專利名稱：用于裝配風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本文所述的主題一般地涉及用于裝配風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
至少一些已知的風力渦輪機塔架包括固定在塔架頂上的機艙。機艙包括通過轉子軸而聯(lián)接在齒輪箱和發(fā)電機上的轉子組件。在已知的轉子組件中，多個葉片從轉子延伸出來。葉片定向成使得穿過葉片的風使轉子旋轉并使軸旋轉，從而驅動發(fā)電機來產生電力。因為許多已知的風力渦輪機為公共電網提供電功率，所以至少一些風力渦輪機具有較大的構件(例如直徑超過三十米的轉子)，其有利于供給更大量的電功率。然而，較大的構件時常遭受由于風切變、偏航失準和/或湍流而導致的增大的負載(例如非對稱的負載)的影響，并且已經知曉增大的負載對齒輪箱組件和/或風力渦輪機的其它構件導致極大的疲勞循環(huán)。至少一些已知的風力渦輪機包括均定位在機艙內的發(fā)電機和齒輪箱。發(fā)電機利用高速軸聯(lián)接在齒輪箱上。至少一些已知的齒輪箱組件有利于將旋轉能量從低速轉子軸傳遞給高速軸，高速軸可旋轉地驅動發(fā)電機，從而有利于生產電功率。隨著時間的流逝，齒輪箱、 發(fā)電機和/或其它風力渦輪機構件可能變得磨損。隨著風力渦輪機構件變得磨損，風力渦輪機變得低效。至少在一些已知的風力渦輪機中，轉子葉片被變槳，以有利于限制轉子軸的旋轉，從而有利于風力渦輪機構件的修理。在一些風力渦輪機中，葉片長度在60-100米之間，且因此，轉子軸在遭遇疾風條件時可能出乎意料地旋轉。因此，期望提供一種有利于限制轉子軸的旋轉，從而有利于風力渦輪機構件的修理和/或替換的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容
一方面，提供了一種裝配風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件的方法。該風力渦輪機包括通過轉子軸可旋轉地聯(lián)接在發(fā)電機上的轉子。發(fā)電機和轉子軸從底板框架被支撐， 并且轉子軸包括轉子鎖盤。該方法包括將支撐框架聯(lián)接到底板框架上。支撐框架定位在轉子鎖盤的附近。將多個鎖銷殼聯(lián)接在支撐框架上。該多個鎖銷殼的各個鎖銷殼相對于轉子鎖盤進行定位。提供了多個鎖銷。該多個鎖銷的各個鎖銷構造成接合轉子鎖盤。各個鎖銷聯(lián)接在多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼和轉子鎖盤之間，從而有利于限制轉子軸的旋轉。另一方面，提供了一種用于在風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件。該風力渦輪機包括通過轉子軸可旋轉地聯(lián)接在發(fā)電機上的轉子和構造成支撐發(fā)電機和轉子軸的底板框架。轉子軸包括轉子鎖盤。轉子鎖定組件包括聯(lián)接在底板框架上的支撐框架。支撐框架定位在轉子鎖盤的附近。多個鎖銷殼聯(lián)接在支撐框架上。該多個鎖銷殼的各個鎖銷殼構造成可相對于轉子鎖盤進行定位。多個鎖銷構造成接合轉子鎖盤，從而有利于限制轉子軸的旋轉。該多個鎖銷的各個鎖銷聯(lián)接在多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼上。
