CN220890402U - 一种风电机组传动系统精准对中装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种风电机组传动系统精准对中装置，包括导向装置和抗剪平台，所述导向装置包括至少三个均匀安装于主轴端面的定位销孔、固定于定位销孔的导向销和固定于轮毂端面的导向销孔，所述导向销能够插入导向销孔用于主轴端面和轮毂端面的对中，所述抗剪平台包括安装于主轴端面的抗剪凸台和固定于轮毂端面的抗剪槽，所述抗剪凸台能够插入抗剪槽用于主轴端面和轮毂端面的对中。本实用新型用于解决轮毂与主轴空中装配难以对中问题以及同时解决因摩擦力不足导致螺栓受剪失效问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电机组的技术领域，特别涉及一种风电机组传动系统精准对中装置。
背景技术
随着能源革命深入推进，我国风电行业进入大规模发展阶段，但随着风电机组大型化降本叠加竞争加剧，风电机组中标均价持续下降，进一步降本增效实现更低度电成本是各大企业所追逐的目标。作为风力发电机组的核心部件，轮毂承接了叶片上产生的各种载荷和叶片自身重量，主轴的作用是将轮毂的扭矩传递给齿轮箱，两者作为主要的受力部件，其工作环境多变恶劣，受力复杂，轮毂与主轴的连接以及传扭效果直接影响整机的安全以及效率。轮毂与主轴的连接一般在各自法兰处设置整圈相应的同轴通孔，直接通过大量高强度螺栓进行连接固定，依靠接触面的摩擦力进行扭矩的传递；轮毂与主轴在空中装配时一般采取人工的方式进行对接与螺栓的紧固安装，此过程中需要在空中进行人工对中操作，需花费大量的时间且极易出错，会极大程度的影响机组装配进度，且随着机组各大部件重量的不断加大，吊装的难度以及对吊装工具要求越来越高，吊装过程中所面临的风险较大且费用高昂。
目前轮毂与主轴的对中操作一般采取人工目视对中、激光对中或者在法兰面增加暗销等，使用此类方式进行对中人员操作难度较大，需花费大量的时间且极易出错，会极大程度的影响机组吊装进度。
预防主轴和轮毂的连接螺栓提前失效方案目前一般是增加轮毂与主轴连接螺栓的数量和规格，或者使用双排螺栓增加结合面的联结强度以及抗滑移能力，但是此方法通常造成主轴法兰较大且螺栓数量大幅度提升，增加了平衡吊装和对接操作的难度以及风机整机的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种风电机组传动系统精准对中装置，用于解决轮毂与主轴空中装配难以对中问题以及同时解决因摩擦力不足导致螺栓受剪失效问题。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种风电机组传动系统精准对中装置，包括导向装置和抗剪平台，所述导向装置包括至少三个均匀安装于主轴端面的定位销孔、固定于定位销孔的导向销和固定于轮毂端面的导向销孔，所述导向销能够插入导向销孔用于主轴端面和轮毂端面的对中，所述抗剪平台包括安装于主轴端面的抗剪凸台和固定于轮毂端面的抗剪槽，所述抗剪凸台能够插入抗剪槽用于主轴端面和轮毂端面的对中。
本实用新型通过导向装置和抗剪平台的相互配合改变轮毂与主轴两者结合面的接触形式，增加导向与抗剪装置，可极大程度降低轮毂装配对中操作难度，实现精准对中，大量缩短吊装时间；同时由于导向销在装配完成后无需拆除，导向装置与抗剪装置在机组运转过程中能够同时承受切向剪力从而传递扭矩，大幅度增加机组的传扭抗载荷能力。
作为优选，所述导向销包括与定位销孔套合的安装端部和与导向销孔套合的末端部，所述安装端部为圆柱形，所述末端部为直径逐渐减小的圆台形。
本技术方案采用上述结构的导向销使轮毂与主轴接触面相互套合的联合效应加强，大量减少螺栓安装数量，避免双排螺栓的使用，主轴法兰直径也可进一步缩小，显著降低主轴锻造钢锭重量，降低主轴锻造难度，达到降本增效。
作为优选，所述导向销的末端部设有螺纹孔。
作为优选，所述导向销的长度大于抗剪凸台的长度。
作为优选，所述导向销的数量为3个，3个所述导向销呈扇形状均匀分布于主轴端面。
作为优选，所述抗剪凸台的数量为3个，3个所述抗剪凸台呈扇形状均匀分布于主轴端面。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过改变轮毂与主轴两者结合面接触形式，增加导向与抗剪装置，可极大程度降低轮毂装配对中操作难度，实现精准对中，大量缩短吊装时间；同时导向与抗剪装置在机组运转过程中可同时承受切向剪力从而传递扭矩，可大幅度增加机组的传扭抗载荷能力；由于接触面相互套合使得联结效应的加强，可大量减少螺栓安装数量，避免双排螺栓的使用，主轴法兰直径也可进一步缩小，显著降低主轴锻造钢锭重量，降低主轴锻造难度，达到降本增效。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是主轴端面结构示意图。
图2是图1中A处结构示意图。
图3是轮毂端面结构示意图。
图4是导向销结构示意图。
图5是导向装置联结结构示意图。
图6是抗剪装置联结结构示意图。
图中：定位销孔1、导向销2、导向销孔3、主轴10、轮毂20、抗剪凸台4、抗剪凹形槽5、安装凸台6、螺纹孔21、主轴法兰101、轮毂法兰201。
