CN207864093U - 防跳齿机构、变桨装置及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防跳齿机构、变桨装置及风力发电机组，该防跳齿机构用于防止齿形带跳齿，并且包括：滚动部件，滚动部件具有从滚动部件的两端延伸的转轴，滚动部件的转轴平行于齿形带设置，滚动部件的外表面与齿形带的外表面接触或间隔预定距离；端部支撑部，端部支撑部设置在齿形带的两侧，并且支撑滚动部件的两端，滚动部件能够相对于端部支撑部自由滚动。根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以减少齿形带跳齿的现象。根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以减小齿形带的弯曲变形，提高齿形带的使用寿命。

Description

防跳齿机构、变桨装置及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种防跳齿机构、变桨装置及风力发电机组。

背景技术

通过齿形带变桨装置对风力发电机组的叶片进行变桨，是现有技术的风力发电机组中常用的一种变桨方式。当在风力发电机组采用齿形带变桨装置进行变桨时，通过卷绕在驱动轮上的齿形带驱动变桨轴承和叶片转动，实现功率调节或气动刹车。

齿形带为弹性部件，长时间负载工作容易产生松弛，造成整体的预紧力下降。预紧力下降会导致齿形带在进行载荷传递过程中，容易出现跳齿，进而加速齿形带的磨损，降低齿形带的使用寿命。

为了防止齿形带跳齿，通常将齿形带通过张紧轮张紧在变桨轴承和驱动轮上，张紧轮能够增大齿形带与驱动轮之间的包角，即增大齿形带与驱动轮的接触面积，并增大齿形带的张紧力。

图1示出了现有技术的齿形带通过张紧轮张紧在驱动轮上的示例。

如图1所示，齿形带1的内侧与驱动轮2啮合，齿形带1的外侧与张紧轮3接触并啮合，张紧轮3通过增加齿形带1与驱动轮2的包角，来提高齿形带1的传递载荷的能力，驱动轮2通过齿形带1带动变桨轴承4运动，调整叶片的桨距角，从而实现变桨。然而，张紧轮3张紧的同时会增大齿形带1的弯曲变形，这同样会降低齿形带的使用寿命。

此外，安装张紧轮的变桨驱动装置结构复杂，零部件繁多、体积庞大，成本高，且更换及维护不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够减少齿形带的跳齿现象的防跳齿机构。

根据本实用新型的一方面，提供一种防跳齿机构，该防跳齿机构用于防止齿形带跳齿，防跳齿机构包括：滚动部件，滚动部件具有从滚动部件的两端延伸的转轴，滚动部件的转轴平行于齿形带设置，滚动部件的外表面与齿形带的外表面接触或间隔预定距离；端部支撑部，端部支撑部设置在齿形带的两侧，并且支撑滚动部件的两端，滚动部件能够相对于端部支撑部自由滚动。滚动部件可以减少齿形带的跳齿现象并且可降低齿形带被磨损。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括：第一弹性部件，第一弹性部件安装在端部支撑部的底部，端部支撑部固定到固定部件上。由此，可以弹性支撑端部支撑部，方便调节滚动部件沿径向向外或向内运动。

根据本实用新型的实施例，端部支撑部可包括：轴承，转轴连接到轴承；轴承座，轴承座支撑轴承，第一弹性部件连接在轴承座的底部。通过轴承连接滚动部件，可以减小齿形带的磨损。

根据本实用新型的实施例，第一弹性部件可包括：第一定位杆，第一定位杆的一端保持固定，第一定位杆的另一端插入轴承座底部的孔；第一弹性构件，第一弹性构件套在第一定位杆上。定位杆和弹性构件相互配合可以在定位轴承座的同时弹性支撑轴承座和滚动部件。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括：支架，支架连接至端部支撑部；中部支撑部，中部支撑部设置在支架的中部。支架与端部支撑部连接可以使端部支撑部保持平稳。

根据本实用新型的实施例，中部支撑部可包括：固定板，与固定部件固定连接；调节机构，调节机构安装在固定板与支架之间并且能够调节支架与固定板之间的距离。通过调节机构调节支架与固定板之间的距离，可以便利地调节滚动部件与齿形带之间的作用力或距离，可针对齿形带的状态调节齿形带的啮合，提高齿形带的使用寿命。

