CN211314447U - 风力发电机组轮毂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组轮毂，轮毂设有主轴安装孔，轮毂的侧面沿周向均匀分布有三个变桨轴承安装孔，每个变桨轴承安装孔处从外到内依次设有变桨轴承安装面和腹板，轮毂的壁面上设置有沿周向均匀分布的多个减重孔，轮毂罩上对应减重孔的位置设置有通风孔；腹板为弧形板结构，且腹板的两端与轮毂的外壁连接，两端宽度大于中部宽度，腹板两侧的边缘线为双曲线结构。本实用新型的风力发电机组轮毂，通过设置减重孔和通风孔，能够对轮毂内部进行自然降温，减轻轮毂重量。通过对腹板结构进行限定，既便于传递载荷和安装叶根螺栓，又能减轻轮毂重量。

Description

风力发电机组轮毂

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机组轮毂。

背景技术

随着能源消耗日益增长和环境保护的需求增加，可再生新能源开发越来越受重视，其中风力发电是发展最快的新能源之一，风力发电机组设计则成为风能行业至关重要的技术。随着业主需求的不断提升，以及风资源的限制，风力发电机组单机容量不断增大，风轮直径越来越大，风机载荷也随之增加，因此对轮毂设计提出更高的要求。轮毂在风力发电机组中用于连接叶片和主轴，是风力发电机组中传力的重要部件，轮毂设计的好坏直接影响变桨轴承的寿命，以及风力发电机组能否正常运行，对风力发电机组的可靠性起到了至关重要的影响。

一般地，轮毂为球形结构，其上设有主轴安装孔和位于主轴安装孔对面的导流罩安装孔，轮毂的侧面沿周向均匀分布有三个变桨轴承安装孔，每个变桨轴承安装孔处从外到内依次设有变桨轴承安装面和变桨腹板。使用时，主轴与主轴安装孔连接，三个叶片分别与三个变桨轴承安装孔连接，将叶片和主轴连接在一起使叶片随主轴转动。

随着风力发电机组容量的增加，轮毂的重量也随着增加，轮毂的重量是设计员重点考虑的因素之一，减轻轮毂的重量，能够减少整个风力发电机组上的载荷，并降低风力发电机组的成本。常规的减重手段有两种：1)减小轮毂壁厚，2)降低变桨轴承安装面与腹板的距离，并在轮毂腹板上增加孔以满足变桨轴承与叶片连接螺栓的安装空间，但轮毂减重效果有限，并且会使叶片与轮毂连接螺栓的预紧工作复杂且繁琐，增加螺栓安装时间，且不利于螺栓的检修，影响风力发电机组的发电效益。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种风力发电机组轮毂。具体技术方案如下：

一种风力发电机组轮毂，所述轮毂设有主轴安装孔，所述轮毂的侧面沿周向均匀分布有三个变桨轴承安装孔，每个所述变桨轴承安装孔处从外到内依次设有变桨轴承安装面和腹板，所述轮毂的壁面上设置有沿周向均匀分布的多个减重孔，轮毂罩上对应所述减重孔的位置设置有通风孔；所述腹板为弧形板结构，且所述腹板的两端与所述轮毂的外壁连接，两端宽度大于中部宽度，所述腹板两侧的边缘线为双曲线结构。

在一种可能的设计中，所述减重孔的数量为6个，3个所述减重孔靠近主轴，3个所述减重孔与所述轮毂罩相对。

在一种可能的设计中，所述腹板上表面与变桨轴承安装面的距离为100-120mm。

在一种可能的设计中，所述轮毂为偏心球结构，内圈半径与外圈半径的偏心距为5-10mm。

在一种可能的设计中，所述腹板上设置有变桨减速机安装孔。

在一种可能的设计中，所述腹板上对应所述变桨减速机安装孔的位置设置有加固凸台。

在一种可能的设计中，每个所述腹板上设置有两个变桨减速机安装孔，所述变桨减速机安装孔与变桨轴承中心的连线与所述轮毂中心线的夹角为10-15度。

在一种可能的设计中，所述腹板上安装有变桨柜、叶片防雷线、限位开关和变桨齿轮润滑装置。

在一种可能的设计中，所述轮毂的外壁设置有起吊凸台，用于整体起吊风轮。

在一种可能的设计中，所述轮毂的外壁设置有攀爬凸台，用于安装外部爬梯以便维护人员使用。

本实用新型技术方案的主要优点如下：

本实用新型的风力发电机组轮毂，通过设置减重孔和通风孔，能够对轮毂内部进行自然降温，减轻轮毂重量。通过对腹板结构进行限定，既便于传递载荷和安装叶根螺栓，又能减轻轮毂重量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例提供的风力发电机组轮毂的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的风力发电机组轮毂的A向视图；

图3为本实用新型一个实施例提供的风力发电机组轮毂的B-B剖视图；

图4为本实用新型一个实施例提供的风力发电机组轮毂的C向视图。

附图标记说明：

1-减重孔、2-轮毂罩、3-通风孔、4-腹板、5-变桨减速机安装孔、6-加固凸台、7-变桨柜、8-叶片防雷线、9-限位开关、10-变桨齿轮润滑装置、11-起吊凸台、12-攀爬凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型实施例提供的技术方案。

本实用新型实施例提供了一种风力发电机组轮毂，如附图1和附图2所示，轮毂设有主轴安装孔，轮毂的侧面沿周向均匀分布有三个变桨轴承安装孔，每个变桨轴承安装孔处从外到内依次设有变桨轴承安装面和变桨腹板4。轮毂的壁面上设置有沿周向均匀分布的多个减重孔1，轮毂罩2上对应减重孔1的位置设置有通风孔3。轮毂的腹板4为弧形板结构，且腹板4的两端与轮毂的外壁连接，两端宽度大于中部宽度，腹板4两侧的边缘线为双曲线结构。

