CN216691835U - 一种风力发电用精密主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电用精密主轴，包括轴体，所述轴体一端设有法兰盘，所述轴体的外径尺寸逐渐缩小；所述轴体靠近法兰盘的一端设有轴肩，所述轴体内部对应轴肩的位置处为实心结构；所述法兰盘远离轴体的一侧设有圆形凹槽，所述圆形凹槽底部设有环形凸缘，所述环形凸缘远离轴体的一端设有沿其周侧间隔均匀分布的齿形结构；还包括可拆卸连接于圆形凹槽内的齿形增摩件，解决现有技术中的风力发电用主轴在拆卸和安装过程中工作量大、容易出现紧固程度不一致、主轴和轮毂的接触面之间容易相对滑动，使主轴受力不均匀，径向力和轴向力增大，易产生偏移，磨损加剧的问题，在风力发电技术领域具有良好前景。

Description

一种风力发电用精密主轴

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电用精密主轴。

背景技术

风力发电是我国电能的重要来源之一。风力发电装置中通过主轴将风翅与发电机连接，通过风翅先将风能转化为动能，然后主轴将风翅产生的动能传递至机组内部，进而将动能转化为电能并输出。主轴作为传递转矩的关键部件，同时承受风翅转动带来的径向力和轴向力，因此会不可避免的出现磨损，当主轴磨损一定程度后，需要对主轴进行修复或更换。

现有技术中，通过主轴与风翅轮毂接触面之间的摩擦力来传递转矩，主轴一端设有整体法兰，法兰盘上设有若干螺栓孔，风翅轮毂上设有对应的通孔，主轴与风翅轮毂通过设于螺栓孔和通孔内的螺栓螺纹连接在一起。

在初次安装或检修时的拆卸和安装的过程中，由于高空作业等因素，过多的螺栓组安装工作量大，且容易出现紧固程度不一致；同时，容易使接触面间的摩擦力达不到要求，主轴和轮毂的接触面之间便会相对滑动，造成主轴与轮毂之间的螺栓的变形甚至断裂的事故，使主轴受到不均匀的风翅的力的作用，主轴所受径向力和轴向力增大，更易产生偏移，主轴磨损加剧，大大降低了使用寿命。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种风力发电用精密主轴，解决现有技术中的风力发电用主轴在拆卸和安装过程中工作量大、容易出现紧固程度不一致、主轴和轮毂的接触面之间容易相对滑动，使主轴受力不均匀，径向力和轴向力增大，易产生偏移，磨损加剧的问题。

其技术方案是：

一种风力发电用精密主轴，包括轴体，所述轴体一端设有用于连接风翅的法兰盘，所述轴体的外径尺寸由靠近法兰盘的一端向远离法兰盘的一端逐渐缩小；所述轴体靠近法兰盘的一端设有轴肩，所述轴体内部对应轴肩的位置处为实心结构；所述法兰盘远离轴体的一侧设有圆形凹槽，所述圆形凹槽底部设有环形凸缘，所述环形凸缘与圆形凹槽侧壁之间留有间隙，所述环形凸缘远离轴体的一端设有沿其周侧间隔均匀分布的齿形结构；

还包括可拆卸连接于圆形凹槽内的齿形增摩件，所述齿形增摩件包括适应于环形凸缘的弧形齿条，所述弧形齿条与齿形结构互相啮合，所述弧形齿条中部固定连接有连接板，所述连接板厚度等于间隙宽度，所述连接板固定连接有适应于法兰盘形状的弧形板，所述弧形齿条、连接板和弧形板呈“Z”字形结构设置，形成连接板与圆形凹槽内壁接触配合、弧形板与法兰盘端面接触配合的定位结构。

优选的，所述弧形板中部设有用于螺栓穿过的第二螺栓孔和用于放置定位销的第二销孔，形成通过螺栓和定位销将法兰盘与齿形增摩件固定的结构，所述齿形增摩件通穿过法兰盘的螺栓可拆卸连接于法兰盘和风翅的法兰盘之间。

优选的，所述齿形增摩件的数量为3-6个，各所述齿形增摩件沿法兰盘周向间隔均匀的阵列分布，形成法兰盘与齿形增摩件之间受力均匀的结构。

优选的，所述弧形齿条端面所在平面与环形凸缘径向平面平行，所述弧形齿条两端面所形成的夹角角度为60度，形成当装配的齿形增摩件的数量为6个时，相邻弧形齿条相对端相抵触，组成环状齿条的结构。

