CN201334986Y - 风力发电机的变桨距机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机的变桨距机构，它包括轮毂、动力组件、多个变桨距轴承，所述轮毂由围绕所述轮毂的轴线所形成的曲面、垂直所述轮毂的轴线的前盖和后盖构成，变桨距轴承的外圈与轮毂的曲面固定连接，变桨距轴承均匀分布在轮毂的曲面上，它还包括螺旋传动组件、同步安装架、连接件、转动组件；螺旋传动组件分别与前盖和后盖的中心孔可转动配合，螺旋传动组件与动力组件连接；螺旋传动组件与同步安装架固定连接；同步安装架与每个连接件可转动连接，连接件均匀分布在以所述同步安装架的中心为圆心的圆周上，该圆周所在的平面与轮毂的轴线相垂直；所述连接件还与转动组件可转动连接；转动组件与变桨距轴承的内圈固定连接。

Description

风力发电机的变桨距机构
技术领域
本实用新型涉及风力发电机，具体讲是一种风力发电机的变桨距机构。
背景技术
现有风力发电机的变桨距机构普遍采用液压变桨距机构或者电机独立变桨距机构。所述液压变桨距机构响应速度慢，结构复杂，制造和维护成本高，因为使用液压油作为传递动力的介质，所以环境适应能力差，比如在温度低的环境中，液压油容易被冻结而使所述液压变桨距机构瘫痪，如果强行启动，风力发电机有被破坏的风险。所述电机独立变桨距机构指的是风力发电机的每个叶片的变桨距均由独立的一个电机驱动相应减速箱来实现，所述电机独立变桨距机构结构复杂，制造和维护成本高，事实上，由于电机和减速箱本身的制造差异，在变桨距过程中，要保证每个叶片的桨距角保持一致是非常困难的，虽然在安装初期可以对风力发电机作准确调试，但是，经过一段时间后，因为所述电机独立变桨距机构零部件多，连接关系复杂，磨损后各零部件间的误差积累被放大，所以所述电机独立变桨距机构再无法在变桨距过程中使每个叶片的桨距角保持一致。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种响应快、结构简单、成本低、环境适应能力强、在变桨距过程中各叶片的桨距角始终一致的风力发电机的变桨距机构。
本实用新型的技术方案是，提供一种具有以下结构的风力发电机的变桨距机构，它包括轮毂、动力组件、多个变桨距轴承，所述轮毂由围绕所述轮毂的轴线所形成的曲面、垂直所述轮毂的轴线的前盖和后盖构成，所述变桨距轴承的外圈与所述轮毂的曲面固定连接，所述变桨距轴承均匀分布在所述轮毂的曲面上，它还包括螺旋传动组件、同步安装架、连接件、转动组件；所述螺旋传动组件分别与所述前盖和所述后盖的中心孔可转动配合，所述螺旋传动组件与所述动力组件连接；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接的部分位于所述轮毂的外部，所述螺旋传动组件的余下部分位于所述轮毂的内部，所述同步安装架、连接件、转动组件都位于所述轮毂的内部，每个所述变桨距轴承对应一个转动组件，每个所述转动组件对应一个连接件；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接，所述连接件均匀分布在以所述同步安装架的中心为圆心的圆周上，所述圆周所在的平面与所述轮毂的轴线相垂直；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承的内圈固定连接。
采用上述结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：因为本实用新型没有液压结构，而是采用纯机械结构，所以避免了液压系统固有的响应慢和环境适应能力差的缺陷，即本实用新型响应快、环境适应能力强；因为采用同步安装架，所以螺旋传动组件带动同步安装架移动，所述同步安装架就会带动所有的连接件同时移动，因为所述连接件均匀分布在以所述同步安装架的中心为圆心的圆周上，所述圆周所在的平面与所述轮毂的轴线相垂直，所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承的内圈固定连接，所述变桨距轴承的外圈与所述轮毂的曲面固定连接，所述变桨距轴承均匀分布所述轮毂的曲面上，所以各个连接件的运动轨迹一样，各个转动组件的运动轨迹一样，这样也就保证了所述变桨距轴承的内圈转动的方向和角度都是一样的，即在变桨距过程中各叶片的桨距角始终一致，同步性高；与背景技术所描述结构相比，本实用新型的零部件少，零部件之间的连接关系简单，所以本实用新型结构简单，磨损后各零部件间的误差积累被放大的现象被大大减轻，这样也就决定了本实用新型工作的稳定性要比原有结构好；因为本实用新型零部件少，连接关系简单，维护成本低，性能又有相应的提高，所以本实用新型成本低。