根据本实用新型的实施例，调节机构可以为螺栓，通过顺时针或逆时针旋转螺栓来调节支架与固定板之间的距离。螺栓调节的方式简单且可靠。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括：第二弹性部件，第二弹性部件安装在轴承座的顶部与支架之间。在轴承座的顶部安装弹性部件可以为滚动部件的沿径向向外弹起提供缓冲，防止齿形带损坏。

根据本实用新型的实施例，第二弹性部件可包括：第二定位杆，第二定位杆的一端固定至支架，第二定位杆的另一端插入轴承座顶部的孔；第二弹性构件，第二弹性构件套在第二定位杆上。定位杆和弹性构件相互配合可以在定位轴承座的同时为滚动部件的弹起提供缓冲。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括：弧形板，弧形板安装在齿形带的啮入位置和啮出位置之间，弧形板与齿形带保持预定的径向间隙，以限制齿形带沿驱动轮的径向向外的运动。由此，可以抑制齿形带的中间部分沿径向向外运动，减少齿形带的中间部分因受力过大而翘起或弹起的现象。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构可分别安装在齿形带的啮入位置和啮出位置。在齿形带的啮入位置和啮出位置均安装防跳齿机构，可以使用尽可能少的防跳齿机构降低齿形带跳齿的概率。

根据本实用新型的另一方面，提供一种变桨装置，该变桨装置可包括驱动轮、设置在变桨轴承上的齿形带以及上述防跳齿机构，驱动轮驱动齿形带运动。防跳齿机构能够减小齿形带跳齿的概率，可以快速、安全地变桨。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，该风力发电机组可包括轮毂以及安装在轮毂上的上述变桨装置。由此，可提高风力发电机组的运行安全性。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以减小齿形带的弯曲变形，提高齿形带的使用寿命。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以抑制齿形带的中间部分向上的运动，并且降低齿形带的中间部分因受力过大而翘起或弹起的现象。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以调节滚动部件与齿形带之间的作用力，当齿形带受力过大时，可以沿径向向外顶起滚动部件，进行自我保护式跳齿，防止齿形带因传递载荷过大而被损坏。

附图说明

通过下面结合附图对本实用新型的实施例进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了现有技术的齿形带通过张紧轮张紧在驱动轮上的示例；

图2是示出根据本实用新型的实施例的防跳齿机构的安装位置的示意图；

图3是根据本实用新型的实施例的防跳齿机构的示意图。

附图标记说明：

1：齿形带；2：驱动轮；3：张紧轮；4：变桨轴承；10：第一防跳齿机构；11：底部支座；20：第二防跳齿机构；21：滚动部件；22：轴承；23：轴承座；24：支架；25：调节机构；26：固定板；27：第一弹性部件；28：第一定位杆；29：第一弹性构件；30：弧形板；40：中部支撑部；50：转轴；51：第二弹性构件；52：第二定位杆；60：第二弹性部件；A：滚动轴心点；B：中心点。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本实用新型的优选实施例。应予说明，在下面实施例的说明和附图中，相同的标号始终表示相同的部件，并省略重复的说明。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以防止风力发电机组的变桨驱动装置的齿形带跳齿。然而，本实用新型不限于此，本实用新型的防跳齿机构可应用于其他类型的齿形带传递机构。下面结合图2和图3对本实用新型的防跳齿机构进行详细描述。

图2是示出根据本实用新型的实施例的防跳齿机构的安装位置的示意图。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构可分别安装在齿形带1的啮入位置和啮出位置。这里，啮入位置和啮出位置可分别指齿形带1与驱动轮2开始啮合的位置以及齿形带1与驱动轮2结束啮合的位置。

例如，第一防跳齿机构10可安装在齿形带1的啮入位置，第二防跳齿机构20可安装在齿形带1的啮出位置。在齿形带1的啮入位置和啮出位置安装防跳齿机构可以尽可能使齿形带1在与驱动轮2啮合的过程中保持与驱动轮2接触，降低齿形带1跳齿的概率。

如图2所示，经过第一防跳齿机构10的滚动轴心点A以及驱动轮2的中心点B的直线可以与齿形带1垂直，类似地，经过第二防跳齿机构20的滚动轴心点以及驱动轮2的中心点的直线可以与齿形带1垂直。

