ES2929670B2 - A wind turbine and its transmission system - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Una turbina eólica y su sistema de transmisiónA wind turbine and its transmission system
Sector TécnicoTechnical Sector
La presente invención se refiere al sector técnico de la energía eólica y, más concretamente, a una turbina eólica y su sistema de transmisión.The present invention relates to the technical sector of wind energy and, more specifically, to a wind turbine and its transmission system.
Antecedentes TecnológicosTechnological Background
Como fuente de energía limpia y renovable, la energía eólica, con su continuo desarrollo, sigue aumentando el diámetro del rotor y la carga de la turbina también sigue aumentando. El husillo, como componente importante de la turbina eólica, desempeña un papel importante en la transmisión del par del rotor al incrementador de velocidad. Con el aumento de las cargas transmitidas, se plantea recto a la conexión entre el husillo y el incrementador de velocidad. El cojinete del husillo es el núcleo del funcionamiento estable del mismo. En la tecnología existente, se suele disponer un orificio roscado en la cara extrema del extremo posterior del husillo para instalar la placa de presión del cojinete, que limita el anillo interior del cojinete y controla la holgura libre del mismo. Al mismo tiempo, en el extremo posterior del husillo también se han dispuesto una serie de orificios para los pernos de conexión para conectar con el incrementador de velocidad. Sin embargo, este modo reduce el diámetro del círculo de distribución de los pernos utilizados para conectar el husillo al incrementador de velocidad y para soportar el par y el momento de flexión, lo que debilita en gran medida el efecto de transmisión del par del husillo y afecta al efecto de transmisión de la carga del rotor.As a clean and renewable energy source, wind power, with its continuous development, the rotor diameter continues to increase, and the turbine load also continues to increase. The spindle, as an important component of the wind turbine, plays an important role in transmitting torque from the rotor to the speed increaser. With the increase of the loads transmitted, the connection between the spindle and the speed increaser arises straight. The spindle bearing is the core of the stable operation of the spindle. In existing technology, a threaded hole is usually provided in the end face of the rear end of the spindle to install the bearing pressure plate, which limits the inner race of the bearing and controls the free play of the bearing. At the same time, a number of connecting bolt holes for connecting with the speed increaser have also been provided at the rear end of the spindle. However, this mode reduces the diameter of the distribution circle of the bolts used to connect the spindle to the speed increaser and to withstand the torque and bending moment, which greatly weakens the torque transmission effect of the spindle and affects the effect of transmission of the load of the rotor.
Contenidos de la InvenciónContents of the Invention
El problema resuelto por la presente invención es que el diámetro del círculo de distribución de los pernos en el extremo posterior del husillo utilizado para conectar el husillo al incrementador de velocidad es pequeño en la técnica anterior, lo que hace que el husillo sea menos capaz de transmitir el par.The problem solved by the present invention is that the diameter of the timing circle of the bolts at the rear end of the spindle used to connect the spindle to the speed increaser is small in the prior art, which makes the spindle less capable of transmit pair.
Para resolver el problema anterior, la presente invención proporciona un sistema de transmisión para turbinas eólicas que comprende un husillo y un incrementador de velocidad, estando dicho husillo adaptado para cooperar con un cojinete principal, comprendiendo dicho sistema de transmisión además una estructura de conexión para conectar dicho husillo y dicho incrementador de velocidad, teniendo una estructura de bulón abierta en la cara extrema de dicha estructura de conexión, estando la pared interior circunferencial de dicha estructura de bulón adaptada para pegarse en la pared exterior de dicho husillo, estando la cara extrema de dicha estructura de bulón adaptada para encajar contra la pared lateral de dicho cojinete principal.To solve the above problem, the present invention provides a transmission system for wind turbines comprising a spindle and a speed increaser, said spindle being adapted to cooperate with a main bearing, said transmission system further comprising a connecting structure for connecting said screw and said speed increaser, having an open bolt structure at the end face of said connecting structure, the circumferential inner wall of said bolt structure being adapted to be bonded to the outer wall of said screw, the end face being of said bolt structure adapted to fit against the side wall of said main bearing.
Así, al proporcionar una estructura de conexión con una estructura de bulón entre el husillo y el incrementador de velocidad, y al proporcionar solo una estructura de conexión entre el husillo y el incrementador de velocidad, la estructura de conexión es capaz de asumir el papel tanto de conectar el husillo como de limitar el cojinete principal sin necesidad de establecer una brida limitadora de cojinete separada, de modo que los elementos de fijación, como los pernos utilizados para conectar el husillo a la estructura de conexión, pueden soportar tanto la fuerza axial del cojinete principal como el par del sistema de rotor y el momento de flexión llevado por el peso del incrementador de velocidad. Al mismo tiempo, el aumento del diámetro del círculo de distribución de los pernos utilizados para transmitir el par mejora el esfuerzo en los pernos, y el aumento del diámetro del círculo de distribución de los pernos permite proporcionar más pernos, aumentando así el efecto de los pernos y, por lo tanto, aumenta la capacidad de transmisión del par del sistema de transmisión.Thus, by providing a connection structure with a bolt structure between the screw and the speed increaser, and by providing only a connection structure between the screw and the speed increaser, the connection structure is able to assume the role of both of connecting the screw and limiting the main bearing without the need to establish a separate bearing limiting flange, so that the fasteners, such as the bolts used to connect the screw to the connection structure, can withstand both the axial force of the main bearing as the torque of the rotor system and the bending moment carried by the weight of the speed booster. At the same time, increasing the diameter of the timing circle of the bolts used to transmit the torque improves the stress on the bolts, and increasing the diameter of the timing circle of the bolts makes it possible to provide more bolts, thereby increasing the effect of the bolts. bolts and thus increases the torque transmission capacity of the transmission system.
