CN201747854U - 大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑 - Google Patents

Abstract

一种大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，包括：橡胶主簧，其数量为四个，每个橡胶主簧的内部均具有液室，分别具有第一液室和第二液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于同一侧，分别具有第三液室和第四液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于另一侧；液压管路，其中一支液压管路连通所述第一液室与所述第四液室，另一支液压管路连通所述第二液室与所述第三液室；以及减震元件保持架，连接同侧布置的橡胶主簧，并用于保持同侧橡胶主簧之间的相对位置；所述液压弹性支撑具有结构相对简单、重量轻、成本低，并且可以在一定频段内显著提高齿轮箱工作稳定性的优点。

Description

大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑

技术领域

本实用新型涉及一种大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑。

背景技术

在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的可再生的清洁能源。我国风力资源丰富，可开发储量超过10亿KW。中国目前已成为亚洲风电产业发展的主要推动者，其总装机容量居世界第2位，其中09年总装机容量为13000MW，跃居全球第一。今后，国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。

弹性支撑是大型风力发电机组重要的部件之一，通过安装弹性支撑可以很好的改善各个传动部件的工作环境，延长风机的使用寿命。通常所用的弹性支撑主要是橡胶弹性支撑。设计人员通过适当选择防振橡胶的形状尺寸，可以使其3个方向(垂向、横向、纵向)的刚度系数达到所希望的数值，通过橡胶分子和分子之间以及橡胶分子和填充剂之间的相互作用产生的内摩擦衰减作用，有效地隔除齿轮箱的振动。硫化橡胶的内摩擦比金属弹簧大1000倍以上，能够有效地降低谐振时的振幅，并使自由冲击产生的衰减振动尽快停止。

但是橡胶弹性支撑在高频时具有较大的动刚度，如图1所示。试验表明当激振频率高于200Hz时，橡胶弹性支撑的动刚度会突然增加。这一特性使得设计人员不能设计出符合弹性支撑设计要求的高性能减振系统。因为大的刚度和阻尼可以抑制低频大幅振动，但却恶化了减振系统的高频降噪性能，而小的刚度和阻尼可以抑制高频振动噪声却降低了减振系统的低频隔振性能。因此设计人员只能采取折中的办法来设计弹性支撑系统，这就导致了橡胶弹性支撑系统减振降噪能力的部分丧失。

发明内容

鉴于与现有技术相关的这些问题，本实用新型的目的在于提供一种结构合理、重量轻、制造成本低、可靠性高的大型风电机组齿轮箱液压弹性支撑。

为达上述目的，本实用新型一种大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，包括：

橡胶主簧，其数量为四个，每个橡胶主簧的内部均具有液室，分别具有第一液室和第二液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于同一侧，分别具有第三液室和第四液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于另一侧；

液压管路，其中一支液压管路连通所述第一液室与所述第四液室，另一支液压管路连通所述第二液室与所述第三液室；以及

减震元件保持架，连接同侧布置的橡胶主簧，并用于保持同侧橡胶主簧之间的相对位置。

所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其中，所述橡胶主簧采用天然橡胶制成。

所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其中，所述减震元件保持架通过螺栓连接同侧布置的橡胶主簧。

所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其中，所述的液压弹性支撑用于支撑齿轮箱，所述齿轮箱的两侧各伸出一支臂，各支臂限位于每两个相对布置的橡胶主簧之间，

所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其中，所述减震元件保持架的上部设有至少一个通孔，利用双头螺柱的一端与主机架螺纹连接，双头螺柱的另一端穿过减震元件保持架的通孔再与螺母螺纹连接。

所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其中，所述液室内加注有真空的预定容量的液压油。

本实用新型的有益效果在于：液压弹性支撑具有结构相对简单、重量轻、成本低，并且可以在一定频段内显著提高齿轮箱工作稳定性的优点，在大功率的风力发电机组中将得到广泛的应用。

附图说明

图1为现有的橡胶弹性支撑动刚度随激振频率变化的示意图；

图2为本实用新型液压弹性支撑的工作原理图；

图3为本实用新型液压弹性支撑的立体图；

图4为本实用新型在支撑齿轮箱时的立体图。

附图标记说明：1-第一液室；2-第二液室；3-第三液室；4-第四液室；5-液压管路；6-橡胶主簧；7-减震元件保持架；8-齿轮箱；81-支臂；9-通孔。

具体实施方式

首先，为更好地理解本实用新型，现对液压弹性支撑的减振机理进行简要介绍：液压弹性支撑在高频小振幅激振下，由于粘性液体与通道壁之间以及液体分子间的摩擦作用，液体流经液压管路时的阻力较大。液压管道内的液体由于沿程损失和节流损失产生的阻尼起到显著的减振作用。

