CN214837758U - 风力发电机组组合式锻件主轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风力发电机组组合式锻件主轴，包括主轴本体和装配在主轴本体内的堵头，主轴本体的内腔设置有阶梯型轴孔，包括从主轴本体轮毂侧到增速器侧依次设置的直径递增的主轴第一通孔、主轴第二通孔和主轴第三通孔，堵头包括堵头柱体、堵头通孔、环形凸缘和倒锥部，堵头柱体的直径等于主轴第二通孔的直径，环形凸缘的直径大于堵头柱体的直径且小于主轴第三通孔的直径，堵头的总长度小于主轴第二通孔与主轴第三通孔的总长度，环形凸缘的长度小于主轴第三通孔的长度。本实用新型通过将主轴内孔增大，降低主轴质量，同时在主轴内孔增设堵头，保证主轴与増速器锁紧盘的连接刚度，而且主轴内孔加工出来的棒料可继续利用，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电机组技术领域，尤其涉及一种风力发电机组组合式锻件主轴。
背景技术
大型风力发电机组主轴一般为整体锻件，如图1所示，主轴10与增速齿轮箱的连接处一般采用锁紧盘30通过高强螺栓20连接，与增速器锁紧盘连接处的主轴内孔直径须满足锁紧盘选型要求，一般为70～120mm，因主轴10的长度一般为3～4m，内部加工阶梯轴不易实现，故主轴10的内部通孔一般按与增速器锁紧盘连接处的主轴内孔尺寸设计，造成主轴10重量较重，降低风力发电机组的能效并影响机组运行稳定性，且直接深孔加工成铁屑，造成原材料浪费。
实用新型内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种风力发电机组组合式锻件主轴，包括主轴本体和装配在所述主轴本体内的堵头，所述主轴本体的内腔内横向贯通设置有阶梯型轴孔，所述阶梯型轴孔包括从主轴本体的安装于叶轮轮毂的轮毂侧到主轴本体的安装于増速器锁紧盘的增速器侧依次设置的主轴第一通孔、主轴第二通孔和主轴第三通孔，所述堵头包括堵头柱体、设置在所述堵头的内腔中的堵头通孔、设置在所述堵头柱体一端的环形凸缘、以及设置在所述堵头柱体另一端的倒锥部，其中：
所述主轴第一通孔的直径为D2、所述主轴第二通孔的直径为D3、所述主轴第三通孔的直径为D4满足：D4＞D3＞D2；
所述堵头柱体的直径d3等于所述主轴第二通孔的直径D3，所述环形凸缘的直径d4大于所述堵头柱体的直径d3且小于所述主轴第三通孔的直径D4；
所述主轴第二通孔与所述主轴第三通孔的总长度为L1，所述主轴第三通孔的长度为L2，所述堵头的总长度为L3，所述环形凸缘的长度为L4，并且满足：L3＜L1和L4＜L2。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述堵头柱体安装于所述主轴第二通孔内，所述倒锥部朝向所述主轴第一通孔并且所述环形凸缘安装在所述主轴第三通孔内。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述堵头通孔的直径D1满足锁紧盘选型要求，并且D1＝70～120mm。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述主轴第一通孔的直径D2为：D2≥400mm，所述主轴第二通孔的直径D3为：D2+4mm≤D3≤D2+6mm，所述主轴第三通孔的直径D4为：D3+20mm≤D4≤D3+25mm。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述环形凸缘的直径d4为：d3+15mm≤d4≤d3+20mm且D4-3mm≤d4≤D4-2mm。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述主轴第二通孔与所述主轴第三通孔的总长度为L1大于所述主轴主体与锁紧盘相互安装配合的接触长度L，并且L+150mm≤L1≤L+200mm，所述堵头的总长度L3为：L1-3mm≤L3≤L1-2mm，所述主轴第三通孔的长度L2为：15mm≤L2≤20mm，所述环形凸缘的长度L4为：L2-3mm≤L4≤L2-2mm。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述倒锥部的锥角α为：10°≤α≤40°。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述主轴第一通孔的表面粗糙度等级为12.5，所述主轴第二通孔的表面粗糙度等级为3.2。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述主轴本体与所述堵头采用过盈连接装配而形成组合式主轴。
优选地，在上述风力发电机组组合式锻件主轴中，所述主轴本体与所述堵头采用相同的锻件材质。
本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴通过将主轴内孔增大，显著降低主轴重量，从而提高风力发电机组的能效及其运行稳定性，同时在主轴内孔增设堵头，保证主轴与増速器锁紧盘的连接刚度，进一步提高风力发电机组的运行稳定性和可靠性，而且加工主轴内孔后制得的棒料可继续利用，节约成本。
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为现有技术的风力发电机组的主轴结构示意图；