Preferentemente, dicha estructura de conexión comprende una primera brida provista en el extremo de entrada de dicho incrementador de velocidad, estando dicha primera brida adecuada para la conexión a dicho husillo, y estando dicha primera brida provista de dicha estructura de bulón.Preferably, said connection structure comprises a first flange provided at the input end of said speed increaser, said first flange being suitable for connection to said spindle, and said first flange being provided with said bolt structure.
Preferentemente, dicha estructura de conexión comprende un eje de conexión y una segunda brida provista en un extremo de dicho eje de conexión, y estando otro extremo de dicho eje de conexión conectado a dicho incrementador de velocidad, estando dicha segunda brida adaptada para ser conectada a dicho husillo, y dicha segunda brida provista de dicha estructura de bulón.Preferably, said connection structure comprises a connection shaft and a second flange provided at one end of said connection shaft, and another end of said connection shaft being connected to said speed booster, said second flange being adapted to be connected to said spindle, and said second flange provided with said bolt structure.
Así, en el caso de una conexión entre el husillo y el incrementador de velocidad a través del eje de acoplamiento, se proporciona una segunda brida con una estructura de bulón entre el eje de conexión y el extremo posterior del husillo, lo que permite una conexión de brida entre el husillo y el eje de conexión por un lado, y por otro lado, el cojinete principal en el husillo esté limitado por la estructura de bulón. Esto no solo mejora el efecto de los elementos de fijación utilizados para la conexión de la brida, como los pernos, sino que también permite que la sección intermedia del eje de acoplamiento se diseñe con un diámetro mayor debido al mayor diámetro del círculo de distribución de los elementos de fijación, como los pernos, con el fin de mejorar el esfuerzo en el eje de conexión.Thus, in the case of a connection between the spindle and the speed increaser through the coupling shaft, a second flange with a bolt structure is provided between the connecting shaft and the rear end of the spindle, which allows a connection flange between the screw and the connecting shaft on the one hand, and on the other hand, the main bearing in the screw is limited by the bolt structure. This not only improves the effect of the fasteners used for the flange connection, such as bolts, but also allows the intermediate section of the coupling shaft to be designed with a larger diameter due to the larger diameter of the timing circle. fixing elements, such as bolts, in order to improve the stress on the connecting shaft.
Preferentemente, el diámetro exterior de dicha segunda brida es mayor que el diámetro interior de dicha estructura de bulón y el diámetro interior de dicha estructura de bulón es mayor que el diámetro de dicho husillo.Preferably, the outer diameter of said second flange is greater than the inner diameter of said bolt structure and the inner diameter of said bolt structure is greater than the diameter of said spindle.
Preferentemente, dicho eje de conexión y dicha segunda brida están conectados integralmente, y dicho eje de conexión está provisto de un orificio de paso de cables de penetración axial.Preferably, said connection shaft and said second flange are integrally connected, and said connection shaft is provided with an axial penetration cable passage hole.
Por lo tanto, la estructura de conexión que incluye el eje de conexión y la segunda brida está diseñada como una estructura integrada con el fin de aumentar la resistencia general de la estructura de conexión y mejorar su capacidad de transferencia de carga entre el husillo y el incrementador de velocidad.Therefore, the connection structure including the connection shaft and the second flange is designed as an integrated structure in order to increase the overall strength of the connection structure and improve its load transfer capability between the screw and the bearing. speed booster.
Preferentemente, comprende además los elementos de fijación, dicho husillo tiene un primer orificio de conexión en la superficie de la primera brida cerca de dicha estructura de conexión, dicha estructura de conexión tiene un segundo orificio de conexión en la superficie de la segunda brida que encaja en dicho primer orificio de conexión, estando dicho elemento de fijación adaptado para pasar a través de dicho primer orificio de conexión y dicho segundo orificio de conexión para conectar dicho husillo a dicha estructura de conexión.Preferably, it further comprises the fixing elements, said spindle has a first connection hole on the surface of the first flange close to said connection structure, said connection structure has a second connection hole on the surface of the second flange that engages into said first connection hole, said fixing element being adapted to pass through said first connection hole and said second connection hole to connect said spindle to said connection structure.
Preferentemente, dichos elementos de fijación comprenden tornillos, pernos y cualquiera entre la combinación de tornillo y pasador de sujeción y la combinación de perno y pasador de sujeción.Preferably, said fixing elements comprise screws, bolts and any between the combination of screw and fixing pin and the combination of bolt and fixing pin.
Preferentemente, dicho primero orificio de conexión está distribuido en una dirección circunferencial en dicha superficie de la primera brida y el número de círculos de distribución es al menos uno.Preferably, said first connecting hole is distributed in a circumferential direction on said first flange surface and the number of distribution circles is at least one.
Preferentemente, el sistema de transmisión de la turbina eólica también comprende una junta, estando dicha junta dispuesta entre la cara extrema de dicha estructura de bulón hacia dicho husillo y dicho cojinete principal.Preferably, the wind turbine transmission system also comprises a joint, said joint being arranged between the end face of said bolt structure towards said spindle and said main bearing.
La presente invención también proporciona una turbina eólica, que comprende el sistema de transmisión de la turbina eólica como se ha descrito anteriormente.The present invention also provides a wind turbine, comprising the wind turbine drive system as described above.
Las ventajas de la turbina eólica de la presente invención sobre las tecnologías actuales son las mismas que las ventajas que tiene el sistema de transmisión de la turbina eólica, se repetirán aquí.The advantages of the wind turbine of the present invention over current technologies are the same as the advantages of the wind turbine drive system, will be repeated here.