与图1所示的张紧轮3不同的是，本实用新型的防跳齿机构不会改变齿形带1原有的运动路径，由此可减少齿形带1的弯曲变形，提高齿形带1的使用寿命。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括弧形板30，弧形板30可安装在驱动轮2的上方，并且可以安装在齿形带1与驱动轮2保持啮合的相对应的位置，即，弧形板30可以安装在齿形带1的啮入位置和啮出位置之间，从而限制齿形带1沿驱动轮2的径向方向的运动，即，限制齿形带1向上弹起。

例如，弧形板30可以固定安装在风力发电机组的轮毂上，弧形板30的曲率半径可以与驱动轮2的曲率半径相同，弧形板30可以与齿形带1分隔开预定的距离，弧形板30可以防止齿形带1在啮入位置和啮出位置之间的部分(即，中间部分)与驱动轮2脱离，或者限制齿形带1沿驱动轮2的径向方向向外运动。

虽然图2中示出作为防跳齿机构的一部分的第一防跳齿机构10、第二防跳齿机构20和弧形板30是彼此分开的部件，但这三个部件中的至少两个部件可一体形成。例如，第一防跳齿机构10、第二防跳齿机构20和弧形板30可以形成为一体结构，而不是分开安装在齿形带的不同位置，第一防跳齿机构10、第二防跳齿机构20和弧形板30优选整体安装在齿形带与驱动轮保持啮合的对应位置。

图3是根据本实用新型的实施例的防跳齿机构的示意图。

如图3所示，根据本实用新型的实施例，齿形带的防跳齿机构(例如，第一防跳齿机构10)可包括滚动部件21和端部支撑部。滚动部件21能够相对于端部支撑部自由滚动。

滚动部件21可以是辊子、滚轮等可以绕轴转动的部件。滚动部件21可以沿齿形带1的宽度方向布置，滚动部件21的长度可以小于齿形带1的宽度。

如图3所示，滚动部件21可以按压齿形带1的外表面，例如，滚动部件21可以直接接触齿形带1的外表面，并且滚动部件21可以在齿形带1的带动下自由转动，齿形带1的内表面可以与驱动轮2啮合(如图2所示)。

滚动部件21可由端部支撑部支撑，例如，滚动部件21的两端可由端部支撑部支撑。端部支撑部可以固定到固定部件上，例如，可以固定到轮毂上。优选地，端部支撑部可以包括轴承22和轴承座23，滚动部件21的两端可分别连接到轴承22，轴承22可容纳在轴承座23中，并且可由轴承座23支撑。

滚动部件21可具有从滚动部件21的两端延伸的转轴50，滚动部件21或转轴50可以通过轴承22自由转动，这里，沿长度方向看的转轴50轴心点可以是图2中标示出的滚动轴心点。滚动部件21的转轴50可连接到轴承22。

另外，滚动部件21自身可具有轴承，例如，滚动部件21的两端可以分别安装有轴承，滚动部件21的轴承可通过转轴50连接到端部支撑部，或直接连接到端部支撑部，由此可以使滚动部件21自由转动。滚动部件21可在齿形带1的带动下转动，从而可以降低对齿形带的磨损。

齿形带1可以是可双面啮合的齿形带，滚动部件21也可以与双面齿形带啮合，在这种情况下，齿形带1的内外两个表面分别与驱动轮2和滚动部件21啮合。换言之，滚动部件21可以是类似于从动轮的滚动部件，滚动部件21可以与齿形带1的外表面啮合，由此可以在与齿形带1啮合的过程中，将齿形带1压紧在滚动部件21和驱动轮2之间。

如图3所示，轴承座23可固定于齿形带1的两侧，即，轴承座23可以在齿形带1的两侧保持固定。例如，轴承座23的底部可以固定至风力发电机组的轮毂，具体地，轴承座23的底部可以通过底部支座11固定连接到轮毂。这里，底部支座11可以是与轴承座23分开的部件，并且可以固定在轮毂上。底部支座11也可以与轴承座23一体形成。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括：支架24和中部支撑部40，支架24可连接至端部支撑部；中部支撑部40可以设置在支架24的中部。支架24可用于固定轴承座23，并且可限制轴承座23在齿形带1的宽度方向上运动，中部支撑部40可调节轴承座23或支架24外向或向内的运动，即，可调节轴承座23或支架24沿驱动轮2的径向的运动。