图2为本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴的结构示意图；
图3为本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴中主轴本体的结构示意图；
图4为本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴中堵头的结构示意图；
图5为图2中的I部放大图。
附图标记说明：
10-主轴、20-高强螺栓、30-锁紧盘、1-主轴本体、1.1-主轴第一通孔、1.2-主轴第二通孔、1.3-主轴第三通孔、2-堵头、2.1-堵头柱体、2.2-堵头通孔、2.3-环形凸缘、2.4-倒锥部。
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。
如图2、图3、图4和图5所示，本实用新型实施例提供了一种风力发电机组组合式锻件主轴，包括主轴本体1和堵头2，主轴本体1一侧安装有叶轮轮毂，因此称之为轮毂侧(即图2和3中的左侧)，主轴本体1另一侧安装有连接于増速器的锁紧盘，因此称之为増速器侧(即图2和3中的右侧)。主轴本体1的内腔内从轮毂侧到增速器侧横向贯通设置有阶梯型轴孔，该阶梯型轴孔包括从轮毂侧到增速器侧依次设置的主轴第一通孔1.1、主轴第二通孔1.2和主轴第三通孔1.3。主轴第一通孔1.1的直径为D2，主轴第二通孔1.2的直径为D3，主轴第三通孔1.3的直径为D4，其中D4＞D3＞D2。沿主轴本体1的横向，主轴第二通孔1.2与主轴第三通孔1.3的总长度为L1，其中主轴第三通孔1.3的长度为L2。
堵头2包括堵头柱体2.1、设置在堵头2内腔中的堵头通孔2.2、设置在堵头柱体2.1一端的环形凸缘2.3、以及设置在堵头柱体2.1另一端的倒锥部2.4。堵头柱体2.1的直径为d3，其等于主轴第二通孔1.2的直径D3，即d3＝D3。环形凸缘2.3的直径为d4，其大于堵头柱体2.1的直径d3且小于主轴第三通孔1.3的直径D4，即d3＜d4＜D4。堵头2的总长度为L3，其中环形凸缘2.3的长度为L4，堵头2的总长度L3小于主轴第二通孔1.2与主轴第三通孔1.3的总长度L1，环形凸缘2.3的长度L4小于主轴第三通孔1.3的长度L2，即L3＜L1，L4＜L2。
堵头2的堵头柱体2.1安装于主轴本体1的主轴第二通孔1.2内，堵头2的倒锥部2.4朝向主轴本体1的主轴第一通孔1.1，并且堵头2的环形凸缘2.3安装在主轴本体1的主轴第三通孔1.3内。由此，因主轴第二通孔1.2和主轴第三通孔1.3的直径差所形成的台肩，对堵头2进行轴向限位。而且，因主轴第二通孔1.2和主轴第一通孔1.1的直径差所形成的台肩，可以进一步对堵头2进行轴向限位。
如上所述，主轴本体1的増速器侧安装有连接于増速器的锁紧盘，堵头2安装于主轴本体1的的増速器侧内，堵头2的堵头通孔2.2的直径D1须满足锁紧盘选型要求，一般为D1＝70～120mm。同时，主轴本体1的内腔内从轮毂侧到增速器侧设置的阶梯型轴孔中，主轴第一通孔1.1的直径为D2，主轴第二通孔1.2的直径为D3，主轴第三通孔1.3的直径为D4，且D4＞D3＞D2。
作为一种具体实施方式，主轴第一通孔1.1的直径D2设计为：D2≥400mm，主轴第二通孔1.2的直径D3设计为：D2+4mm≤D3≤D2+6mm，主轴第三通孔1.3的直径D4设计为：D3+20mm≤D4≤D3+25mm。对应地，堵头2的堵头柱体2.1的直径d3等于主轴第二通孔1.2的直径D3，堵头2的环形凸缘2.3直径d4设计为：d3+15mm≤d4≤d3+20mm且D4-3mm≤d4≤D4-2mm。
主轴第二通孔1.2与主轴第三通孔1.3的总长度L1一般要大于主轴主体1与锁紧盘相互安装配合的接触长度L，作为一种具体实施方式，主轴第二通孔1.2与主轴第三通孔1.3的总长度L1设计为：L+150mm≤L1≤L+200mm，堵头2的总长度L3设计为：L1-3mm≤L3≤L1-2mm，主轴第三通孔1.3的长度L2设计为：15mm≤L2≤20mm，环形凸缘2.3的长度L4设计为：L2-3mm≤L4≤L2-2mm。
优选地，堵头2的倒锥部2.4的锥角α设计为：10°≤α≤40°，以利于堵头2与主轴本体1的装配。
可选地，主轴本体1的主轴第一通孔1.1可粗加工，表面粗糙度等级例如为12.5，主轴第二通孔1.2则需精加工，表面粗糙度等级例如为3.2。
在本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴中，堵头2的堵头柱体2.1安装于主轴本体1的主轴第二通孔1.2内，堵头柱体2.1的直径d3与主轴第二通孔1.2的直径D3基本一致，主轴本体1与堵头2采用过盈连接装配而形成组合式主轴，可通过冷却堵头2或加热主轴本体1的方式进行上述过盈连接装配。优选地，主轴本体1与堵头2采用相同的锻件材质锻造而成，相互装配后再一起进行热处理。
在本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴中，由于主轴本体1的主轴第一通孔1.1直径D2设计为≥400mm，这一尺寸足以通过通孔加工工艺将对应于该通孔的材料直接加工成棒料，回收再利用，避免直接深孔加工成铁屑而造成原材料浪费。