Descripción de FigurasDescription of Figures
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de la estructura del sistema de transmisión en las tecnologías actuales; Figure 1 shows a schematic diagram of the structure of the transmission system in current technologies;
La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de la estructura del extremo posterior del husillo en las tecnologías actuales;Figure 2 shows a schematic diagram of the structure of the tail end of the spindle in current technologies;
La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de la estructura del sistema de transmisión de la turbina eólica en una instancia de realización de la presente invención;Fig. 3 shows a schematic diagram of the structure of the transmission system of the wind turbine in an embodiment of the present invention;
La Figura 4 es una vista ampliada en I de la Figura 3;Figure 4 is an enlarged view at I of Figure 3;
La Figura 5 es un diagrama esquemático de la estructura parcial del sistema de transmisión de la turbina eólica en una instancia de realización de la presente invención;Fig. 5 is a schematic diagram of the partial structure of the transmission system of the wind turbine in an embodiment of the present invention;
La Figura 6 es un diagrama esquemático de la estructura parcial del sistema de transmisión de la turbina eólica en otra instancia de realización de la presente invención;Fig. 6 is a schematic diagram of the partial structure of the transmission system of the wind turbine in another embodiment of the present invention;
La Figura 7 muestra un diagrama esquemático de la estructura parcial del sistema de transmisión de la turbina eólica en otra instancia de realización de la presente invención; Fig. 7 shows a schematic diagram of the partial structure of the transmission system of the wind turbine in another embodiment of the present invention;
La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de la estructura del extremo posterior del husillo en una instancia de realización de la presente invención;Fig. 8 shows a schematic diagram of the structure of the rear end of the spindle in an embodiment of the present invention;
La Figura 9 muestra un diagrama esquemático de la estructura de conexión en una instancia de realización de la presente invención;Fig. 9 shows a schematic diagram of the connection structure in an embodiment of the present invention;
La Figura 10 muestra un diagrama esquemático de la estructura de conexión en otra instancia de realización de la presente invención.Figure 10 shows a schematic diagram of the connection structure in another embodiment of the present invention.
Descripción de las notas en los dibujos:Description of the notes in the drawings:
1' - Husillo existente; 2' - Cojinete delantero existente; 3' - Asiento del cojinete existente; 4' -Cojinete trasero existente; 5' - Brida limitadora anular; 6' - Perno de la brida limitadora; 7 ' -Tornillo de conexión; 8' - Eje corto; 9' - Incrementador de velocidad existente; 10' - Primer orificio del tornillo; 11' - Segundo orificio del tornillo;1' - Existing spindle; 2' - Existing front bearing; 3' - Existing bearing seat; 4' -Existing rear bearing; 5' - Annular limiting flange; 6' - Limit Flange Bolt; 7' -Connecting screw; 8' - Short shaft; 9' - Existing speed booster; 10' - First screw hole; 11' - Second screw hole;
I - Husillo; 2 - Incrementador de velocidad; 3 - Cojinete principal; 4 - Asiento del cojinete; 5 -Primera brida; 6 - Eje de conexión; 7 - Segunda brida; 8 - Tercera brida; 9 - Estructura de bulón; 10 - Junta;I - spindle; 2 - Speed booster; 3 - main bearing; 4 - Bearing seat; 5 -First flange; 6 - connecting axis; 7 - Second flange; 8 - Third flange; 9 - Bolt structure; 10 - Board;
I I - Superficie de la primera brida; 12 - Primer orificio de conexión; 31 - Cojinete delantero; 32 - Cojinete trasero; 321 - Anillo interior del cojinete; 61 - Orificio de paso de cables; 71 -Superficie de la segunda brida; 72 - Segundo orificio de conexión; 721 - Orificio del pasador; 722 - Orificio roscado. II - Surface of the first flange; 12 - First connection hole; 31 - front bearing; 32 - rear bearing; 321 - Inner ring of the bearing; 61 - Cable passage hole; 71 -Surface of the second flange; 72 - Second connection hole; 721 - Pin hole; 722 - Threaded hole.
Descripción del Modo Específico de RealizaciónDescription of the Specific Mode of Realization
Como se muestra en la Figura 1, la transmisión de una turbina eólica se realiza generalmente a través de la conexión secuencial del husillo existente 1', la caja de engranajes y el generador. El husillo existente 1' conecta el cubo y la caja de engranajes y se utiliza para transmitir el par en el extremo del rotor a la caja de engranajes, normalmente la velocidad de rotación del rotor es muy baja, lejos de la velocidad de rotación necesaria para que el generador genere energía eléctrica, por lo que a través del efecto de aumento de velocidad del par de engranajes de la caja de engranajes, la potencia generada por el rotor bajo la acción del viento puede ser transmitida al generador y hacer que éste obtenga la velocidad de rotación correspondiente, por lo que la caja de engranajes también se denomina caja de aumento de velocidad o incrementador de velocidad, en adelante se lo expresa en incrementador de velocidad.As shown in Figure 1, the transmission of a wind turbine is generally carried out through the sequential connection of the existing spindle 1', the gearbox and the generator. The existing screw 1' connects the hub and the gearbox and is used to transmit the torque at the end of the rotor to the gearbox, normally the rotation speed of the rotor is very low, far from the rotation speed required for For the generator to generate electric power, so through the speed-increasing effect of the gear pair of the gearbox, the power generated by the rotor under the action of the wind can be transmitted to the generator and make it get the corresponding rotation speed, so the gearbox is also called speed increase box or speed increaser, hereinafter referred to as speed increaser.
