CN204805375U - 一种用于风力发电机组的联轴器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于风力发电机组的联轴器装置，包括中间管，齿轮箱轴套和发电机轴套，补偿膜片组件，过载保护组件，其特征在于：所述过载保护组件包括摩擦法兰、摩擦片、联接法兰、压紧法兰、调定螺栓和调定螺栓套，所述摩擦片面向所述摩擦法兰一侧上设置有多个球面凹槽，所述摩擦法兰两侧设置有与所述球面凹槽配合的多个球面凸起。通过设置的球面凹槽和球面凸起，最终达到有效的减少其多次打滑后力矩损耗，增加其打滑次数，节约其维护成本的目的。

Description

一种用于风力发电机组的联轴器装置

技术领域

本实用新型涉及一种联轴器，具体地说是一种用于风力发电机组的联轴器装置。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。

我国的风电产业也已经步入高速发展轨道。2014年，全国风电产业继续保持强劲增长势头，全年风电新增装机容量1981万千瓦，新增装机容量创历史新高，累计并网装机容量达到9637万千瓦，占全部发电装机容量的7％，占全球风电装机的27％。2014年风电上网电量1534亿千瓦时，占全部发电量的2.78％。风电设备制造能力也持续增强，技术水平显著提升，全国新增风电设备吊装容量2335万千瓦，同比增长45％，全国风电设备累计吊装容量达到1.15亿千瓦，同比增长25.5％。

风力发电机是将风能转化为机械功的动力机械，其利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。其中，风电机组的发电机与增速机之间需要专用的高速柔性联轴器以传递其中的运动和动力，因而，风电机组高速轴专用柔性联轴器广泛应用于陆上、海上高空机舱内(离地面或海面约75m处)，连接在增速机输出轴与发电机输入轴之间。

风力发电机组的联轴器装置一般需具备以下两大基本功能：

1、传递扭矩：即把动力从增速齿轮箱的输出轴传递给发电机。联轴器上带有制动盘，增速齿轮箱壳体上的制动器可实现对输出轴的制动。

2、保护功能：过载保护功能和电绝缘功能。当发电机发生短路、电网跳电现象等故障时，发电机产生冲击扭矩，如果没有有效保护，该冲击扭矩会使增速齿轮箱齿轮损毁。同时要求联轴器的电绝缘功能可有效防止高空雷电损坏发电机。

由于风力发电机大多安装在偏僻的野外，而风力发电机组的联轴器装置是安装在几十米高空的机舱内，一旦损坏更换，成本很高。而且联轴器两端设备即增速齿轮箱和发电机的成本占整台风力发电机总成本的一半以上，因此联轴器的保护功能非常重要。

目前，一些风力发电机组的联轴器装置的过载保护装置设置有多个法兰和两个设置在多个法兰之间的摩擦片，通过调定螺栓组件，调定法兰之间的压力，以调定好打滑力矩，起到过载保护作用和自动恢复力矩作用。

但是，该结构的过载保护装置在多次打滑之后会损失较多的力矩，导致失去过载保护和自动恢复作用。造成该现象的原因是，摩擦片在经过多次打滑后，势必会对其造成磨损，降低其表面的摩擦系数，在法兰之间的压力不变的情况下，其打滑力矩会相应减小，又因为其打滑力矩仅仅是法兰和摩擦片之间的摩擦力矩，固最终会损失较大的力矩。

因此，如何更加合理的用于风力发电机组的联轴器装置上的过载保护组合件是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供本实用新型的目的在于提供一种用于风力发电机组的联轴器装置，对其摩擦片和摩擦法兰进行结构改进，可以有效的减少其多次打滑后力矩损耗，增加其打滑次数，节约其维护成本。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：用于风力发电机组的联轴器装置，包括中间管，分别设置在联轴器两端的齿轮箱轴套和发电机轴套，分别联接所述齿轮箱轴套和所述发电机轴套的补偿膜片组件，以及处于所述发电机轴套侧并联接所述中间管和所述补偿膜片组件的过载保护组件，其特征在于：所述过载保护组件包括摩擦法兰、摩擦片、联接法兰、压紧法兰、调定螺栓和调定螺栓套，所述联接法兰通过联接螺栓和联接螺栓套与所述中间管联接，所述联接法兰背向所述中间管一侧固接有摩擦片，所述压紧法兰面向所述中间管一侧也固接有摩擦片，所述摩擦法兰设置在所述联接法兰和所述压紧法兰之间，并与两侧的所述摩擦片形成摩擦副，所述调定螺栓套依次穿过所述压紧法兰和所述联接法兰，所述调定螺栓穿过所述调定螺栓套并与所述联接法兰螺纹连接。这种机构可以通过调定螺栓旋紧旋送来调定摩擦法兰和摩擦片之间的压力，既调定打滑力矩，起到过载保护作用和自动恢复力矩作用。

为了改进上述结构，所述摩擦片面向所述摩擦法兰一侧上设置有多个球面凹槽，所述摩擦法兰两侧设置有与所述球面凹槽配合的多个球面凸起。为了克服上述结构损耗大的问题，增加了球面凹槽和球面凸起，利用两者之间的压力力矩来限定摩擦法兰的转动，使摩擦法兰和摩擦片之间的打滑力矩既存在摩擦力矩又存在压力力矩，当打滑力矩一定时，压力力矩的增加可以有效的减小摩擦力矩，进一步减少了摩擦法兰和摩擦片之间因为打滑产生的摩擦损耗，最终达到有效的减少其多次打滑后力矩损耗的目的。