具体地，轴承座23的顶部可以连接到支架24，支架24可以是横跨齿形带1的桥型支撑板，支架24可以在齿形带1的两侧固定轴承座23。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还可包括第一弹性部件27，第一弹性部件27安装在轴承座23的底部。如图3所示，第一弹性部件27可以安装在轴承座23的底部与底部支座11之间。

优选地，第一弹性部件27可包括第一定位杆28和第一弹性构件29，第一定位杆28的一端可以保持固定，例如，第一定位杆28的下端可以固定至底部支座11，底部支座11可以安装在风力发电机组的轮毂上。第一定位杆28的另一端可以插入轴承座23底部的孔，例如，可通过中部支撑部40来调节第一定位杆28的上端插入轴承座23底部的孔中的深度。

第一弹性构件29可以是弹簧，并且可以套在第一定位杆28上。第一弹性构件29可以支撑滚动部件21，并且使滚动部件21与齿形带1之间的距离或作用力可由中部支撑部40调节。

根据本实用新型的实施例，防跳齿机构还包括第二弹性部件60，第二弹性部件60可以安装在轴承座23的顶部与支架24之间。第二弹性部件60可以使滚动部件21沿驱动轮2的径向向外运动，即，可以使滚动部件21向上弹起，为齿形带1的剧烈运动提供缓冲的空间，从而可避免齿形带1损坏。

例如，第二弹性部件60可包括第二定位杆52和第二弹性构件51，第二定位杆52的一端可固定至支架24，例如，第二定位杆52的上端可固定至支架24，第二定位杆52的另一端可插入轴承座23顶部的孔，第二弹性构件51可以是弹簧，并且可以套在第二定位杆52上。由此，可以使滚动部件21、轴承22及轴承座23在滚动部件21所受齿形带1的作用力过大时，沿径向向外运动。

中部支撑部40可以向支架24施加压力以调节滚动部件21与齿形带1之间的作用力，或者调节滚动部件21与齿形带1之间的距离。

中部支撑部40可以安装在支架24的上方，中部支撑部40可以包括固定板26和调节机构25，固定板26可以固定在支架24的上方，例如，固定板26可以与固定部件连接，例如，可以安装在轮毂上，并且位于支架24的上方，调节机构25可以安装在固定板26与支架24之间，并且能够调节支架24与固定板26之间的距离，调节机构25可以沿其高度方向上运动，以使支架24与固定板26之间的距离发生改变。

优选地，固定板26可以与支架24平行，调节机构25安装在支架24的中部，固定板26以及支架24的安装在齿形带1两侧的部分可以轴对称设置。

调节机构25可以为螺栓，螺栓可螺纹连接至固定板26，螺栓在穿过固定板26上的通孔后可接触或抵靠支架24，螺栓也可螺纹连接至支架24，螺栓沿其高度方向上运动，可以使支架24与固定板26之间的距离改变，即，可通过顺时针或逆时针旋转螺栓来调节支架24与固定板26之间的距离。由此，可改变滚动部件21与齿形带1之间的作用力，或者滚动部件21与齿形带1之间的距离。

具体地，当需要通过滚动部件21按压齿形带1时，可正向调节螺栓(从上往下看，顺时针调节)，使滚动部件21向下按压齿形带1，齿形带1在滚动部件21的按压下，可以使齿形带1与驱动轮紧密接触，减小齿形带1跳齿的概率；当反向调节螺栓(从上往下看，逆时针调节)时，可以使滚动部件21与齿形带1分离或者使滚动部件21与齿形带1之间的作用力变小。

如上所述的防跳齿机构可以用于防止风力发电机组变桨齿形带的跳齿。防跳齿机构中的保持固定的部件(例如，轴承座23、固定板26等)均可以安装在风力发电机组的固定部件(例如，轮毂)上。

安装了本实用新型的防跳齿机构的变桨装置，便不需要再安装张紧轮，例如，该变桨装置可包括驱动轮、齿形带以及上述防跳齿机构，驱动轮驱动齿形带运动，由此可降低整个变桨装置的结构复杂度，方便更换和维护，并且可以快速、安全地变桨。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以减小齿形带跳齿的概率。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以减小齿形带的弯曲变形，提高齿形带的使用寿命。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以抑制齿形带的中间部分向上的运动，降低齿形带的中间部分因受力过大而翘起或弹起的现象。

