CN116447084A - 一种风力发电机组机架 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风力发电机组机架，包括主机架本体和轴承座本体，以及连接主机架本体和轴承座本体的多组紧固件，轴承座本体立式装配于主机架本体上，且两者的装配面位于轴承座本体底部与主机架本体端面交接处。采用上述方式设置的机架连接结构，能够有效降低轴承座本体装配面的高度，同时不改变传动系统低速轴线，增大了连接结构的刚度，使主机架本体和轴承座本体的重量降低，降低制造了成本。

Description

一种风力发电机组机架

技术领域

本申请涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种风力发电机组机架。

背景技术

随着风力发电机技术的不断成熟，尤其近年来风电行业激烈竞争，最大限度降低度电成本成为各风场业主及各风电机组整机企业的追求。在满足风电机组可靠性要求的前提下，不断研究各结构件合适的成型方法及结构方案能够提高风电机组的整机成本。目前，风力发电机组的结构件主要包括轮毂、机架、轴承座、主轴等，成型工艺涵盖了铸、锻、焊等。

风力发电机组主机架作为风电机组承载结构，为传动系统提供支撑，并承受和传递来自风轮的载荷。随着大兆瓦风电机组的发展，风力发电机组的扫风面积越来越大、适用风速范围越来越广，载荷越来越大，对主机架的刚度要求也相应提高，铸造主机架为当前大兆瓦机组的主流成型方案。铸造主机架可以做到大壁厚、复杂成型、高抗压、大刚度，其工艺和性能可以满足目前主机架多样的结构设计。

目前风电机组主机架与轴承座连接一般采用横跨式结构，轴承座连接法兰位于主机架顶板的两侧，连接面靠近主轴轴线甚至与主轴轴线在同一高度上。此结构需要主机架的轴承座法兰面较高，需要更多的金属材料来抬高轴承座法兰面，除此，由于法兰面较高，对主机架的结构刚度有减弱作用，不得不再次增加材料以增加机架刚度，增加了成本。

因此，针对上述技术问题，如何提供一种设计合理、节约成本的同时能够保证连接强度的风力发电机组机架结构是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种风力发电机组机架，该机架针对目前大兆瓦的主机架和轴承座，提供一种结构简单、设计合理、性价比高、连接强度高的风力发电机组主机架与轴承座的风力发电机组机架。

为实现上述目的，本申请提供一种风力发电机组机架，包括主机架本体和轴承座本体，以及连接所述主机架本体和所述轴承座本体的多组紧固件，所述轴承座本体立式装配于所述主机架本体上，且两者的装配面位于所述轴承座本体底部与所述主机架本体端面交接处。

优选地，所述主机架本体铸造成型且内部中空，所述主机架本体包括：

底板，位于所述主机架本体底侧，所述底板上设置有用于安装风力发电机组偏航系统的安装部；

中板，设置在所述底板上，所述中板上设置有用于安装所述轴承座本体的第一法兰面；

顶板，位于所述中板上部并远离所述第一法兰面一侧，所述顶板上设置有用于安装风力发电机组齿轮箱弹性支撑座的第二法兰面。

优选地，所述轴承座本体底部设置有与所述第一法兰面匹配并保持贴合的扩展板，所述扩展板上设置有与所述第一法兰面圆孔对应的螺纹孔，多组所述紧固件通过所述圆孔和所述螺纹孔固定。

优选地，所述紧固件为双头螺柱，所述双头螺柱贯穿所述螺纹孔和所述圆孔，所述双头螺柱一端固定在所述螺纹孔内，另一端套设有垫片和螺母，并从所述主机架本体内侧旋紧固定。

优选地，所述安装部包括用于安装所述偏航系统中偏航卡钳的安装面，以及用于安装所述偏航系统中偏航驱动的安装孔；

其中，所述底板中部开设有中心孔，所述安装面为所述底板背离所述中板的端面，所述偏航卡钳沿所述中心孔周向分布，并通过螺栓固定在所述安装面上；所述安装孔的数量为多个，且贯穿所述底板设置，用于安装所述偏航驱动。

优选地，所述主机架本体前端设置有锁定风轮的锁孔，所述锁孔的轴线与所述轴承座本体的轴线平行；所述主机架本体后端设置有用于与风力发电机组后机架相连的连接法兰。

优选地，所述主机架本体上设置多个减重孔。

优选地，所述主机架本体上设置多个用于供人员或设备从塔筒进入机舱的人孔。

优选地，所述主机架本体上设置有一对用于吊装的吊耳和多个用于安装风力发电机组附铸设备的凸台。

优选地，所述主机架本体的后端端面上设置有供电缆通过的电缆孔。

相对于上述背景技术，本申请将主机架与轴承座进行立式装配，连接面位于轴承座底部，降低了装配面的高度，但不改变传动系统低速轴线。增大了结构的刚度，使主机架和轴承座的重量降低，降低制造了成本。