En particular, el husillo existente 1' está provisto de un cojinete principal y de un asiento del cojinete existente 3' que se ajusta al cojinete principal. En las turbinas eólicas grandes, para elevar la capacidad de carga del cojinete del husillo existente 1’ y reducir el peso del sistema de transmisión, a menudo se utiliza un par de cojinetes de rodillos cónicos de una hilera, el asiento del cojinete existente 3' utiliza una estructura integrada. Como se muestra en las figuras 1 y 2, se utilizan dos cojinetes de rodillos cónicos de una hilera, señalados como el cojinete delantero existente 2' y el cojinete trasero existente 4', respectivamente. El asiento del cojinete existente 3' es de estructura anular integrada, que está encajado en el lado exterior del husillo existente 1', el asiento del cojinete existente 3' tiene dos posiciones de montaje de cojinetes, el cojinete delantero existente 2' y el cojinete trasero existente 4' están situados en cada una de las dos posiciones de montaje, por lo que tanto el cojinete delantero existente 2' como el cojinete trasero existente 4' están montados en el husillo existente 1 ' y en el asiento del cojinete existente 3'.In particular, the existing spindle 1' is provided with a main bearing and with an existing bearing seat 3' which fits the main bearing. In large wind turbines, to increase the load capacity of the existing spindle bearing 1' and reduce the weight of the drive system, a pair of single row tapered roller bearings is often used, the existing bearing seat 3' uses an integrated structure. As shown in Figures 1 and 2, two single row tapered roller bearings are used, denoted as the existing front bearing 2' and the existing rear bearing 4', respectively. The existing bearing seat 3' is of integrated ring structure, which is embedded in the outer side of the existing spindle 1', the existing bearing seat 3' has two bearing mounting positions, the existing front bearing 2' and the existing bearing existing rear 4' bearing are located in each of two mounting positions, so both the existing front 2' bearing and the existing rear 4' bearing are mounted to the existing 1' spindle and existing 3' bearing seat .
En la tecnología existente, el extremo posterior del husillo existente 1' se conecta directamente al incrementador de velocidad existente 9' a través de pernos o al incrementador de velocidad existente 9' a través de un eje corto 8', donde el extremo del husillo existente 1' conectado al cubo es el extremo delantero del husillo existente 1' y el extremo del husillo 1' existente conectado al incrementador de velocidad 9' existente es el extremo trasero del husillo existente 1', o se denomina extremo posterior del husillo existente 1', que también puede entenderse en la dirección de la transmisión de la potencia del rotor de adelante hacia atrás, con la energía del rotor se transmite de adelante hacia atrás.In existing technology, the rear end of the existing spindle 1' connects directly to the existing speed increaser 9' via bolts or to the existing speed increase 9' via a short shaft 8', where the end of the existing spindle 1' connected to the hub is the front end of the existing spindle 1' and the end of the existing spindle 1' connected to the existing speed increaser 9' is the rear end of the existing spindle 1', or it is called the rear end of the existing spindle 1' , which can also be understood in the direction of rotor power transmission from front to rear, with rotor energy being transmitted from front to rear.
En la cara extrema del extremo posterior del husillo existente 1' está provisto un primer orificio roscado 10' para la instalación de una brida limitadora anular 5', que se monta en el extremo posterior del husillo existente 1' mediante tornillos de brida limitadora 6' o pernos. El tope de la brida limitadora anular 5' se presiona contra la cara extrema del anillo interior del cojinete trasero existente 4' para actuar como limitador axial del cojinete trasero existente 4'.On the end face of the rear end of the existing spindle 1' a first threaded hole 10' is provided for the installation of an annular limiting flange 5', which is mounted on the rear end of the existing spindle 1' by means of limiting flange screws 6' or bolts. The stop of the annular limiting flange 5' is pressed against the end face of the inner race of the bearing existing rear bearing 4' to act as an axial limiter for the existing rear bearing 4'.
El husillo existente 1' está provisto de al menos un círculo de segundo orificio roscado 11' para la conexión con el incrementador de velocidad existente 9' en la cara extrema del extremo posterior del husillo existente 1', cuando se utiliza un eje corto 8' para conectar el husillo existente 1' con el incrementador de velocidad existente 9', un extremo del eje corto 8' está conectado al husillo existente 1' por medio de un tornillo de conexión 7' (que también puede ser un perno) y el otro extremo está conectado al incrementador de velocidad existente 9', por lo que el par transferido por el rotor se transmite al incrementador de velocidad existente 9' por medio del eje corto 8'..The existing spindle 1' is provided with at least one circle of second threaded hole 11' for connection with the existing speed increaser 9' on the end face of the rear end of the existing spindle 1', when using a short shaft 8' to connect the existing spindle 1' with the existing speed increaser 9', one end of the short shaft 8' is connected to the existing spindle 1' by means of a connecting screw 7' (which can also be a bolt) and the other end is connected to the existing speed increaser 9', whereby the torque transferred by the rotor is transmitted to the existing speed increaser 9' by means of the short shaft 8'..
Sin embargo, esta estructura de conexión entre el husillo existente 1' y el incrementador de velocidad existente 9' en la tecnología existente ocupa un espacio óptimo debido a que el primer orificio del tornillo 10' para la instalación de la brida limitadora anular 5' está dispuesto en el círculo más externo de la cara extrema del extremo posterior del husillo existente 1', lo que da lugar a un menor diámetro del círculo de distribución del tornillo de conexión 7' para el montaje del eje corto 8' (o del círculo de distribución del segundo orificio roscado 11') y a un número limitado de tornillos de conexión 7' que pueden disponerse, haciendo que el efecto de transmisión de par del husillo existente 1' se debilite, y a menudo se requieren otros métodos de conexión más complejos para cumplir con los requisitos de transmisión del par. Además, para disponer más tornillos de conexión 7', esto causa que el diámetro de la sección intermedia del eje corto 8' sea comprimido y que el efecto de transmisión del par se reduzca más allá.However, this connection structure between the existing spindle 1' and the existing speed increaser 9' in the existing technology occupies an optimal space because the first hole of the screw 10' for the installation of the annular limiting flange 5' is arranged in the outermost circle of the end face of the rear end of the existing spindle 1', which results in a smaller diameter of the distribution circle of the connecting screw 7' for the assembly of the short shaft 8' (or of the circle of distribution of the second threaded hole 11') and to a limited number of connecting screws 7' that can be arranged, causing the torque transmission effect of the existing screw 1' to be weakened, and other more complex connection methods are often required to meet with the torque transmission requirements. In addition, in order to arrange more connecting bolts 7', this causes the diameter of the intermediate section of the short shaft 8' to be compressed and the torque transmission effect to be further reduced.