以下对本实用新型实施例提供的风力发电机组轮毂的有益效果进行说明：

通过在轮毂的壁面上设置减重孔1，在满足轮毂强度要求的前提下，减少了轮毂重量。减重孔1的数量和孔径等可以根据现场工况进行强度校核给定。轮毂罩2上对应减重孔1的位置设置有通风孔3，风可通过通风孔3和减重孔1进入轮毂的内部，对轮毂内部进行自然降温，且通风孔3也可以降低轮毂的整体重量。轮毂腹板4为弧形板结构，与轮毂的球形结构相适配，且腹板4的边缘线为双曲线结构，两端连接处的宽度大于中部宽度，该种结构的腹板4与轮毂外壁形成十字传力结构，能够很好地传递风轮三个方向的弯矩以及三个方向的力载荷。且由于腹板4的中部宽度较小，腹板4两侧与轮毂之间具有更大的开孔，为叶根螺栓安装提供了很大的操作空间，只需变桨两次就可完成叶根螺栓的预紧安装，大大缩短了叶根螺栓预紧操作时间。同时，该种结构的腹板4也能减轻轮毂的整体重量。

可见，本实用新型实施例提供的风力发电机组轮毂，通过设置减重孔1和通风孔3，能够对轮毂内部进行自然降温，减轻轮毂重量。通过对腹板4结构进行限定，既便于传递载荷和安装叶根螺栓，又能减轻轮毂重量。

其中，如附图1所示，减重孔1的数量可以为6个，其中3个减重孔1靠近主轴，另3个减重孔1与轮毂罩2相对，轮毂罩2上与该3个减重孔1相对的位置设置通风孔3，如附图2所示，通风孔3可以为直径小于减重孔1的多个小孔。3个靠近主轴侧的减重孔1中有一个为人孔，便于维护人员进行轮毂内部。

可选地，本实用新型实施例提供的风力发电机组轮毂为偏心球结构，如附图3所示，其内圈半径R1与外圈半径R2的偏心距为5-10mm，例如，可以为5mm、6mm、10mm等。

其中，腹板4的厚度可以为50mm，在一个具体的示例中，采用该种结构的腹板4能使轮毂的重量降低17％。

可选地，腹板4上表面与变桨轴承安装面的距离L1(参见附图3中的标注)为100-120mm，举例来说，可以为100mm、110mm、120mm等，该距离可以由叶根螺栓的长度确定，只需保证变桨螺栓的运行空间即可。

为了便于在腹板4上安装变桨减速机，腹板4上设置有变桨减速机安装孔5。进一步地，如附图3所示，腹板4上对应变桨减速机安装孔5的位置设置有加固凸台6，以提高连接强度。

可选地，本实用新型实施例中，如附图1所示，每个腹板4上设置有两个变桨减速机安装孔5，变桨减速机安装孔5与变桨轴承中心的连线与轮毂中心线的夹角(参见附图1中的标注a)为10-15度，例如，可以为10度、13度、15度等。该两个变桨减速机安装孔5中，一个用于安装变桨减速机，另一个作为冗余设计。其中，轮毂中心线垂直与主轴。

可选地，本实用新型实施例提供的风力发电机组轮毂中，腹板4上安装有变桨柜7、叶片防雷线8、限位开关9和变桨齿轮润滑装置10。其中，变浆柜7、叶片防雷线8、限位开关9和变桨齿轮润滑装置10可以安装设置在凸台上，便于安装。凸台的高度可以为10-20mm，举例来说，可以为10mm、15mm、20mm等。

轮毂在安装时，由于其重量较大，一般通过起重机进行起吊移动和安装，为了便于起吊风轮，如附图4所示，轮毂的外壁设置有起吊凸台11，作为轮毂整体起吊的吊点。

进一步地，如附图4所示，轮毂的外壁设置有攀爬凸台12，用于安装外部爬梯以便维护人员使用。如此设置，进行轮毂维护时，维护人员通过外部爬梯登上轮毂，并从人孔中进入轮毂内部，进行检修维护等操作。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组轮毂，所述轮毂设有主轴安装孔，所述轮毂的侧面沿周向均匀分布有三个变桨轴承安装孔，每个所述变桨轴承安装孔处从外到内依次设有变桨轴承安装面和腹板，其特征在于，

所述轮毂的壁面上设置有沿周向均匀分布的多个减重孔，轮毂罩上对应所述减重孔的位置设置有通风孔；

所述腹板为弧形板结构，且所述腹板的两端与所述轮毂的外壁连接，两端宽度大于中部宽度，所述腹板两侧的边缘线为双曲线结构。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述减重孔的数量为6个，3个所述减重孔靠近主轴，3个所述减重孔与所述轮毂罩相对。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述腹板上表面与变桨轴承安装面的距离为100-120mm。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述轮毂为偏心球结构，内圈半径与外圈半径的偏心距为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述腹板上设置有变桨减速机安装孔。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述腹板上对应所述变桨减速机安装孔的位置设置有加固凸台。

7.根据权利要求5所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，每个所述腹板上设置有两个变桨减速机安装孔，所述变桨减速机安装孔与变桨轴承中心的连线与所述轮毂中心线的夹角为10-15度。

8.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述腹板上安装有变桨柜、叶片防雷线、限位开关和变桨齿轮润滑装置。

9.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述轮毂的外壁设置有起吊凸台，用于整体起吊风轮。

10.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述轮毂的外壁设置有攀爬凸台，用于安装外部爬梯以便维护人员使用。

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