锥形齿轮包括抵接盘和锥齿轮，锥齿轮设于抵接盘，且抵接盘径向凸出于变桨主轴10，桨叶联动装置还包括弹性件910，弹性件910一端连接于转子主轴90，另一端连接于抵接盘。弹性件910为锥形弹簧，锥形弹簧给变桨主轴10齿轮施加压力，确保变桨主轴10的第一锥齿轮20与桨叶轴30的第二锥齿轮40紧密接触。

在上述实施例的基础上，桨叶联动装置包括法兰盘820，法兰盘820上有机油密封圈830槽，机油密封圈830槽嵌入密封圈830，法兰盘820设置有滚珠槽，滚珠槽嵌入滚珠和滚珠保持器840，法兰盘820上有一个凹台，凹台外沿与桨叶轴30外沿过盈配合并通过螺栓紧密锁紧法兰盘820和变桨主轴10。另外，端环70和轴套60一体成型或采用端环70嵌入轴套60后焊接成型，端环70内有一个凹槽，用来嵌入轮毂套50，嵌入轮毂套50的目的是对轮毂套50外端加固，提高轮毂强度。轮毂套50设置有螺纹固定孔，用于将轮毂套50固定住变桨主轴10和桨叶轴30。端环70与法兰盘820对接面设置与法兰盘820对应的油封槽和滚珠槽，提供机油密封功能和轴承功能。轴套60下端设置滚珠槽，用来安放滚珠及滚珠保持器840，在桨叶轴30齿轮上也设置了与轴套60下端对应的滚珠槽。上下两端的滚珠槽均采用深沟槽，既能承受很强的轴向力也能承受很强的径向力。上端的轴承槽直径远大于下端，直径大能够抗径向作用力能力强，有效限制径向摆动，减少桨叶轴30偏心。由于两个轴承为桨叶的两个支点，轴承的间距越大，两个轴承的径向受力越小，目前的风机因使用双排滚珠轴承支撑桨叶，其滚珠间距较小，容易出现轴承外环因径向力过载导致的滚珠外环破裂的现象，本实施例加入桨叶轴30套和轴，可依据载荷灵活调整两个轴承槽之间的间距，不会出现径向过载现象，对提高风机可靠性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置包括：

变桨主轴；

第一锥齿轮，所述第一锥齿轮设于所述变桨主轴的一端；

2.如权利要求1所述的桨叶联动装置，其特征在于，多个所述桨叶轴等间距的分布于所述第一锥齿轮的径向周边。

3.如权利要求1所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿结构相同。

4.如权利要求1至3中任一项所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置还包括轮毂套，所述轮毂套内形成固定空间，所述变桨主轴和所述桨叶轴穿设于所述轮毂套内，并于所述轮毂套内啮合连接。

5.如权利要求4所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述轮毂套还包括第一套筒和若干第二套筒，所述第二套筒设于所述第一套筒的周边，所述第一套筒套接于所述变桨主轴，所述第二套筒套接于所述桨叶轴。

6.如权利要求5所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置还包括若干加强筋，所述第一套筒和所述第二套筒的外侧壁之间设置所述加强筋，所述第二套筒的外侧壁之间设置所述加强筋。

7.如权利要求1至3中任一项所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置包括轴套，所述轴套套设于所述桨叶轴，所述轴套外侧设置有端环，所述端环的端面设置有润滑油注入孔。

8.如权利要求7所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置还包括油路密封罩，所述油路密封罩罩设于所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮。

9.如权利要求7所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置还包括保护环，所述保护环设于所述端环的外侧壁。

10.如权利要求1至3中任一项所述的桨叶联动装置，其特征在于，所述桨叶联动装置还包括转子主轴，所述变桨主轴嵌设于所述转子主轴，所述变桨主轴和所述转子主轴同轴转动，所述第一锥形齿轮包括抵接盘和锥齿轮，所述锥齿轮设于所述抵接盘，且所述抵接盘径向凸出于所述变桨主轴，所述桨叶联动装置还包括弹性件，所述弹性件一端连接于所述转子主轴，另一端连接于所述抵接盘。