根据本实用新型的实施例的防跳齿机构可以调节滚动部件与齿形带之间的作用力，当齿形带受力过大时，可以向上顶起滚动部件，进行自我保护式跳齿，防止齿形带因传递载荷过大而被损坏。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (13)

1.一种防跳齿机构，用于防止齿形带跳齿，其特征在于，所述防跳齿机构包括：

滚动部件(21)，所述滚动部件(21)具有从所述滚动部件(21)的两端延伸的转轴(50)，所述滚动部件(21)的转轴(50)平行于所述齿形带(1)设置，所述滚动部件(21)的外表面与所述齿形带(1)的外表面接触或间隔预定距离；

端部支撑部，所述端部支撑部设置在所述齿形带(1)的两侧，并且支撑所述滚动部件(21)的两端，所述滚动部件(21)能够相对于所述端部支撑部自由滚动。

2.根据权利要求1所述的防跳齿机构，其特征在于，所述防跳齿机构还包括：第一弹性部件(27)，所述第一弹性部件(27)安装在所述端部支撑部的底部，所述端部支撑部固定到固定部件上。

3.根据权利要求2所述的防跳齿机构，其特征在于，所述端部支撑部包括：

轴承(22)，所述转轴(50)连接到所述轴承(22)；

轴承座(23)，所述轴承座(23)支撑所述轴承(22)，所述第一弹性部件(27)连接在所述轴承座(23)的底部。

4.根据权利要求3所述的防跳齿机构，其特征在于，所述第一弹性部件(27)包括：

第一定位杆(28)，所述第一定位杆(28)的一端保持固定，所述第一定位杆(28)的另一端插入所述轴承座(23)底部的孔；

第一弹性构件(29)，所述第一弹性构件(29)套在所述第一定位杆(28)上。

5.根据权利要求4所述的防跳齿机构，其特征在于，所述防跳齿机构还包括：

支架(24)，所述支架(24)连接至所述端部支撑部；

中部支撑部(40)，所述中部支撑部(40)设置在所述支架(24)的中部。

6.根据权利要求5所述的防跳齿机构，其特征在于，所述中部支撑部(40)包括：

固定板(26)，与所述固定部件固定连接；

调节机构(25)，所述调节机构(25)安装在所述固定板(26)与所述支架(24)之间并且能够调节所述支架(24)与所述固定板(26)之间的距离。

7.根据权利要求6所述的防跳齿机构，其特征在于，所述调节机构(25)为螺栓，通过顺时针或逆时针旋转螺栓来调节所述支架(24)与所述固定板(26)之间的距离。

8.根据权利要求5所述的防跳齿机构，其特征在于，所述防跳齿机构还包括：第二弹性部件(60)，所述第二弹性部件(60)安装在所述轴承座(23)的顶部与所述支架(24)之间。

9.根据权利要求8所述的防跳齿机构，其特征在于，所述第二弹性部件(60)包括：

第二定位杆(52)，所述第二定位杆(52)的一端固定至所述支架(24)，所述第二定位杆(52)的另一端插入所述轴承座(23)顶部的孔；

第二弹性构件(51)，所述第二弹性构件(51)套在所述第二定位杆(52)上。

10.根据权利要求1所述的防跳齿机构，其特征在于，所述防跳齿机构还包括：弧形板(30)，所述弧形板(30)安装在所述齿形带(1)的啮入位置和啮出位置之间，所述弧形板(30)与所述齿形带(1)保持预定的径向间隙，以限制所述齿形带(1)沿驱动轮的径向向外的运动。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的防跳齿机构，其特征在于，所述防跳齿机构分别安装在所述齿形带(1)的啮入位置和啮出位置。

12.一种变桨装置，其特征在于，所述变桨装置包括驱动轮、设置在变桨轴承上的齿形带以及根据权利要求1-11中任一项所述的防跳齿机构，所述驱动轮驱动所述齿形带运动。

13.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括轮毂以及安装在所述轮毂上的根据权利要求12所述的变桨装置。