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明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
本实施例提出了一种风电机组传动系统精准对中装置，如图1-图6所示，包括导向装置和抗剪平台，
导向装置包括定位销孔1、导向销2和导向销孔3，定位销孔1安装于主轴10端面，导向销2安装端为圆柱形，与主轴10端面定位销孔1进行套合，存在一个微型法兰用于通过螺栓与主轴10固定，导向销2末端为圆台形，直径逐渐减小，更容易实现与轮毂20端面定位销孔1的插接，加速实现对中操作，导向销2中部圆柱为最后与销孔套合位置，导向销2末端具有螺纹孔21，用于后期元器件的固定；
抗剪平台包括抗剪凸台4和抗剪凹形槽5，抗剪凸台4固定于主轴10端面，抗剪凹形槽5固定于轮毂20端面，抗剪凸台4和主轴10端面、抗剪凹槽槽5和轮毂20端面一体化设计直接浇注而成，两者可通过形状配合相插接，抗剪凸台4高度小于导向销2安装后高度，对中操作时，导向销2为第一接触体，抗剪凸台4为第二接触体。
具体的，将一个导向装置和一个抗剪平台设置为一组，本实用新型对中装置共设置有3组，3组均匀分布在主轴10端面或轮毂20端面，更为具体的，导向销2通过12颗M12螺栓固定于主轴10端面定位销孔1处，抗剪凸台4呈扇环位于定位销孔1边缘位置，两者呈120度共三组分布于主轴10端面；轮毂20内侧边缘同样呈120度设置三个弧形安装凸台6，安装凸台6上导向销孔3与导向销2同心布置，抗剪凹形槽5可与主轴10端面上的抗剪凸台4进行形状配合，通过主轴10端面的导向销2与轮毂20端面的导向销孔3进行对准连接，同时实现抗剪平台的套合，对中完成后通过单圈高强度螺栓即可实现主轴10与轮毂20的装配。
安装过程中，首先使用36颗M12螺栓将三个导向销2通过微型法兰上的通孔分别固定于主轴10端面的定位销孔1处，当轮毂20吊装进行对中操作时，调整轮毂20方向进行三个导向销2与导向销孔3的对接操作，当导向销2末端开始进入导向销孔3时，将轮毂20端面靠近主轴10端面顺着导向销2壁面即可确保方向无误，当导向销2高出抗剪凸台4部分套合完成，此时对中操作已大致完成，随着导向销2与导向销孔3进一步套合，三个位置上的抗剪凸台4与抗剪凹形槽5也开始形状配合进行插接，当完成套合时，轮毂20位置即可确定并初步固定，接着使用整圈高强度螺栓通过主轴法兰101与轮毂法兰201通孔进行固定连接，至此轮毂20与主轴10的对接安装完毕。
运行过程，当轮毂20承接叶片风荷载进行转动时，导向装置以及抗剪平台均承受剪力的作用，并结合轮毂20与主轴10接触面的摩擦力同步传递扭矩，可显著增加机组的传扭抗载荷能力。
本实用新型通过改变轮毂20与主轴10两者结合面形式，在主轴10端面呈120度分布设置三处导向销2以及抗剪凸台4，导向销2通过单圈螺栓固定于主轴10端面，抗剪凸台4通过前期一体化设计固定于主轴10上；在轮毂20固定端边缘内侧设置弧形安装凸台6，在其表面通过打孔贯穿设置圆形导向销孔3，孔直径略微大于导向销2中部圆柱段，使其可以相互套合，同时在安装凸台6表面设置抗剪凹形槽5，用于与主轴10端面的抗剪凸台4相互套合；导向销2在装配完成后无需拆除，在后续运行过程中可与抗剪平台一起承受剪力传递扭矩，增强传动效果；由于接触面相互套合使得联结效应的加强，可大量减少螺栓安装数量，避免双排螺栓的使用，主轴法兰直径也可进一步缩小，显著降低主轴锻造钢锭重量，降低主轴锻造难度，达到降本增效。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：包括导向装置和抗剪平台，所述导向装置包括至少三个均匀安装于主轴端面的定位销孔、固定于定位销孔的导向销和固定于轮毂端面的导向销孔，所述导向销能够插入导向销孔用于主轴端面和轮毂端面的对中，所述抗剪平台包括安装于主轴端面的抗剪凸台和固定于轮毂端面的抗剪槽，所述抗剪凸台能够插入抗剪槽用于主轴端面和轮毂端面的对中。
2.如权利要求1所述的风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：所述导向销包括与定位销孔套合的安装端部和与导向销孔套合的末端部，所述安装端部为圆柱形，所述末端部为直径逐渐减小的圆台形。
3.如权利要求2所述的风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：所述导向销的末端部设有螺纹孔。
4.如权利要求1所述的风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：所述导向销的长度大于抗剪凸台的长度。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：所述导向销的数量为3个，3个所述导向销呈扇形状均匀分布于主轴端面。
6.如权利要求1-4任一权利要求所述的风电机组传动系统精准对中装置，其特征在于：所述抗剪凸台的数量为3个，3个所述抗剪凸台呈扇形状均匀分布于主轴端面。
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