具体地说，该风力发电机组机架包括主机架本体和轴承座本体，两者通过多组紧固件连接，而轴承座本体底部位于主机架本体的端面上，从而使两者的装配面也位于两者交接处，从而避免两者由于装配面过高导致的刚度弱、成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的风力发电机组机架结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的风力发电机组机架的主机架本体正面结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的风力发电机组机架的主机架本体侧面结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的风力发电机组机架的主机架本体俯视图；

图5为本申请实施例所提供的风力发电机组机架的安装部结构示意图。

图中：1-主机架本体；2-轴承座本体；3-紧固件；10-减重孔；11-锁孔；12-连接法兰；13-顶板；14-中板；15-底板；16-人孔；17-吊耳；18-凸台；19-电缆孔；131-第二法兰面；141-第一法兰面；151-安装部；1511-安装面；1512-安装孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

需要说明的是，在本实施例中，“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图5所示，在本实施例中，提供一种风力发电机组机架，该风力发电机组机架主要实现主机架本体和轴承座本体的连接，具体包括主机架本体1、轴承座本体2以及连接两者的多组紧固件3。通常来说，轴承座本体2采用立式安装与主机架本体1上，但是如背景技术中所言，轴承座本体2在采用立式安装时，装配面高度通常较高，接近或到达轴承座的轴线高度，从而需要在主机架本体1上增加金属材料以此来适应轴承座本体2的装配面高度。而本申请为了降低轴承座本体2的装配面高度，这里将轴承座本体2底部与主机架本体1端面接触，并通过紧固件3锁紧，从而使装配面位于轴承座底部位置，降低了主机架与轴承座连接面的高度但不改变传动系统的低速轴线，使轴承座和主机架均能够刚度好且重量轻。

需要说明的是，本申请的主机架本体1铸造成型且内部中空，可以采用球墨铸铁等材料并使用铸造成型工艺，结构简单、强度好、重量轻，并为其它部件提供了良好的安装平台。如说明书附图1和2所示，在主机架本体1前端设置有用于锁定风轮的锁孔11，锁孔11的轴线可以与轴承座本体2的轴线平行，以提高锁孔11与轴承座本体2的适配度，确保风轮稳定性。另外，在主机架本体1后端设置有用于与风力发电机组后机架相连的连接法兰12。

此外，上述主机架本体1还包括底板15、中板14和顶板13，如说明书图2至图4所示，底板15位于主机架本体1底侧，为了适配本申请主机架本体1的设置方式，可以将底板15设置为圆盘状结构，并且为了降低主机架本体1的整体重量，可以在底板15上开设部分孔洞。在底板15上设置有用于安装风力发电机组偏航系统的安装部151，这里的偏航系统的具体设置方式可以参照现有技术，不再赘述。

中板14设置在底板15上，并通过固定连接方式使两者形成一体结构，保证主机架本体1的稳固性。如图4所示，在中板14上设置有用于安装轴承座本体2的第一法兰面141，需要说明的是，这里的第一法兰面141即为上述的装配面，第一法兰面141与轴承座底部贴合，从而实现两者的稳定装配。另外，对于这里的中板14，可以采用其它结构形式设置，确保能够与底板15形成稳定连接，且在中板14上端面上具有部分平整的法兰面即可，这里不做过多限制。当然，第一法兰面141可以通过法兰与中板14上端面实现连接，从而是第一法兰面141平整；也可以直接将中板14的上端面作为法兰面实现稳定连接，这里可以根据实际需要选择。

顶板13位于中板14上部并且远离第一法兰面141一侧，具体如图4所示，顶板13的作用是用于安装风力发电机组齿轮箱，这里在顶板13上设置能够为齿轮箱提供弹性支撑座的第二法兰面131，至于齿轮箱的具体设置方式，这里不再赘述，请参照现有技术。

需要说明的是，为了匹配上述第一法兰面141，这里在轴承座本体2底部设置了扩展板，扩展板与轴承座本体2固定设置，并且其端面能够与第一法兰面141完美贴合；需要说明的是，扩展板的设置是为了提高主机架本体1与轴承座本体2的连接稳定性。同时，在扩展板上设置有与第一法兰面141圆孔对应的螺纹孔，多组紧固件3通过圆孔和螺纹孔进行固定，从而实现主机架本体1与轴承座本体2的稳定连接。

当然，还可以在扩展板上设置加强筋，加强筋另一端与轴承座本体2侧壁连接，从而提高扩展板与轴承座本体2的连接强度；对于提高两者连接强度的设置方式，包括但不限于上述给出的实施方式，可以根据实际情况设定，均落入本申请保护范围。