如图2所示，其为液压弹性支撑的工作原理图。液压弹性支撑主要由橡胶主簧和液压管路组成，其中，所述橡胶主簧内含有液室，每两个对角布置的液室由能产生阻尼的液压管路连接。具体来讲，第一液室1与第四液室4通过液压管路5相连通，第二液室2与第三液室3通过液压管路5相连通。

所述液压弹性支撑在工作中主要起两个方面的作用：一是抵抗齿轮箱的扭转变形，保持齿轮箱输出轴与发电机输入轴在一条中心线上；二是减小齿轮箱的点头摇头振动。

液压弹性支撑具有频变和幅变特性的优点，能够满足弹性支撑系统低频大刚度、大阻尼，高频小刚度、小阻尼的要求。与传统的橡胶弹性支撑相比，液压弹性支撑可有效地提高齿轮箱的工作稳定性，

如图3、图4所示，为本实用新型一种大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑的一个优选实施例，所述液压弹性支撑包括：液压管路5、橡胶主簧6和减震元件保持架7。在本实施例中，所述橡胶主簧6的数量为四个，每个橡胶主簧6均采用天然橡胶制成，在橡胶主簧6的内部形成有空腔，所述空腔即为液室(1、2、3、4)。每两个橡胶主簧6沿竖直方向通过螺栓连接等固连方式连接到一个减震元件保持架7上，每个减震元件保持架7用于保持同侧的两个橡胶主簧6之间的相对位置关系。被支撑的齿轮箱8两侧各伸出一支臂81，各支臂81限位于每两个同侧布置的橡胶主簧6之间，也就是说，分别具有第一液室1和第二液室2的两个橡胶主簧6位于所述齿轮箱8的一侧，分别具有第三液室3和第四液室4的两个橡胶主簧6位于所述齿轮箱8的另一侧。第一液室1与第四液室4通过液压管路5相连通，第二液室2与第三液室3通过液压管路5相连通。所述减震元件保持架7的上部设有至少一个通孔9，利用双头螺柱的一端与主机架螺纹连接，双头螺柱的另一端穿过减震元件保持架7的通孔9再与相匹配的螺母螺纹连接，以此使减震元件保持架7与风力发电机组的主机架(图中未示)相连接。

对所述橡胶主簧6内的液室(1、2、3、4)进行抽真空之后，再向所述液室中加注一定容量的液压油，以此保证所述液室在工作过程中满足一定的刚度要求。

当齿轮箱8和主机架之间发生一定的垂向位移时，同为上侧的第一液室1和第三液室3或者同为下侧的第二液室2和第四液室4由于内部压力升高，此时液压管路5中的油液开始交叉流动，此时弹性支撑的刚度是很低的。点头振动多为高频小振幅振动，通过液体的交叉流动减少了振动向主机架或者齿轮箱8传递。

当齿轮箱8承受大载荷的扭转振动时，对角布置的第一液室1和第四液室4或者对角布置的第二液室2和第三液室3同时受压，此时同时受压的两液室的压力同时升高，导致所述两液室内的压差很小，液压管路5内的油液流动趋势缓慢，此时整个液压弹性支撑系统的刚度会非常高，扭矩会很安全的被液压弹性支撑抵抗，保持齿轮箱输出轴与发电机输入轴在一条中心线上。

由上述内容可知，液压弹性支撑具有结构相对简单、重量轻、成本低，并且可以在一定频段内显著提高齿轮箱工作稳定性的优点，在大功率的风力发电机组中将得到广泛的应用。

唯上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故举凡数值的变更或等效组件的置换，或依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属本实用新型专利涵盖的范畴。

Claims (6)

1.一种大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，包括：

橡胶主簧，其数量为四个，每个橡胶主簧的内部均具有液室，分别具有第一液室和第二液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于同一侧，分别具有第三液室和第四液室的两个橡胶主簧沿竖直方向位于另一侧；

液压管路，其中一支液压管路连通所述第一液室与所述第四液室，另一支液压管路连通所述第二液室与所述第三液室；以及

减震元件保持架，连接同侧布置的橡胶主簧，并用于保持同侧橡胶主簧之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，所述橡胶主簧采用天然橡胶制成。

3.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，所述减震元件保持架通过螺栓连接同侧布置的橡胶主簧。

4.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，所述的液压弹性支撑用于支撑齿轮箱，所述齿轮箱的两侧各伸出一支臂，各支臂限位于每两个相对布置的橡胶主簧之间。

5.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，所述减震元件保持架的上部设有至少一个通孔，利用双头螺柱的一端与主机架螺纹连接，双头螺柱的另一端穿过减震元件保持架的通孔再与螺母螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的齿轮箱液压弹性支撑，其特征在于，所述液室内加注有真空的预定容量的液压油。

Images