CN212479467U - 一种风电机组的传动链及包括其的风电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组的传动链及包括其的风电机组，属于风电机组领域，传动链包括依次连接的主轴、齿轮箱和发电机，主轴上安装有轴承和与轴承配合安装的轴承座，发电机中间带有通孔，齿轮箱的输出轴通过所述通孔穿过发电机，通过反向柔性装置与发电机转子连接。本实用新型的齿轮箱输出轴和发电机转子之间使用反向式穿轴连接，即采用反向柔性装置将输出轴和发电机转子连接，可以有效缩短传动链长度，从而缩短机架等相关结构件的长度，节约成本。且采用这种反向式穿轴连接，可以将刹车系统安装在发电机尾部，可以进一步减少机舱等的长度，进一步减少传动链的长度，且刹车系统安装在发电机尾部，便于安装和维护。

Description

一种风电机组的传动链及包括其的风电机组

技术领域

本实用新型涉及风电机组领域，特别是涉及一种更适用于海上大型风电机组的风电机组的传动链及包括其的风电机组。

背景技术

随着风电行业由陆上向海上的发展，风轮直径不断加大，风机承受的载荷也在不断加大，传统的载荷传递路径不能很好的适应这种变化，无法设计出最优的传动链布局。

传统的传动链设计往往是割裂开进行设计，主轴承、主轴、轴承座作为一个系统，齿轮箱、发电机和联轴器也都是分开进行设计，各零部件之间的联系不够系统，使传动链的长度较长，尤其是10兆瓦以上的大型风电机组，传动链长度的增加，会大大增加机组的尺寸、重量等，增加机组的运输、安装以及维护难度等，阻碍海上风能资源的开发利用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以有效缩短传动链长度的风电机组的传动链及包括其的风电机组，从而缩短机组等相关结构件的长度，节约成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种风电机组的传动链，包括依次连接的主轴、齿轮箱和发电机，所述主轴上安装有轴承和与轴承配合安装的轴承座，所述发电机中间带有通孔，所述齿轮箱的输出轴通过所述通孔穿过发电机，通过反向柔性装置与发电机转子连接。

进一步地，所述反向柔性装置一般为反向联轴器，不限于液压或弹性体方式。

进一步地，所述主轴与齿轮箱的输入轴采用柔性连接部件连接。

进一步地，所述柔性连接部件为弹性联轴器，不局限于液压或弹性体联轴器；可以为液压弹性联轴器或弹性膜片联轴器。

进一步地，所述轴承采用单列圆锥滚子轴承。

进一步地，所述主轴上的轴承数量一般为两个，且采用背对背布置。

进一步地，所述轴承座为一体式轴承座，用于安装在轴承外侧。

进一步地，所述齿轮箱的外壳与轴承座为刚性或柔性连接。

进一步地，所述发电机的外壳与齿轮箱的外壳为刚性或柔性连接。

进一步地，还包括安装在发电机尾部的刹车系统和盘车装置，所述刹车系统的刹车盘开齿，与所述盘车装置的驱动上的小齿啮合。

进一步地，所述刹车系统包括开齿的刹车盘，与盘车装置配合，在机组停机时转动叶轮，使得叶轮角度满足吊装、维护等的要求。

另一方面，提供一种风电机组，包括机架，还包括所述的风电机组的传动链。

进一步地，所述发电机的外壳与机架采用柔性结构连接。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型的齿轮箱输出轴和发电机转子之间使用反向式穿轴连接，即采用反向柔性装置将输出轴和发电机转子连接，可以有效缩短传动链长度，从而缩短机架等相关结构件的长度，节约成本。且采用这种反向式穿轴连接，可以将刹车系统安装在发电机尾部，可以进一步减少机舱等的长度，进一步减少传动链的长度，且刹车系统安装在发电机尾部，便于安装和维护，同时可将盘车装置安装在发电机尾部，方便运行维护。同时，还将发电机的外壳与齿轮箱外壳进行刚性或柔性连接，优选为柔性连接，使传动链紧凑的同时，也降低发电机内部轴承的受载；