作为优选，多个所述球面凹槽沿圆周方向均匀且密集的分布在所述摩擦片一侧，对应的多个所述球面凸起沿圆周方向均匀且密集的分布在所述摩擦法兰两侧。这种分布方式更有利于打滑时的可靠性和平滑性，也有利于打滑力矩自动恢复。

作为优选，所述联接螺栓为四个，对应的所述联接螺栓套为四个。这是一种合理的数量设置。

作为优选，所述调定螺栓为八个，对应的所述调定螺栓套为八个。这是一种合理的数量设置。

作为优选，所述球面凹槽最深处深度H为所述摩擦片厚度D的0.05～0.5倍。保证压力力矩保持在一个合理的范围内，而不影响其正常打滑。

作为进一步优选，H＝0.2D。这是一种优选的深度选择。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置的球面凹槽和球面凸起，利用两者之间的压力力矩来限定摩擦法兰的转动，使摩擦法兰和摩擦片之间的打滑力矩既存在摩擦力矩又存在压力力矩，当打滑力矩一定时，压力力矩的增加可以有效的减小摩擦力矩，进一步减少了摩擦法兰和摩擦片之间因为打滑产生的摩擦损耗，最终达到有效的减少其多次打滑后力矩损耗，增加其打滑次数，节约其维护成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的剖视图；

图3是本实用新型实施例的分解状态立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例图2中A处的局部放大视图；

图5是本实用新型实施例中摩擦法兰的立体结构示意图；

图6是本实用新型实施例中摩擦法兰的半剖视图；

图7是本实用新型实施例图6中B处的局部放大视图；

图8是本实用新型实施例中摩擦片的立体结构示意图；

图9是本实用新型实施例中摩擦片的半剖视图；

图10是本实用新型实施例图9中C处的局部放大视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1～10所示，本实施例的用于风力发电机组的联轴器装置，包括：中间管1，分别设置在联轴器两端的齿轮箱轴套2和发电机轴套3，分别联接齿轮箱轴套和发电机轴套的补偿膜片组件4，以及处于发电机轴套3侧并联接中间管1和补偿膜片组件4的过载保护组件。其中，过载保护组件包括摩擦法兰5、摩擦片6、联接法兰7、压紧法兰8、调定螺栓11和调定螺栓套12，联接法兰7通过联接螺栓9和联接螺栓套10与中间管1联接，联接法兰7背向中间管1一侧固接有摩擦片6，压紧法兰8面向中间管1一侧也固接有摩擦片6，摩擦法兰5设置在联接法兰7和压紧法兰8之间，并与两侧的摩擦片6形成摩擦副，调定螺栓套12依次穿过压紧法兰8和联接法兰7，调定螺栓11穿过调定螺栓套12并与联接法兰7螺纹连接。

针对现有技术中存在的问题，作以下改进：摩擦片6面向摩擦法兰一侧上设置有多个球面凹槽61，摩擦法兰5两侧设置有与球面凹槽61配合的多个球面凸起51。其中，多个球面凹槽61沿圆周方向均匀且密集的分布在摩擦片6一侧，对应的多个球面凸起51沿圆周方向均匀且密集的分布在摩擦法兰5两侧。

具体的，联接螺栓9为四个，对应的联接螺栓套10为四个。调定螺栓11为八个，对应的调定螺栓套12为八个。

为了不影响打滑效果，对球面凹槽61最深处深度H有较高的要求，H为摩擦片6厚度D的0.05～0.5倍。本实施例中，H＝0.2D。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种用于风力发电机组的联轴器装置，包括中间管，分别设置在联轴器两端的齿轮箱轴套和发电机轴套，分别联接所述齿轮箱轴套和所述发电机轴套的补偿膜片组件，以及处于所述发电机轴套侧并联接所述中间管和所述补偿膜片组件的过载保护组件，其特征在于：所述过载保护组件包括摩擦法兰、摩擦片、联接法兰、压紧法兰、调定螺栓和调定螺栓套，所述联接法兰通过联接螺栓和联接螺栓套与所述中间管联接，所述联接法兰背向所述中间管一侧固接有摩擦片，所述压紧法兰面向所述中间管一侧也固接有摩擦片，所述摩擦法兰设置在所述联接法兰和所述压紧法兰之间，并与两侧的所述摩擦片形成摩擦副，所述调定螺栓套依次穿过所述压紧法兰和所述联接法兰，所述调定螺栓穿过所述调定螺栓套并与所述联接法兰螺纹连接；

所述摩擦片面向所述摩擦法兰一侧上设置有多个球面凹槽，所述摩擦法兰两侧设置有与所述球面凹槽配合的多个球面凸起。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的联轴器装置，其特征在于：多个所述球面凹槽沿圆周方向均匀且密集的分布在所述摩擦片一侧，对应的多个所述球面凸起沿圆周方向均匀且密集的分布在所述摩擦法兰两侧。

3.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的联轴器装置，其特征在于：所述联接螺栓为四个，对应的所述联接螺栓套为四个。

4.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的联轴器装置，其特征在于：所述调定螺栓为八个，对应的所述调定螺栓套为八个。

5.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的联轴器装置，其特征在于：所述球面凹槽最深处深度H为所述摩擦片厚度D的0.05～0.5倍。

6.根据权利要求5所述的用于风力发电机组的联轴器装置，其特征在于：H＝0.2D。