CN204283729U - 一种风力发电机组叶片变桨机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种风力发电机组叶片变桨机构，包括轮毂、变桨轴承、叶片、内齿圈和与内齿圈相啮合的变桨驱动齿轮，变桨轴承采用四点接触球轴承，轮毂与变桨轴承的内圈通过螺栓连接，变桨轴承与叶片之间夹有转接法兰，转接法兰包括一体的外连接沿和内翼环板，变桨轴承的外圈、转接法兰的外连接沿和叶片通过长螺栓相连，内翼环板位于内齿圈端面上方并通过螺栓相连接，变桨驱动齿轮位于轮毂内部。本实用新型的有益效果是：叶片与变桨轴承外圈连接，叶片安装施工空间充足且可以从轮毂外部进行施工安装，显著提高叶片安装和维护效率，大大降低维修成本和维修时间。

Description

一种风力发电机组叶片变桨机构

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组叶片变桨机构，尤其涉及一种应用于兆瓦级风轮发电机组上的叶片变桨系统。

背景技术

风能资源作为一种清洁的可再生能源， 在全世界广泛存在， 资源丰富， 取之不竭，用之环保。风能发电因此具有安全、清洁的特点，可为人类提供长期稳定的能源供应。目前，主要发达国家、发展中国家，都已经将发展风能发电技术作为国策和应对新世纪能源挑战的重要手段。

风轮系统是风力发电机组的核心部分，而风轮的变桨系统直接决定了风力发电机组的可靠性，变桨驱动系统的结构设计是风力发电机组的关键环节。目前国内外风力发电机组的变桨驱动系统主要分为电动变桨方式和液压变桨方式，本发明主要针对电动变桨驱动方式。叶片电动变桨根据变桨驱动布置方式又可分为两种：外置驱动变桨方式和内置驱动变桨。外置驱动变桨可实现较大扭矩输出、叶片安装效率高、轮毂设计紧凑等优点，但驱动小齿轮与变桨轴承齿圈间使用的润滑油收集较为困难，有泄漏并污染机组或环境的风险，同时变桨驱动用齿轮箱也存在润滑油泄漏，有污染机组或环境的风险，此外，由于变桨驱动的动力系统安装于轮毂的前端，一旦系统出现故障，更换或维护较为困难。内置驱动变桨的变桨驱动系统都安装于轮毂内部，即便有油污泄漏也都存在于轮毂内部，被轮毂封闭起来，不会对环境造成污染，但由于其结构特点，叶片安装与变桨轴承的内圈，轮毂与变桨轴承的外圈相联接，所以轮毂的尺寸相对较大，增加了机组的尺寸和成本。更为关键的是，不论是外置驱动方式还是内置驱动方式，驱动叶片的齿轮均和变桨轴承设计为一体，根据目前风力发电机组的设计标准，机组的寿命设计均在20年以上，一旦在寿命期限内出现驱动齿圈磨损或损坏，均无法对驱动齿圈进行有效的修复，必须将风轮拆除后对变桨轴承进行整体更换，维修时间较长且费用巨大。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种使用寿命长，维修成本低的风力发电机组叶片变桨机构。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种风力发电机组叶片变桨机构，包括轮毂、变桨轴承、叶片、内齿圈和与内齿圈相啮合的变桨驱动齿轮，所述变桨轴承采用四点接触球轴承，所述轮毂与变桨轴承的内圈通过螺栓连接，所述变桨轴承与叶片之间夹有转接法兰，所述转接法兰包括一体的外连接沿和内翼环板，变桨轴承的外圈、转接法兰的外连接沿和叶片通过长螺栓相连，所述内翼环板位于内齿圈端面上方并通过螺栓相连接，所述变桨驱动齿轮位于轮毂内部。

上述转接法兰的内翼环板内圈部分与内齿圈端面通过螺栓相连接，内翼环板内圈部分低于内翼环板外圈部分，并且内翼环板外圈部分与内翼环板内圈部分之间平滑过渡，内翼环板的外圈部分底部与变桨轴承的内圈顶部之间留有穿螺栓的空间。