(2)本实用新型还通过在主轴和齿轮箱之间加装柔性连接部件，可高效传递载荷，优化传递路径；同时，柔性连接部件可以有效的保护轴承和齿轮箱等主要部件，减轻振动对它们的影响，且柔性连接部件的设置可以补偿加工、装配等工序中产生的误差，各方向补偿量大，降低这些误差对传动链受载的影响，这对大功率机组来说是非常敏感和重要的。

(3)本实用新型还采用一体式轴承座，加工和装配精度高，并通过将齿轮箱的外壳与轴承座进行刚性或柔性连接，可以分担齿轮箱对柔性连接部件的载荷，降低齿轮箱内部轴承和齿轮的受载，且使传动链更加紧凑，进一步缩短传动链的长度。同时，实用新型的主轴上的轴承采用单列圆锥滚子轴承，可承受较大的轴向力、径向力，并采用背对背布置，增加了轴承跨距，使承载能力更强。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的风电机组的一个实施例的各部分连接示意图；

图2是本实用新型的风电机组的传动链的一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的风电机组的传动链的液压弹性联轴器一个实施例的结构示意图；

图4是本实用新型的风电机组的传动链的另一个实施例的结构示意图；

图5是本实用新型的风电机组的传动链的弹性膜片联轴器的一个实施例的结构示意图；

图6是本实用新型的风电机组的传动链的限位套件的一个实施例的结构示意图；

其中：1为风轮；2为传动轴系；3为齿轮箱；4为发电机；5为机架；6为塔筒；7、10为轴承；8为轴承座；9为主轴；11(11’)为柔性连接部件(其中11为液压弹性联轴器(111为主轴端连接爪臂，112为齿轮箱连接爪臂112，113为液压弹性体)，11’为弹性膜片联轴器(111’为刚性连接筒，112’为弹性膜片))；12为齿轮箱输入轴；13为齿轮箱输出轴；14为发电机转子；15为反向联轴器；16为刹车系统。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型提供一种风电机组的传动链的实施例，如图1至图6所示，包括依次连接的主轴9、齿轮箱3和发电机4，主轴9上安装有轴承7(或10)和与轴承7(或10)配合安装的轴承座8，齿轮箱的输出轴13通过发电机4中间的通孔穿过发电机4，通过反向柔性装置15与发电机转子14连接。进一步地，反向柔性装置15一般为反向联轴器，不限于液压或弹性体方式。

本实用新型的齿轮箱输出轴穿过发电机，与发电机转子之间使用反向式穿轴连接，可以有效缩短传动链长度，从而缩短机架等相关结构件的长度，节约成本。

而且采用这种反向式穿轴连接，可以将刹车系统16安装在发电机4尾部，可以进一步减少机舱等的长度，进一步减少传动链的长度，且刹车系统安装在发电机尾部，便于安装和维护。

刹车系统16的刹车盘开齿，与盘车装置17驱动上的小齿啮合，并在发电机4尾部安装盘车装置17，盘车驱动数量为1个或多个，大型风力发电机组盘车扭矩大，在传动链上配备盘车系统，可方便运行维护。

另一方面，为了使传动链更加紧凑，还将发电机4的外壳与齿轮箱3外壳进行刚性或柔性连接，优选为柔性连接，也可降低发电机内部轴承的受载。

作为一种改进，主轴9与齿轮箱的输入轴13采用柔性连接部件11(或11’)连接。柔性连接部件11(或11’)一般采用弹性联轴器，且不局限于液压弹性联轴器或弹性体联轴器；可以为液压弹性联轴器11或弹性膜片联轴器11’，如图2、图3所示，其中液压弹性联轴器11包括环形部件、设在环形部件外周的液压弹性体113以及在环形部件外周间隔设置的主轴端连接爪臂111和齿轮箱连接爪臂112，如图4、图5所示，弹性膜片联轴器11’包环形的刚性连接筒111’和设在刚性连接筒111’两侧的弹性膜片112’。

通过在主轴与齿轮箱输入轴之间采用柔性连接部件，可以使各方向补偿量大，减小加工和装配误差对齿轮箱的影响，从而降低这些误差对传动链受载的影响。这是由于大型风力发电机组的受载较大，对各部件的装配误差要求更加严格，刚性连接很难满足误差要求，对传动链受载不利，而柔性连接可以很好的抵消装配误差带来的不利影响。