优选的，所述法兰盘上设有若干用于螺栓穿过的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔沿法兰盘周向间隔均匀的阵列分布，包括内圈螺栓孔，所述内圈螺栓孔与第二螺栓孔尺寸相等，所述内圈螺栓孔的数量为六个；还包括外圈螺栓孔，所述外圈螺栓孔的数量为至少六个，且与内圈螺栓孔交错分布。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过与轴体固定为一体设置的法兰盘、齿形结构等结构，以及可拆卸连接于轴体的齿形增摩件的设置，利用齿形增摩件增大风力发电装置主轴与风翅的摩擦力，使其受力均匀，承载更大的转矩，防止主轴与风翅法兰连接的相对滑动，保证转矩的稳定传递，防止主轴的磨损速度加剧。同时，在保证连接刚度的同时减少了螺栓组数量，降低主轴与风翅连接安装和拆卸的过程中的工作量。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是本实用新型的与风翅法兰连接时的剖视图。

图3是本实用新型的正视图及局部剖视图。

图4是本实用新型法兰端的正视图。

图5是本实用新型齿形增摩件的立体图。

图6是本实用新型的齿形增摩件的侧视图。

其中：轴体1、法兰盘11、轴肩12、圆形凹槽13、环形凸缘14、间隙15、齿形结构16、内圈螺栓孔17、外圈螺栓孔18、风翅2、齿形增摩件3、弧形齿条31、连接板32、弧形板33、第二螺栓孔331、第二销孔332。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。

一种风力发电用精密主轴，包括轴体1，所述轴体1一端设有用于连接风翅2的法兰盘11，其连接方式为整体法兰连接。所述轴体1的外径尺寸由靠近法兰盘11的一端向远离法兰盘11的一端逐渐缩小，减少承受集中应力；所述轴体1靠近法兰盘11的一端设有轴肩12，所述轴肩12为过渡轴肩，所述轴体1内部对应轴肩12的位置处为实心结构，避免轴肩处受集中应力较大时磨损加剧，产生断裂等事故，其他部位为空心结构，减少自身重量；所述法兰盘11远离轴体1的一侧设有圆形凹槽13，所述圆形凹槽13底部焊接固定有环形凸缘14，所述环形凸缘14与圆形凹槽13侧壁之间留有间隙15，所述环形凸缘14远离轴体1的一端设有其周侧间隔均匀分布的齿形结构16；

还包括可拆卸连接于圆形凹槽13内的齿形增摩件3，所述齿形增摩件3包括适应于环形凸缘14的弧形齿条31，所述弧形齿条31与齿形结构16互相啮合，所述弧形齿条31中部焊接固定有连接板32，所述连接板32厚度等于间隙15宽度，所述连接板32焊接固定有适应于法兰盘11形状的弧形板33，所述弧形齿条31、连接板32和弧形板33呈“Z”字形结构设置，形成连接板32与圆形凹槽13内壁接触配合、弧形板33与法兰盘11端面接触配合的定位结构。

所述弧形板33中部设有用于螺栓穿过的第二螺栓孔331和用于放置定位销的第二销孔332，形成通过螺栓和定位销将法兰盘11与齿形增摩件3固定的结构，所述齿形增摩件3通穿过法兰盘11的螺栓可拆卸连接于法兰盘11和风翅2的法兰盘之间。

安装时，“Z”字形结构的设置便于快速并准确的定位，减少高空安装作业的工作量。第二销孔332用于通过销轴辅助定位，所述法兰盘11上设有对应于第二销孔332的销孔，通过Z”字形结构定位后安装销轴定位，使弧形板33上的第二螺栓孔331与法兰盘11上的螺栓孔对应，然后可快捷方便的安装风翅2。

当风翅2转动时，通过被挤压固定在法兰盘11与风翅2的法兰盘之间的齿形增摩件3提供转矩传递所需要的摩擦力，齿形增摩件3与轴体1通过齿形结构的啮合，能够承受更大的扭矩载荷，不会发生法兰盘处的相对滑动，保证转矩的稳定传递，间接减小主轴所承受的径向力和轴向力，减小磨损，增加主轴使用寿命。

在上述或一些实施例中，所述齿形增摩件3的数量为3-6个，作为优选的实施例，本实施例中所述齿形增摩件3的数量为3个，各所述齿形增摩件3沿法兰盘11周向间隔均匀的阵列分布，形成法兰盘11与齿形增摩件3之间受力均匀的结构。

在上述或一些实施例中，所述弧形齿条31端面所在平面与环形凸缘14径向平面平行，所述弧形齿条31两端面所形成的夹角角度为60度，形成当装配的齿形增摩件3的数量为6个时，相邻弧形齿条31相对端相抵触，组成环状齿条的结构。在尺寸较大的风力发电装置中，为进一步增大摩擦力，齿形增摩件3的数量增加至六个，形成环形，增大接触面积，提供更大的摩擦力，实现转矩的稳定传递。