上述转接法兰的内翼环板内圈部分上圆周均布有大直径圆孔。

本发明的有益效果是：1、叶片与变桨轴承外圈连接，叶片安装施工空间充足且可以从轮毂外部进行施工安装，显著提高叶片安装和维护效率；

2、轮毂结构更为紧凑，不仅可减小外形尺寸，降低重量及成本，而且可提升自身刚度，提高机械性能；3、啮合齿若在使用寿命期间内损坏，可通过旋转内齿圈并改变其与转接法兰的连接位置，从而改变内齿圈与变桨驱动齿轮配合面的方式进行调整，大大降低维修成本和维修时间。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

其中：1轮毂，2变桨轴承，3转接法兰，3.1外连接沿，3.2内翼环板，4叶片，5内齿圈，6变桨驱动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：

本发明的一种风力发电机组叶片4变桨机构，实现了在叶片4与变桨轴承2外圈连接的情况下，从叶片4内部进行变桨驱动的功能。

如图1所示，其具体结构包括轮毂1、变桨轴承2、叶片4、内齿圈5和与内齿圈5相啮合的变桨驱动齿轮6。在现有结构上增加了转接法兰3，转接法兰3夹在变桨轴承2与叶片4之间，转接法兰3包括一体的外连接沿3.1和内翼环板3.2。变桨轴承采用四点接触球轴承，中间镶嵌滚珠，单排或双排均可，也就是内圈和外圈可以相对独立地转动，承轮毂1与变桨轴承2的内圈通过螺栓连接，变桨轴承2的外圈、转接法兰3的外连接沿3.1和叶片4通过长螺栓相连，内翼环板3.2位于内齿圈5端面上方并通过螺栓相连接。

为了方便装配和提高连接强度，转接法兰3的内翼环板3.2内圈部分与内齿圈5端面通过螺栓相连接，内翼环板3.2内圈部分低于内翼环板3.2外圈部分，并且内翼环板3.2外圈部分与内翼环板3.2内圈部分之间平滑过渡，内翼环板3.2的外圈部分底部与变桨轴承2内圈顶部之间留有穿螺栓的空间。转接法兰3的内翼环板3.2内圈部分上均布有若干大直径圆孔。在工作时，变桨驱动齿轮6转动，驱动内齿圈5转动，内齿圈5带动转接法兰3转动，从而带动叶片4转动。在使用寿命内，如果内齿圈5出现磨损或损坏，可拆除内齿圈5与变桨法兰之间的连接螺栓，将内齿圈5根据要求旋转一定的角度，改变内齿圈5与变桨驱动齿轮6配合面，再次通过用螺栓和大直径圆孔将内齿圈5与转接法兰3进行装配即可。

组装时，首先将变桨轴承2通过螺栓连接安装在轮毂1上。然后为保证内齿圈5方便安装，先将内齿圈5通过连接螺栓固定在转接法兰3上，后将内齿圈5与转接法兰3装配体通过固定螺栓安装在变桨轴承2上，最后在轮毂1安装变桨驱动齿轮6，并调整齿轮啮合精度。至此车间安装已完成，待将机组运输至风场后，将叶片4自身预埋螺栓穿过转接法兰3与变桨轴承2，通过螺栓紧固即可。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (3)

1.一种风力发电机组叶片变桨机构，包括轮毂、变桨轴承、叶片、内齿圈和与内齿圈相啮合的变桨驱动齿轮，其特征在于：所述变桨轴承采用四点接触球轴承，所述轮毂与变桨轴承的内圈通过螺栓连接，所述变桨轴承与叶片之间夹有转接法兰，所述转接法兰包括一体的外连接沿和内翼环板，变桨轴承的外圈、转接法兰的外连接沿和叶片通过长螺栓相连，所述内翼环板位于内齿圈端面上方并通过螺栓相连接，所述变桨驱动齿轮位于轮毂内部。

2.根据权利要求1所述风力发电机组叶片变桨机构，其特征在于：所述转接法兰的内翼环板内圈部分与内齿圈端面通过螺栓相连接，内翼环板内圈部分低于内翼环板外圈部分，并且内翼环板外圈部分与内翼环板内圈部分之间平滑过渡，内翼环板的外圈部分底部与变桨轴承的内圈顶部之间留有穿螺栓的空间。

3.根据权利要求1所述风力发电机组叶片变桨机构，其特征在于：所述转接法兰的内翼环板内圈部分上圆周均布有大直径圆孔。