与现有技术相比，本实用新型的风力发电机组组合式锻件主轴通过将主轴内孔增大，显著降低主轴重量，从而提高风力发电机组的能效及其运行稳定性，同时在主轴内孔增设堵头，保证主轴与増速器锁紧盘的连接刚度，进一步提高风力发电机组的运行稳定性和可靠性，而且加工主轴内孔后制得的棒料可继续利用，节约成本。
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组合式锻件主轴，其特征在于，所述风力发电机组组合式锻件主轴包括主轴本体和装配在所述主轴本体内的堵头，所述主轴本体的内腔内横向贯通设置有阶梯型轴孔，所述阶梯型轴孔包括从主轴本体的安装于叶轮轮毂的轮毂侧到主轴本体的安装于増速器锁紧盘的增速器侧依次设置的主轴第一通孔、主轴第二通孔和主轴第三通孔，所述堵头包括堵头柱体、设置在所述堵头的内腔中的堵头通孔、设置在所述堵头柱体一端的环形凸缘、以及设置在所述堵头柱体另一端的倒锥部，其中：
所述主轴第一通孔的直径为D2、所述主轴第二通孔的直径为D3、所述主轴第三通孔的直径为D4满足：D4＞D3＞D2；
所述堵头柱体的直径d3等于所述主轴第二通孔的直径D3，所述环形凸缘的直径d4大于所述堵头柱体的直径d3且小于所述主轴第三通孔的直径D4；
所述主轴第二通孔与所述主轴第三通孔的总长度为L1，所述主轴第三通孔的长度为L2，所述堵头的总长度为L3，所述环形凸缘的长度为L4，并且满足：L3＜L1和L4＜L2。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述堵头柱体安装于所述主轴第二通孔内，所述倒锥部朝向所述主轴第一通孔并且所述环形凸缘安装在所述主轴第三通孔内。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述堵头通孔的直径D1满足锁紧盘选型要求，并且D1＝70～120mm。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述主轴第一通孔的直径D2为：D2≥400mm，所述主轴第二通孔的直径D3为：D2+4mm≤D3≤D2+6mm，所述主轴第三通孔的直径D4为：D3+20mm≤D4≤D3+25mm。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述环形凸缘的直径d4为：d3+15mm≤d4≤d3+20mm且D4-3mm≤d4≤D4-2mm。
6.根据权利要求5所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述主轴第二通孔与所述主轴第三通孔的总长度为L1大于所述主轴主体与锁紧盘相互安装配合的接触长度L，并且L+150mm≤L1≤L+200mm，所述堵头的总长度L3为：L1-3mm≤L3≤L1-2mm，所述主轴第三通孔的长度L2为：15mm≤L2≤20mm，所述环形凸缘的长度L4为：L2-3mm≤L4≤L2-2mm。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述倒锥部的锥角α为：10°≤α≤40°。
8.根据权利要求1所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述主轴第一通孔的表面粗糙度等级为12.5，所述主轴第二通孔的表面粗糙度等级为3.2。
9.根据权利要求1所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述主轴本体与所述堵头采用过盈连接装配而形成组合式主轴。
10.根据权利要求9所述的风力发电机组组合式锻件主轴，其特征在于，所述主轴本体与所述堵头采用相同的锻件材质。
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| CN202023322042.7U CN214837758U (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 风力发电机组组合式锻件主轴 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115846579A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-03-28 | 振宏重工(江苏)股份有限公司 | 一种大型风机主轴复合仿型锻造方法 |
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2020
- 2020-12-31 CN CN202023322042.7U patent/CN214837758U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115846579A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-03-28 | 振宏重工(江苏)股份有限公司 | 一种大型风机主轴复合仿型锻造方法 |
| CN115846579B (zh) * | 2023-02-23 | 2023-04-25 | 振宏重工(江苏)股份有限公司 | 一种大型风机主轴复合仿型锻造方法 |
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