作为改进，它还包括导向杆和导向杆安装座，所述导向杆的轴线与所述轮毂的轴线平行；所述导向杆与导向杆安装座的通孔滑配合；所述导向杆的一端被固定安装在所述前盖上，所述导向杆的另一端被固定安装在所述后盖上；所述导向杆安装座与所述同步安装架通过螺钉固定连接。这样可以保证所述同步安装架在所述轮毂的轴线方向移动，优化所述同步安装架的受力情况。
作为进一步改进，所述螺旋传动组件为滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副的丝杠的轴线与所述轮毂的轴线为同一直线；所述螺旋传动组件分别与所述前盖和所述后盖的中心孔相配合是指所述滚珠丝杠副的丝杠的光杆部分与安装在所述前盖和所述后盖的中心孔内的轴承的内圈过盈配合；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接是指所述滚珠丝杠副的丝杠与所述动力组件连接。因为所述滚珠丝杠副不仅结构紧凑，而且可以实现较大的传动比，传动平稳精确，所以对于本实用新型性能的提高十分有益。
作为进一步改进，所述同步安装架拥有多个相同的叉臂的叉架，每个叉臂安装一个连接件，所述相邻叉臂的夹角相等，所述叉臂的端部开有一条沿所述丝杠的轴线方向的贯通槽；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接是指，所述滚珠丝杠副的螺母与所述同步安装架的中心孔间隙配合，在所述同步安装架的中心孔的两侧安装有压盖；所述螺母的长度略小于或等于所述同步安装架的中心孔的长度；所述压盖与所述滚珠丝杠副的丝杠间隙配合，所述压盖与所述同步安装架通过螺钉固定连接；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接是指所述同步安装架的叉臂的贯通槽与连接件的一端通过销轴可转动连接，所述销轴的两端与所述贯通槽的槽壁上的通孔间隙配合。采用叉臂的结构可以去除多余的金属，使所述同步安装架结构紧凑，大量减轻整个机构的重量，而又不丧失所述同步安装架所要求的力学性能，所以对于本实用新型性能的提高十分有益。
作为进一步改进，所述转动组件包括曲轴和转盘，所述曲轴与所述转盘通过焊接固定在一起，所述曲轴垂直所述转盘；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接是指所述连接件的另一端与所述曲轴可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承的内圈固定连接是指所述转盘与所述变桨距轴承的内圈通过螺钉固定连接。因为采用了曲轴，所以连接件对于所述转盘的转动力臂增大，从而使转动力矩更大，有利于传动，提高了传动效率高。
作为进一步改进，所述连接件为连杆。因为连杆结构简单，连接可靠，所以对于本实用新型性价比的提高十分有益。
附图说明
图1是本实用新型风力发电机的变桨距机构的主视图。
图2是本实用新型风力发电机的变桨距机构的剖视图。
图3是本实用新型风力发电机的变桨距机构的右视图。
图4是本实用新型风力发电机的变桨距机构的转动组件主视图。
图5是本实用新型风力发电机的变桨距机构的转动组件与变桨距轴承连接后的主视图。
图6是本实用新型风力发电机的变桨距机构的关于一个变桨距轴承的机构运动简图。
图中所示，1、变桨距轴承，1.1、内圈，1.2、外圈，2、叉架，3、轮毂，4、螺母，5、轴承，6、丝杠，7、导向杆，8、销轴，9、连杆，10、曲轴，11、前盖，12、电机，13、电机安装座，14、联轴器，15、后盖，16、压盖，17、转盘，18、导向杆安装座，19、叉臂。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示是本实用新型风力发电机的变桨距机构的主视图。
所述风力发电机的变桨距机构包括轮毂3、动力组件、多个变桨距轴承1，所述轮毂3由围绕所述轮毂3的轴线所形成的曲面、垂直所述轮毂3的轴线的前盖11和后盖15构成，所述变桨距轴承1的外圈1.2与所述轮毂3的曲面固定连接，所述变桨距轴承1均匀分布在所述轮毂3的曲面上，它还包括螺旋传动组件、同步安装架、连接件、转动组件；所述螺旋传动组件分别与所述前盖11和所述后盖15的中心孔可转动配合，所述螺旋传动组件与所述动力组件连接；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接的部分位于所述轮毂3的外部，所述螺旋传动组件的余下部分位于所述轮毂3的内部，所述同步安装架、连接件、转动组件都位于所述轮毂3的内部，每个所述变桨距轴承1对应一个转动组件，每个所述转动组件对应一个连接件；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接，所述连接件均匀分布在以所述同步安装架的中心为圆心的圆周上，所述圆周所在的平面与所述轮毂3的轴线相垂直；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承1的内圈1.1固定连接。具体结构如图2所示。