作为进一步地改进，齿轮箱3的外壳与轴承座8为刚性或柔性连接，优选为柔性连接，通过齿轮箱3的外壳与轴承座8连接，可以分担柔性连接部件的载荷，降低齿轮箱内部轴承和齿轮的受载。若不进行连接，齿轮箱的载荷就全靠柔性连接部件受载，通过齿轮箱外壳的轴承座的连接，就可以分担载荷，同时轴承座采用一体式轴承座，一方面可以使加工和装配精度更高，另一方面，与齿轮箱外壳连接后，可以更好的分担载荷。

上述的刚性连接，一般是指固定法兰加螺栓的连接方式，柔性连接一般为限位套接或其它能够降低载荷的柔性连接方式，其中的一种限位套接的柔性连接方式如图6所示，采用柔性连接的限位套件81连接，能够降低载荷。

进一步地，轴承7(或10)采用单列圆锥滚子轴承，可承受较大的轴向力、径向力。一般轴承7(或10)安装数量为两个，即第一轴承7和第二轴承10，采用背对背布置，可增加轴承跨距，承载能力更强。

本实用新型一个较优的实施例为：

通过在主轴和齿轮箱输入轴之间采用弹性联轴器(液压或弹性体式联轴器)进行柔性连接，并采用一体式轴承座，将齿轮箱外壳和轴承座进行柔性连接，并将齿轮箱的输出轴穿过发电机，通过反向联轴器将齿轮箱的输出轴和发电机转子连接，同时将齿轮箱外壳和发电机外壳采用柔性连接方式，并将刹车系统安装在发电机尾部，同时在发电机尾部配装盘车装置，并使发电机外壳与机架进行柔性连接。即本实用新型通过加装在各连接部分的弹性元件，实现传动链各主要部件综合设计。使传动链更加紧凑，大大缩短了传动链的长度，优化了载荷传递路径，同时减轻了振动对传动链主要零部件的影响，更有利于大型风电机的推广应用。

另一方面，提供一种风电机组，包括机架5，还包括上述的风电机组的传动链。发电机4的外壳与机架5采用柔性结构连接。可进一步降低不对中偏差对发电机的影响。

本实用新型的传动链系统，通过加装在主轴和齿轮箱之间以及齿轮箱和发电机之间的柔性装置，高效传递载荷，优化传递路径；同时，柔性装置可以有效的保护轴承和齿轮箱等主要部件，减轻振动对它们的影响。并且通过齿轮箱的外壳与发电机外壳、轴承座连接，可以使各部件的联系更加系统，在保证传动链紧凑的同时，使风电机组的整体性更好。本实用新型综合考虑传动链中的各个零部件，一体化设计，找到传动链最佳设计方案；同时在优化了载荷传递路径的基础上，也能够减轻振动对传动链主要零部件的影响，从整个传动链的角度解决振动问题，效果更明显。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电机组的传动链，包括依次连接的主轴、齿轮箱和发电机，所述主轴上安装有轴承和与轴承配合安装的轴承座，其特征在于，所述发电机中间带有通孔，所述齿轮箱的输出轴通过所述通孔穿过发电机，通过反向柔性装置与发电机转子连接。

2.根据权利要求1所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述主轴与齿轮箱的输入轴采用柔性连接部件连接。

3.根据权利要求2所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述柔性连接部件为弹性联轴器。

4.根据权利要求1所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述轴承采用单列圆锥滚子轴承；

所述主轴上的轴承数量为两个，且采用背对背布置。

5.根据权利要求1至4任一所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述轴承座为一体式轴承座，用于安装在轴承外侧。

6.根据权利要求1至4任一所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述齿轮箱的外壳与轴承座为刚性或柔性连接。

7.根据权利要求1至4任一所述的风电机组的传动链，其特征在于，所述发电机的外壳与齿轮箱的外壳为刚性或柔性连接。

8.根据权利要求1至4任一所述的风电机组的传动链，其特征在于，还包括安装在发电机尾部的刹车系统和盘车装置，所述刹车系统的刹车盘开齿，与所述盘车装置的驱动上的小齿啮合。

9.一种风电机组，包括机架，其特征在于，还包括权利要求1至8任一所述的风电机组的传动链。

10.根据权利要求9所述的风电机组，其特征在于，所述发电机的外壳与机架采用柔性结构连接。

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