在上述或一些实施例中，所述法兰盘11上设有若干用于螺栓穿过的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔沿法兰盘11周向间隔均匀的阵列分布，包括内圈螺栓孔17，所述内圈螺栓孔17与第二螺栓孔331尺寸相等，所述内圈螺栓孔17的数量为六个，适应于齿形增摩件3的数量。安装时，如果齿形增摩件3的数量少于留个，使齿形增摩件3间隔分布即可；还包括外圈螺栓孔18，所述外圈螺栓孔18的数量为至少六个，且与内圈螺栓孔17交错分布。作为优选的实施例，本实施例中所述外圈螺栓孔18的数量为六个，保证连接刚性的同时大大减少了螺栓的数量，降低了安装或拆卸作业时的工作量，同时降低了螺栓紧固程度不一致导致受力不均匀的风险。

本实用新型的工作原理：

本实用新型通过与轴体1固定连接为一体的法兰盘11、齿形结构16等结构的设置，利用齿形增摩件3增大风力发电装置主轴与风翅2的摩擦力，使其受力均匀，承载更大的转矩，防止主轴与风翅2法兰连接的相对滑动，保证转矩的稳定传递，防止主轴的磨损速度加剧。同时，在保证连接刚度的同时减少了螺栓组数量，降低主轴与风翅2连接安装和拆卸的过程中的工作量。

以上通过具体实施方式和实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种风力发电用精密主轴，包括轴体（1），所述轴体（1）一端设有用于连接风翅（2）的法兰盘（11），其特征在于：

所述轴体（1）的外径尺寸由靠近法兰盘（11）的一端向远离法兰盘（11）的一端逐渐缩小；所述轴体（1）靠近法兰盘（11）的一端设有轴肩（12），所述轴体（1）内部对应轴肩（12）的位置处为实心结构；所述法兰盘（11）远离轴体（1）的一侧设有圆形凹槽（13），所述圆形凹槽（13）底部设有环形凸缘（14），所述环形凸缘（14）与圆形凹槽（13）侧壁之间留有间隙（15），所述环形凸缘（14）远离轴体（1）的一端设有沿其周侧间隔均匀分布的齿形结构（16）；

还包括可拆卸连接于圆形凹槽（13）内的齿形增摩件（3），所述齿形增摩件（3）包括适应于环形凸缘（14）的弧形齿条（31），所述弧形齿条（31）与齿形结构（16）互相啮合，所述弧形齿条（31）中部固定连接有连接板（32），所述连接板（32）厚度等于间隙（15）宽度，所述连接板（32）固定连接有适应于法兰盘（11）形状的弧形板（33），所述弧形齿条（31）、连接板（32）和弧形板（33）呈“Z”字形结构设置，形成连接板（32）与圆形凹槽（13）内壁接触配合、弧形板（33）与法兰盘（11）端面接触配合的定位结构。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电用精密主轴，其特征在于：

所述弧形板（33）中部设有用于螺栓穿过的第二螺栓孔（331）和用于放置定位销的第二销孔（332），形成通过螺栓和定位销将法兰盘（11）与齿形增摩件（3）固定的结构，所述齿形增摩件（3）通穿过法兰盘（11）的螺栓可拆卸连接于法兰盘（11）和风翅（2）的法兰盘之间。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电用精密主轴，其特征在于：

所述齿形增摩件（3）的数量为3-6个，各所述齿形增摩件（3）沿法兰盘（11）周向间隔均匀的阵列分布，形成法兰盘（11）与齿形增摩件（3）之间受力均匀的结构。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电用精密主轴，其特征在于：

所述弧形齿条（31）端面所在平面与环形凸缘（14）径向平面平行，所述弧形齿条（31）两端面所形成的夹角角度为60度，形成当装配的齿形增摩件（3）的数量为6个时，相邻弧形齿条（31）相对端相抵触，组成环状齿条的结构。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电用精密主轴，其特征在于：

所述法兰盘（11）上设有若干用于螺栓穿过的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔沿法兰盘（11）周向间隔均匀的阵列分布，包括内圈螺栓孔（17），所述内圈螺栓孔（17）与第二螺栓孔（331）尺寸相等，所述内圈螺栓孔（17）的数量为六个；还包括外圈螺栓孔（18），所述外圈螺栓孔（18）的数量为至少六个，且与内圈螺栓孔（17）交错分布。

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