Con el fin de hacer más evidentes y comprensibles los objetos, las características y las ventajas de la invención mencionados anteriormente, a continuación, se describen en detalle las instancias específicas de realización de la presente invención junto con los dibujos adjuntos.In order to make the above-mentioned objects, features and advantages of the invention more apparent and understandable, the specific embodiments of the present invention are described in detail below together with the accompanying drawings.
Refiriéndose a la Figura 3-10, las instancias de realización de la presente invención proporcionan un sistema de transmisión para una turbina eólica (en adelante, el sistema de transmisión). Como se muestra en las figuras 3 y 4, el sistema de transmisión comprende un husillo 1, un incrementador de velocidad 2 y una estructura de conexión para conectar el husillo 1 y el incrementador de velocidad 2, estando el husillo 1 adaptado para cooperar con el cojinete principal 3, y estando la cara extrema (que también puede llamarse cara extrema delantera) de la estructura de conexión hacia el husillo 1 adaptada para encajar parcialmente con la pared lateral del cojinete principal 3, y se proporciona una estructura de bulón ranurada 9 en esta cara extrema, y estando la pared interior circunferencial de la estructura de bulón 9 para pegarse en la pared exterior del husillo 1. Debe entenderse que el cojinete principal 3 comprende un cojinete delantero 31 y un cojinete delantero 32, estando la cara extrema delantera de la estructura de bulón 9 adaptada para encajar contra el anillo interior del cojinete 321 del cojinete trasero 32. El cojinete principal 3 está montado en el husillo 1 y en el cojinete del cojinete 4, el asiento del cojinete 4 es una estructura anular integrada encajada en el lado exterior del husillo 1.Referring to Figure 3-10, embodiments of the present invention provide a transmission system for a wind turbine (hereinafter, the transmission system). As shown in Figures 3 and 4, the transmission system comprises a spindle 1, a speed increaser 2 and a connection structure for connecting the spindle 1 and the speed increaser 2, the spindle 1 being adapted to cooperate with the main bearing 3, and the end face (which may also be called the front end face) of the connection structure towards the spindle 1 being adapted to partially engage with the side wall of the main bearing 3, and a grooved bolt structure 9 is provided in this end face, and the inner circumferential wall of the bolt structure being 9 to stick to the outer wall of the spindle 1. The main bearing 3 is to be understood as comprising a front bearing 31 and a front bearing 32, the front end face of the bolt structure 9 being adapted to fit against the inner race of the bearing 321 of the rear bearing 32. The main bearing 3 is mounted on the spindle 1 and bearing bushing 4, the bearing seat 4 is an integrated annular structure fitted on the outer side of the spindle 1.
Los topes generalmente se refieren al bulón mecanizado en una pieza de trabajo y el hoyo mecanizado en otra pieza de trabajo durante el posicionamiento de dos piezas de trabajo, y dichos bulón y hoyo se llaman topes, por eso, los topes se dividen en tope convexo y tope cóncavo. En la presente instancia de realización, la estructura de bulón 9 debe entenderse como un tope convexo, y es un tope convexo con ranura. Como se muestra en la figura 9, se establece un círculo de estructura de reborde que sobresale hacia adelante en el borde exterior de la cara extrema delantera de la estructura de conexión, y esta estructura de reborde es la estructura de bulón 9, y el área del lado interno de la estructura de reborde forma una ranura, por eso se denomina estructura de bulón 9 de tipo ranura. La estructura de bulón 9 tiene una superficie de pared interna circunferencial, una superficie de pared externa circunferencial y una cara extrema delantera que está conectada entre las superficies de pared interna y externa. Aquí la parte delantera y la parte trasera se refieren a las direcciones de conexión del husillo 1, el incrementador de velocidad 2 y el generador, siendo la dirección más cercana al husillo 1 la parte delantera y la dirección más cercana al generador la parte trasera. Dado que la cara extrema delantera de la estructura de bulón 9 está encajada al cojinete principal 3, la estructura de conexión en esta instancia realización asume el papel de conectar el husillo 1 por un lado, y también desempeña un papel de posicionamiento del cojinete principal 3 en el husillo 1 por otro lado. En comparación con la tecnología existente, esta instancia de realización elimina la brida limitadora anular del cojinete principal 3 (que también puede llamarse brida limitadora del cojinete) y mejora la brida que conecta el husillo 1 añadiendo una estructura de bulón 9 para limitar el cojinete principal 3, es decir, la brida limitadora anular del cojinete principal 3 se combina con la brida de conexión del husillo 1 para integrarse en una sola pieza, lo que permite que los pernos, que originalmente solo se utilizaban para montar la brida limitadora anular, puedan utilizarse para soportar la fuerza axial del cojinete principal 3, así como el par de torsión del sistema del rotor y el momento de flexión causado por el peso del incrementador de velocidad 2, mientras que los pernos que solo se utilizaron para soportar el par de torsión también pueden utilizarse para soportar la fuerza axial del cojinete principal 3.Stops generally refer to the bolt machined in one workpiece and the hole machined in another workpiece during the positioning of two workpieces, and such bolt and hole are called stops, so stops are divided into convex stop and concave top. In the present instance of embodiment, the bolt structure 9 is to be understood as a convex stop, and it is a convex stop with a groove. As shown in Fig. 9, a forward-protruding flange structure circle is established at the outer edge of the front end face of the connecting structure, and this flange structure is the bolt structure 9, and the area on the inner side of the flange structure it forms a groove, so it is called a groove-type bolt structure 9. The bolt structure 9 has a circumferential inner wall surface, a circumferential outer wall surface, and a front end face that is connected between the inner and outer wall surfaces. Here front and rear refer to the connection directions of spindle 1, speed increaser 2, and generator, with the direction closest to spindle 1 being the front and the direction closest to the generator being the rear. Since the front end face of the bolt structure 9 is fitted to the main bearing 3, the connection structure in this embodiment assumes the role of connecting the spindle 1 on one side, and also plays a positioning role of the main bearing 3. on spindle 1 on the other hand. Compared with the existing technology, this embodiment eliminates the annular limiting flange of the main bearing 3 (which can also be called the limiting flange of the bearing) and improves the flange connecting the spindle 1 by adding a pin structure 9 to limit the main bearing. 3, that is, the main bearing annular limiter flange 3 is combined with the spindle connection flange 1 to be integrated into one piece, allowing the bolts, which were originally only used to mount the annular limiter flange, to used to bear the axial force of the main bearing 3 as well as the torque of the rotor system and the bending moment caused by the weight of the speed booster 2, while the bolts which were only used to bear the torque They can also be used to support the axial force of the main bearing 3.