进一步地，上述紧固件3可以是双头螺柱，在圆孔和螺纹孔对齐后，通过多组双头螺柱进行固定。具体地说，双头螺柱贯穿螺纹孔和圆孔，双头螺柱一端固定在螺纹孔内，另一端套设有垫片和螺母，并从主机架本体1内侧旋紧固定。另外，本申请的风力发电机组机架充分考虑了实际的装配空间和操作简易性，能够切实满足实际的装配过程和日后的维护。

如说明书附图5所示，安装部151包括用于安装偏航系统中偏航卡钳的安装面1511，以及用于安装偏航系统中偏航驱动的安装孔1512。底板15上开设有中心孔，安装面1511为底板15背离中板14的端面，在端面上设置多个螺栓孔，多个偏航卡钳沿中心孔周向分布，并通过螺栓将多个偏航卡钳固定在安装面1511上；安装孔1512的数量也为多个，并且贯穿底板设置，如图5所示，安装孔1512具体可以位于安装面1511外周。当然，安装孔1512、安装面1511以及相对的螺孔的数量可以根据风力发电机组载荷的不同进行调整，以灵活适配偏航驱动、偏航制动器的数量，具备良好的通用性。需要说明的是，对于安装孔1512、安装面1511以及相对的螺孔的设置方式，包括但不限于本实施例给出的方式，可以根据实际应用情况进行设置，这里不再一一详述。

另外，在主机架本体1上设置又多个减重孔10以及人孔16，具体可以设置在中板14或顶板13处；当然，减重孔10和人孔16的设置不能影响主机架本体1的整体结构刚度，在达到减重以及便于人员或设备从塔筒进入机舱的同时，确保主机架本体1的自身刚度性能。对于减重孔10和人孔16的具体开设位置可以有多种选择，包括但不限于上述顶板13或中板14，这里不做过多限制。

同时，在主机架本体1上设置有一对用于吊装的吊耳17和多个用于安装风力发电机组辅助设备的凸台18，具体可以设置在顶板13或中板14上，为主机架本体1吊装或安装其它辅助设备提供便利。此外，主机架本体1的后端端面上设置有电缆孔19，发电机电缆及其余机舱尾部电缆可以通过此电缆孔19进入塔筒。

总的来说，本申请的主机架本体1与轴承座本体2的连接结构充分考虑了机组在运行过程中的载荷要求。主机架的结构同样具有优秀的抗载荷性能，满足传动系统、偏航系统、后机架及其它结构件的装配要求。本申请风力发电机组机架采取立式安装方式，使主机架和轴承座均具有优秀的刚度，铸造成型的主机架结构优良、重量轻、成本低。

当然，对于构成风力发电机组的其它结构件，它们的结构以及安装方式这里不再一一赘述，具体请参照现有技术。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本文中应用了具体个例对本申请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申请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，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组机架，其特征在于，包括主机架本体和轴承座本体，以及连接所述主机架本体和所述轴承座本体的多组紧固件，所述轴承座本体立式装配于所述主机架本体上，且两者的装配面位于所述轴承座本体底部与所述主机架本体端面交接处。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体铸造成型且内部中空，所述主机架本体包括：

底板，位于所述主机架本体底侧，所述底板上设置有用于安装风力发电机组偏航系统的安装部；

中板，设置在所述底板上，所述中板上设置有用于安装所述轴承座本体的第一法兰面；

顶板，位于所述中板上部并远离所述第一法兰面一侧，所述顶板上设置有用于安装风力发电机组齿轮箱弹性支撑座的第二法兰面。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述轴承座本体底部设置有与所述第一法兰面匹配并保持贴合的扩展板，所述扩展板上设置有与所述第一法兰面圆孔对应的螺纹孔，多组所述紧固件通过所述圆孔和所述螺纹孔固定。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述紧固件为双头螺柱，所述双头螺柱贯穿所述螺纹孔和所述圆孔，所述双头螺柱一端固定在所述螺纹孔内，另一端套设有垫片和螺母，并从所述主机架本体内侧旋紧固定。

5.根据权利要求2所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述安装部包括用于安装所述偏航系统中偏航卡钳的安装面，以及用于安装所述偏航系统中偏航驱动的安装孔；

其中，所述底板中部开设有中心孔，所述安装面为所述底板背离所述中板的端面，所述偏航卡钳沿所述中心孔周向分布，并通过螺栓固定在所述安装面上；所述安装孔的数量为多个，贯穿所述底板设置，用于安装所述偏航驱动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体前端设置有锁定风轮的锁孔，所述锁孔的轴线与所述轴承座本体的轴线平行；所述主机架本体后端设置有用于与风力发电机组后机架相连的连接法兰。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体上设置多个减重孔。

8.根据权利要求6所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体上设置多个用于供人员或设备从塔筒进入机舱的人孔。

9.根据权利要求6所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体上设置有一对用于吊装的吊耳和多个用于安装风力发电机组附铸设备的凸台。

10.根据权利要求6所述的风力发电机组机架，其特征在于，所述主机架本体的后端端面上设置有供电缆通过的电缆孔。