所述变桨距轴承1的外圈1.2与所述轮毂3的曲面固定连接是指所述变桨距轴承1的外圈1.2与所述轮毂3的曲面通过螺钉固定连接。所述变桨距轴承1均匀分布在所述轮毂3的曲面上是指各个所述变桨距轴承1的中心线相交于同一点，该点位于所述轮毂3的轴线上，并且相邻所述变桨距轴承1的中心线的夹角相等，具体结构如图3所示。
如图2所示，它还包括导向杆7和导向杆安装座18，所述导向杆7的轴线与所述轮毂3的轴线平行；所述导向杆7与导向杆安装座18的通孔滑配合；所述导向杆7的一端被固定安装在所述前盖11上，所述导向杆7的另一端被固定安装在所述后盖15上；所述导向杆安装座18与所述同步安装架通过螺钉固定连接。
所述螺旋传动组件为滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副的丝杠6的轴线与所述轮毂3的轴线为同一直线，所述滚珠丝杠副的型号为CDM4008-3；所述螺旋传动组件分别与所述前盖11和所述后盖15的中心孔相配合是指所述滚珠丝杠副的丝杠6的光杆部分与安装在所述前盖11和所述后盖15的中心孔内的轴承5的内圈过盈配合，所述滚珠丝杠副的丝杠6的光杆部分位于所述丝杠6的两端，所述丝杠6的螺纹位于所述光杆部分之间；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接是指所述滚珠丝杠副的丝杠6与所述动力组件连接。具体结构如图2所示。
所述动力组件包括电机12、电机安装座13和联轴器14；所述电机安装座13安装在所述前盖11上，所述螺旋传动组件与所述动力组件连接是指所述螺旋传动组件与所述联轴器14连接。
所述同步安装架拥有多个相同的叉臂19的叉架2，每个叉臂19安装一个连接件，所述相邻叉臂19的夹角相等，所述叉臂19的端部开有一条沿所述丝杠6的轴线方向的贯通槽；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接是指，所述滚珠丝杠副的螺母4与所述同步安装架的中心孔间隙配合，在所述同步安装架的中心孔的两侧安装有压盖16；所述螺母4的长度略小于或等于所述同步安装架的中心孔的长度；所述压盖16与所述滚珠丝杠副的丝杠6间隙配合，所述压盖16与所述同步安装架通过螺钉固定连接；这样所述压盖16就把所述螺母4压紧在所述同步安装架的中心孔内，保证所述螺母4与同步安装架的中心孔没有相对的位移，也就是说所述螺母4的移动将带动同步安装架可靠移动，所述螺母4与同步安装架不会有相对运动；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接是指所述同步安装架的叉臂19的贯通槽与连接件的一端通过销轴8可转动连接，所述销轴8的两端与所述贯通槽的槽壁上的通孔间隙配合。具体结构如图2所示。
所述转动组件包括曲轴10和转盘17，所述转盘17开有中心孔，所述曲轴10与所述转盘17通过焊接固定在一起，所述曲轴10垂直所述转盘17；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接是指所述连接件的另一端与所述曲轴10可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承1的内圈1.1固定连接是指所述转盘17与所述变桨距轴承1的内圈1.1通过螺钉固定连接。具体结构如图2、4、5所示。
所述连接件为连杆9。如图2所示，所述连杆9两端开有通孔，所述连杆9的两端通过所述通孔分别与所述叉臂19、所述曲轴10可转动连接。
所述叉臂19、连杆9、曲轴10和转盘17构成典型的曲柄滑块机构，机构运动简图如图6所示。当所述滚珠丝杠副的螺母4轴向移动时，所述螺母4带动所述叉架2轴向移动，也就是叉臂19直线移动，所述叉臂19的直线移动通过所述曲柄滑块机构带动所述转盘17转动。本实施例为具有三个变桨距轴承1的风力发电机的变桨距机构，所以有三个相同的所述曲柄滑块机构。
当需要对风力发电机变桨距时，电机12转动，所述滚珠丝杠副的螺母4将轴向移动，所述螺母4带动所述叉架2轴向移动，那么所述叉架2的叉臂19就直线移动，所述变桨距轴承1的内圈1.1就通过上述曲柄滑块机构的传动而转动，本实施例为具有三个变桨距轴承1的风力发电机的变桨距机构，那么三个变桨距轴承1的内圈1.1将按相同方向同时转过一个角度，因为风力发电机的叶片与所述变桨距轴承1的内圈1.1固定连接，所以所述变桨距轴承1的内圈1.1将带动风力发电机的叶片同时转动，这样就实现了风力发电机的变桨距，并且在变桨距过程中各叶片的桨距角始终一致。