Por eso, en esta instancia de realización, al proporcionar una estructura de conexión con una estructura de bulón 9 entre el husillo 1 y el incrementador de velocidad 2, la estructura de conexión puede asumir la función tanto de conectar el husillo 1 como de limitar el cojinete principal 3 sin tener que establecer una brida limitadora del cojinete por separado. Además, el husillo 1 es generalmente un eje de escalera de tres órdenes, es decir, el husillo 1 tiene una sección de diámetro grande, una sección de diámetro mediano y una sección de diámetro pequeño, la sección de diámetro grande se utiliza para conectar el rotor, la sección de diámetro pequeño se utiliza para conectar el incrementador de velocidad 2 o el generador y la sección de diámetro mediano está soportada por el cojinete principal 3. Es decir, en comparación con el diámetro de la brida del husillo 1 conectado al cubo, el diámetro del extremo posterior del husillo 1 (el extremo conectado al incrementador de velocidad 2) es más pequeño, por lo que el perno utilizado para transmitir el par del rotor conectado al incrementador de velocidad 2 está sometido a una fuerza mayor. Cuando la brida limitadora del cojinete se integra con la brida de conexión del husillo 1, el diámetro del círculo de distribución del perno utilizado para transmitir el par aumenta, mejorando así la condición de fuerza del perno y mejorando el efecto del perno, asegurando así que se mejora el efecto de transmisión del par del sistema de transmisión.Therefore, in this embodiment, by providing a connection structure with a bolt structure 9 between the spindle 1 and the speed increaser 2, the connecting structure can assume the function of both connecting the spindle 1 and limiting the main bearing 3 without having to set a separate bearing limiting flange. In addition, the spindle 1 is generally a three-order ladder shaft, that is, the spindle 1 has a large diameter section, a medium diameter section and a small diameter section, the large diameter section is used to connect the rotor, the small diameter section is used to connect the speed booster 2 or generator and the medium diameter section is supported by the main bearing 3. That is, compared to the diameter of the spindle 1 flange connected to the hub , the diameter of the rear end of the spindle 1 (the end connected to the speed increaser 2) is smaller, so the bolt used to transmit the torque of the rotor connected to the speed increaser 2 is subjected to a greater force. When the limiting flange of the bearing is integrated with the connecting flange of the spindle 1, the diameter of the distribution circle of the bolt used to transmit the torque is increased, thus improving the force condition of the bolt and improving the effect of the bolt, thus ensuring that the torque transmission effect of the transmission system is improved.
En un modo de realización, el extremo posterior del husillo 1 está conectado directamente al incrementador de velocidad 2 mediante elementos de fijación, en esta manera, como se muestra en Figura 5, la estructura de conexión comprende la primera brida 5 provista en el extremo de entrada del incrementador de velocidad 2, estando la primera brida 5 adaptada para la conexión con el husillo 1 y estando la primera brida 5 provista de una estructura de bulón 9. Como se muestra en la Figura 5, el extremo de entrada del incrementador de velocidad 2 está diseñado como una estructura de conexión con una estructura de bulón 9, que se conecta al husillo 1. Así, al integrar la primera brida 5 con el extremo de entrada del incrementador de velocidad 2, se aumenta la resistencia de la conexión entre el incrementador de velocidad y el husillo, facilitando así la transferencia de carga.In one embodiment, the rear end of the spindle 1 is directly connected to the speed increaser 2 by fixing elements, in this way, as shown in Figure 5, the connection structure comprises the first flange 5 provided at the end of input of the speed increaser 2, the first flange 5 being adapted for connection with the spindle 1 and the first flange 5 being provided with a bolt structure 9. As shown in Figure 5, the input end of the speed increaser 2 is designed as a connection structure with a bolt structure 9, which is connected to the spindle 1. Thus, by integrating the first flange 5 with the input end of the speed increaser 2, the connection strength between the speed increaser 2 is increased. speed increaser and spindle, thus facilitating load transfer.
En otro modo de realización, el extremo posterior del husillo 1 está conectado al incrementador de velocidad 2 mediante un eje corto, en esta manera, como se muestra en Figura 9, la estructura de conexión comprende un eje de conexión 6 y la segunda brida 7 provista en un extremo del eje de conexión 6, estando la segunda brida 7 provista de una estructura de bulón 9, y el otro extremo del eje de conexión 6 está conectado al incrementador de velocidad 2. Donde, el diámetro exterior de la segunda brida 7 es mayor que el diámetro interior de la estructura de bulón 9, y el diámetro interior de la estructura de bulón 9 es mayor que el diámetro del husillo 1, de modo que cuando la cara extrema de la estructura de bulón 9 se encaja contra la pared lateral del cojinete principal 3, la pared interior circunferencial de la estructura de bulón 9 también se encaja contra la pared exterior del husillo. Además, el eje de conexión 6 está provisto de un orificio de paso de cables 61 de penetración axial que se utiliza para el paso de cables. Como se muestra en la Figura 6, el husillo 1 está conectado al incrementador de velocidad 2 por medio de un eje de conexión 6, está provista de una estructura de conexión con estructura de bulón 9 en el extremo del eje de conexión 6 conectado con el husillo 1, realizando así la conexión del eje de conexión 6 con el husillo 1, mientras tanto, se utiliza la estructura de bulón 9 para limitar el cojinete 3 (es decir, el cojinete delantero 32) en el husillo 1.In another embodiment, the rear end of the spindle 1 is connected to the speed increaser 2 by means of a short shaft, in this way, as shown in Figure 9, the connection structure comprises a connection shaft 6 and the second flange 7 provided at one end of the connecting shaft 6, the second flange 7 being provided with a bolt structure 9, and the other end of the connecting shaft 6 is connected to the speed booster 2. Wherein, the outer diameter of the second flange 7 is greater than the inner diameter of the bolt structure 9, and the inner diameter of the bolt structure 9 is greater than the diameter of the spindle 1, so that when the end face of the bolt structure 9 fits against the wall side of the main bearing 3, the circumferential inner wall of the bolt structure 9 also fits against the outer wall of the spindle. Furthermore, the connection shaft 6 is provided with an axial penetration cable passage hole 61 which is used for cable passage. As shown in Figure 6, the spindle 1 is connected to the speed increaser 2 by means of a connecting shaft 6, it is provided with a bolt-shaped connecting structure 9 at the end of the connecting shaft 6 connected with the spindle 1, thus realizing the connection of the connecting shaft 6 with the spindle 1, meanwhile, the bolt structure 9 is used to constrain the bearing 3 (that is, the front bearing 32) in the spindle 1.
En algunas de estos modos de realización, la estructura de conexión también comprende una tercera brida 8, es decir, el husillo 1 está conectado al incrementador de velocidad 2 por medio de un eje de conexión 6, y ambos extremos del eje de conexión 6 están conectado la segunda brida 7 y la tercera brida 8 respectivamente, siendo la segunda brida 7 una brida con una estructura de bulón 9 para la conexión al husillo 1 y la tercera brida 8 para la conexión al incrementador de velocidad 2. De esta manera se realiza la conexión del husillo 1 con el incrementador de velocidad 2. Al establecer una conexión de brida entre el eje de conexión 6 y el incrementador de velocidad 2, se facilita el desmontaje y el montaje en el mantenimiento posterior.In some of these embodiments, the connection structure also comprises a third flange 8, that is, the spindle 1 is connected to the speed increaser 2 by means of a connection shaft 6, and both ends of the connection shaft 6 are connected the second flange 7 and the third flange 8 respectively, the second flange 7 being a flange with a bolt structure 9 for the connection to the spindle 1 and the third flange 8 for the connection to the speed increaser 2. In this way it is carried out the connection of the spindle 1 with the speed increaser 2. By establishing a flange connection between the connection shaft 6 and the speed increaser 2, disassembly and assembly in subsequent maintenance is facilitated.
De esta manera, el diámetro del círculo de distribución de pernos dispuesto en el extremo posterior del husillo 1 en esta instancia de realización puede ser lo más grande como sea posible, que, puede mejorar el efecto de los pernos por un lado, y, por otro lado, el diámetro de la sección intermedia del eje de conexión 6 puede diseñarse para que sea mayor con el fin de mejorar la situación de fuerza del eje de conexión 6. Como puede entenderse, los dos extremos del eje de conexión 6 están conectados al husillo 1 y al incrementador de velocidad 2 respectivamente, y la parte situada entre los dos extremos del eje de conexión 6 es la sección intermedia del eje de conexión 6. La segunda brida 7 y la tercera brida 8 están provistas en cada uno de los dos extremos del eje de conexión 6 respectivamente, y los diámetros de la segunda brida 7 y la tercera brida 8 son mayores que el diámetro de la sección intermedia. Es que el diámetro del círculo de distribución de los pernos utilizados para conectar el extremo trasero del husillo 1 y la segunda brida 7 es relativamente grande, por eso todavía se puede ceder espacio para los pernos cuando el diámetro de la sección intermedia del eje de conexión 6 es relativamente grande, eso significa que el diámetro de la sección intermedia del eje de conexión 6 puede ser tan grande como sea posible siempre cumpla la condición de ceder espacio para los pernos, para que el eje de conexión 6 tenga una función más fuerte en la transmisión del par.In this way, the diameter of the bolt distribution circle arranged at the rear end of the spindle 1 in this embodiment can be as large as possible, which can improve the effect of the bolts on the one hand, and on the other On the other hand, the diameter of the intermediate section of the connecting shaft 6 can be designed to be larger in order to improve the force situation of the connecting shaft 6. As can be understood, the two ends of the connecting shaft 6 are connected to the spindle 1 and speed increaser 2 respectively, and the part between the two ends of the connecting shaft 6 is the intermediate section of the connecting shaft 6. The second flange 7 and the third flange 8 are provided on each of the two ends of the connecting shaft 6 respectively, and the diameters of the second flange 7 and the third flange 8 are greater than the diameter of the intermediate section. It is that the diameter of the distribution circle of the bolts used to connect the tail end of the spindle 1 and the second flange 7 is relatively large, so space can still be given up for the bolts when the diameter of the intermediate section of the connecting shaft 6 is relatively large, that means the diameter of connecting shaft 6 intermediate section can be as large as possible as long as it meets the condition of giving up space for bolts, so that connecting shaft 6 has stronger function in torque transmission.
En el modo de realización preferido, el eje de conexión 6, la segunda brida 7 y la tercera brida 8 están conectados en un conjunto, es decir, la estructura de conexión que incluye el eje de conexión 6, la segunda brida 7 y la tercera brida 8 está diseñada como una estructura integrada, aumentando así la resistencia general de la estructura de conexión y, por tanto, la capacidad de transmisión de carga del sistema de transmisión.In the preferred embodiment, the connecting shaft 6, the second flange 7 and the third flange 8 are connected in one set, that is, the connection structure including the connection shaft 6, the second flange 7 and the third flange 8 is designed as an integrated structure, thus increasing the overall strength of the connection structure, and, therefore, the load transmission capacity of the transmission system.