以上仅就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型的结构可以有其他变化，不局限于上述结构，比如：所述螺旋传动组件可以为滑动丝杠副。总之，凡在本实用新型产品独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1、一种风力发电机的变桨距机构，它包括轮毂(3)、动力组件、多个变桨距轴承(1)，所述轮毂(3)由围绕所述轮毂(3)的轴线所形成的曲面、垂直所述轮毂(3)的轴线的前盖(11)和后盖(15)构成，所述变桨距轴承(1)的外圈(1.2)与所述轮毂(3)的曲面固定连接，所述变桨距轴承(1)均匀分布在所述轮毂(3)的曲面上，其特征在于：它还包括螺旋传动组件、同步安装架、连接件、转动组件；所述螺旋传动组件分别与所述前盖(11)和所述后盖(15)的中心孔可转动配合，所述螺旋传动组件与所述动力组件连接；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接的部分位于所述轮毂(3)的外部，所述螺旋传动组件的余下部分位于所述轮毂(3)的内部，所述同步安装架、连接件、转动组件都位于所述轮毂(3)的内部，每个所述变桨距轴承(1)对应一个转动组件，每个所述转动组件对应一个连接件；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接，所述连接件均匀分布在以所述同步安装架的中心为圆心的圆周上，所述圆周所在的平面与所述轮毂(3)的轴线相垂直；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承(1)的内圈(1.1)固定连接。
2、根据权利要求1所述的风力发电机的变桨距机构，其特征在于：它还包括导向杆(7)和导向杆安装座(18)，所述导向杆(7)的轴线与所述轮毂(3)的轴线平行；所述导向杆(7)与导向杆安装座(18)的通孔滑配合；所述导向杆(7)的一端被固定安装在所述前盖(11)上，所述导向杆(7)的另一端被固定安装在所述后盖(15)上；所述导向杆安装座(18)与所述同步安装架通过螺钉固定连接。
3、根据权利要求1所述的风力发电机的变桨距机构，其特征在于：所述螺旋传动组件为滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副的丝杠(6)的轴线与所述轮毂(3)的轴线为同一直线；所述螺旋传动组件分别与所述前盖(11)和所述后盖(15)的中心孔相配合是指所述滚珠丝杠副的丝杠(6)的光杆部分与安装在所述前盖(11)和所述后盖(15)的中心孔内的轴承(5)的内圈过盈配合；所述螺旋传动组件与所述动力组件连接是指所述滚珠丝杠副的丝杠(6)与所述动力组件连接。
4、根据权利要求1或3所述的风力发电机的变桨距机构，其特征在于：所述同步安装架拥有多个相同的叉臂(19)的叉架(2)，每个叉臂(19)安装一个连接件，所述相邻叉臂(19)的夹角相等，所述叉臂(19)的端部开有一条沿所述丝杠(6)的轴线方向的贯通槽；所述螺旋传动组件与所述同步安装架固定连接是指，所述滚珠丝杠副的螺母(4)与所述同步安装架的中心孔间隙配合，在所述同步安装架的中心孔的两侧安装有压盖(16)；所述螺母(4)的长度略小于或等于所述同步安装架的中心孔的长度；所述压盖(16)与所述滚珠丝杠副的丝杠(6)间隙配合，所述压盖(16)与所述同步安装架通过螺钉固定连接；所述同步安装架与每个所述连接件的一端可转动连接是指所述同步安装架的叉臂(19)的贯通槽与连接件的一端通过销轴(8)可转动连接，所述销轴(8)的两端与所述贯通槽的槽壁上的通孔间隙配合。
5、根据权利要求1所述的风力发电机的变桨距机构，其特征在于：所述转动组件包括曲轴(10)和转盘(17)，所述曲轴(10)与所述转盘(17)通过焊接固定在一起，所述曲轴(10)垂直所述转盘(17)；所述连接件的另一端与所述转动组件可转动连接是指所述连接件的另一端与所述曲轴(10)可转动连接；所述转动组件与所述变桨距轴承(1)的内圈(1.1)固定连接是指所述转盘(17)与所述变桨距轴承(1)的内圈(1.1)通过螺钉固定连接。
6、根据权利要求1所述的风力发电机的变桨距机构，其特征在于：所述连接件为连杆(9)。
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