En algunos modos de realización, como se muestra en la Figura 8, el primer orificio de conexión 12 está provisto en la superficie de la primera brida 11 en el extremo posterior del husillo 1, por el que se entiende el extremo posterior del husillo 1 como el extremo del husillo conectado a la estructura de conexión, y un segundo orificio de conexión 72 está provisto en la superficie de la segunda brida 71 de la estructura de conexión que coordina con el primer orificio de conexión 12. Donde, la superficie de la segunda brida 71 se refiere a la superficie de la pared en la cara extrema de la estructura de conexión hacia el husillo 1 para el ajuste estrecho con el husillo. Debe entenderse que la estructura de conexión está provista de una segunda brida 7 en un extremo y otro extremo puede estar integrado con el extremo de entrada del incrementador de velocidad o estar provista de la tercera brida 8, estando la segunda brida 7 conectada al husillo y la tercera brida 8 conectada al incrementador de velocidad, donde la segunda brida 7 tiene una superficie de la segunda brida 71 y el husillo tiene una superficie de la primera brida 11, estando el husillo conectado a la segunda brida 7 por dos superficies de brida y estando la tercera brida 8 conectada al incrementador de velocidad 2 mediante superficies de brida también. El sistema de transmisión también comprende los elementos de fijación, que están adaptados para pasar a través del primer orificio de conexión 12 y del segundo orificio de conexión 72 para conectar el husillo 1 a la estructura de conexión. Donde el primer orificio de conexión 12 está distribuido en dirección circunferencial en la superficie de la primera brida 11 y está distribuido al menos un círculo para aumentar el efecto de apriete entre el husillo 1 y la estructura de conexión. Los elementos de fijación pueden ser tornillos o pernos, o una combinación de tornillo y pasador de fijación o una combinación de perno y pasador de fijación. En este caso, como se muestra en la Figura 10, el segundo orificio de conexión 72 comprende un orificio de pasador 721 y un orificio roscado 722, donde el orificio de pasador 721 se utiliza para la inserción del pasador de fijación, que está sujeto a un par de torsión, y el orificio roscado 722 se utiliza para la inserción del perno, por ejemplo, que está sujeto a una fuerza de pretensado, y también a un par de torsión.In some embodiments, as shown in Figure 8, the first connection hole 12 is provided on the surface of the first flange 11 at the rear end of the spindle 1, by which is meant the rear end of the spindle 1 as the end of the screw connected to the connection structure, and a second connection hole 72 is provided on the surface of the second flange 71 of the connection structure that coordinates with the first connection hole 12. Wherein, the surface of the second flange 71 refers to the wall surface at the end face of the connecting structure towards the spindle 1 for close fit with the spindle. It is to be understood that the connection structure is provided with a second flange 7 at one end and another end may be integrated with the input end of the speed increaser or provided with the third flange 8, the second flange 7 being connected to the spindle and the third flange 8 connected to the speed booster, wherein the second flange 7 has a second flange surface 71 and the spindle has a first flange surface 11, the spindle being connected to the second flange 7 by two flange surfaces and the third flange 8 being connected to the speed booster 2 via flange surfaces as well. The transmission system also comprises the fixing elements, which are adapted to pass through the first connection hole 12 and the second connection hole 72 to connect the spindle 1 to the connection structure. Wherein the first connection hole 12 is distributed in the circumferential direction on the surface of the first flange 11 and is distributed at least one circle to increase the tightening effect between the screw 1 and the connection structure. The fasteners can be screws or bolts, or a screw and fixing pin combination or a bolt and fixing pin combination. In this case, as shown in Figure 10, the second connection hole 72 comprises a pin hole 721 and a threaded hole 722, where the pin hole 721 is used for the insertion of the fixing pin, which is subjected to a torque, and the threaded hole 722 is used for the insertion of the bolt, for example, which is subjected to a prestressing force, and also to a torque.
Cabe mencionar, es que el husillo 1 es un eje hueco, el perno o tornillo puede instalarse desde el lado de la brida de conexión del agujero interior del husillo 1, o desde el lado de la brida del eje de conexión 6 (es decir, el lado de la estructura de conexión), o, como se muestra en las Figuras 5-7, el perno o tornillo se instala desde el lado de la brida de conexión del agujero interior del husillo 1 y el lado de la brida del eje de conexión 6 en combinación. Esto evita la interferencia entre los pernos o tornillos de los anillos interiores y exteriores adyacentes, y también permite un espacio de montaje suficiente para los pernos o tornillos para facilitar el montaje y desmontaje.It is worth mentioning, is that the spindle 1 is a hollow shaft, the bolt or screw can be installed from the connection flange side of the inner hole of the spindle 1, or from the flange side of the connection shaft 6 (that is, connection frame side), or, as shown in Figures 5-7, the bolt or screw is installed from the connection flange side of the hole inside of the spindle 1 and the flange side of the connecting shaft 6 in combination. This prevents interference between adjacent inner and outer ring bolts or screws, and also allows sufficient mounting clearance for the bolts or screws to facilitate mounting and dismounting.
En algunos modos de realización, el sistema de transmisión también comprende una junta 10, como se muestra en Figura 7, la junta 10 está provista entre la cara extrema de la estructura de bulón 9 hacia el husillo y el cojinete principal 3, para compensar los errores de fabricación. El número de junta 10 puede ser una o más de una.In some embodiments, the transmission system also comprises a gasket 10, as shown in Figure 7, the gasket 10 is provided between the end face of the pin structure 9 towards the spindle and the main bearing 3, to compensate for the manufacturing errors. The joint number 10 may be one or more than one.
Aunque la presente divulgación se divulga como se ha indicado anteriormente, el ámbito de protección de la presente divulgación no se limita a ello. Un experto en el sector puede realizar diversos cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente divulgación, todos los cuales quedarán comprendidos en el alcance de protección de la presente invención. Although the present disclosure is disclosed as above, the scope of protection of the present disclosure is not limited thereto. A person skilled in the art can make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present disclosure, all of which will fall within the scope of protection of the present invention.
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