在又另一方面，提供了一種風力渦輪機。這種風力渦輪機包括塔架、聯(lián)接在塔架上的機艙、定位在機艙內的發(fā)電機和利用轉子軸可旋轉地聯(lián)接在發(fā)電機上的轉子。轉子軸包括轉子鎖盤。底板框架聯(lián)接在發(fā)電機和轉子軸上，用于將發(fā)電機和轉子軸支撐在機艙內。轉子鎖定組件聯(lián)接在底板框架上，并適合于聯(lián)接到轉子鎖盤上。轉子鎖定組件包括聯(lián)接在底板框架上的支撐框架。支撐框架定位在轉子鎖盤的附近。多個鎖銷殼聯(lián)接在支撐框架上。 該多個鎖銷殼的各個鎖銷殼構造成可相對于轉子鎖盤進行定位。多個鎖銷構造成接合轉子鎖盤，從而有利于限制轉子軸的旋轉。該多個鎖銷的各個鎖銷聯(lián)接在多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼上。本文所述的實施例有利于修理和/或替換位于風力渦輪機的塔架頂上的風力渦輪機構件。更具體地說，本文所述的轉子鎖定組件有利于將轉子軸的轉矩均勻分布到底板支撐框架上，從而有利于限制轉子軸的旋轉。


圖1是示例性風力渦輪機的透視圖。圖2是圖1中所示的風力渦輪機的一部分的放大透視圖，包括示例性轉子鎖定組件。圖3是圖2中所示的轉子鎖定組件的局部橫截面圖。圖4是適合于與圖2中所示的轉子鎖定組件一起使用的示例性鎖銷殼的正視圖。圖5是適合于與圖2中所示的轉子鎖定組件一起使用的示例性支撐框架的放大透視圖。圖6是適合于與圖2中所示的轉子鎖定組件一起使用的示例性鎖銷的透視圖。圖7是適合于與圖2中所示的轉子鎖定組件一起使用的備選鎖芯(lock insert) 的透視圖。圖8是圖7中所示的鎖芯的局部截面圖。圖9是圖7中所示的鎖芯的另一局部橫截面圖。圖10是備選轉子鎖定組件的局部橫截面圖。圖11是圖10中所示的備選轉子鎖定組件的另一局部橫截面圖。圖12是適合于與圖10中所示的備選轉子鎖定組件一起使用的示例性鎖塊的透視圖。零部件列表10風力渦輪機12 塔架14支撐面16 機艙18發(fā)電機20齒輪箱22 轉子24轉子軸沈可旋轉的輪轂
28轉子葉片
30轉子鎖定組件
32方向
34旋轉軸線
36槳距調整系統(tǒng)
38偏航驅動機構
42偏航軸線
44圓柱形主體
46轉子軸第一端
48第二端
50轉子凸緣
52轉子鎖盤
討轉子鎖盤開口
56軸支撐軸承
58開口
60前面部分
62齒輪箱外殼
64行星架
66收縮盤
68外表面
70高速軸
72后面部分
74傳動系
76傳動系支撐組件
78底板框架
80發(fā)電機框架
82第一側壁
84第二側壁
86縱向方向
88前面部分
90后面部分
92頂板
94底板
96橫向方向
102支撐框架
104鎖銷殼
106鎖銷
108徑向方向
110切線方向
112 轉矩114前表面116轉子盤端面118中心軸線120 中心開口122前表面124后表面126銷支撐部件1 鎖定凸緣130 主體132 第一端134 第二端136內表面138銷空腔140 第一開口142 第二開口144螺紋部分146截頂?shù)念^部148外表面150第一周向間隙152前面部分154 | 巨離156鎖定凸緣開口158緊固件160第二周向間隙162緊固件開口164夕卜表面166鎖銷體168頭部部分170末端部分172外表面174 螺、紋176夕卜表面178 鎖芯180夕卜凸緣182末端部分184鎖芯體186夕卜表面188鎖盤內表面0110]190內表面
0111]192 空腔
0112]196前面部分
0113]198鎖止件
0114]200螺紋外表面
0115]202驅動孔
0116]204 鎖環(huán)
0117]206環(huán)形槽
0118]208支撐板
0119]210第一支撐墊片
0120]212第二支撐墊片
0121]214多個槽
0122]216軸承支架
0123]218內表面
0124]219 軸開口
0125]220平坦表面
0126]222前表面
0127]2 端面
0128]2 筒夾部分
0129]230 筒夾
0130]232內表面
0131]2；34外表面
0132]236第一側壁
0133]238第二側壁
0134]240外部部件
0135]M2上表面
0136]244
0137]246保持彈簧
0138]248
0139]250徑向外表面
0140]邪2底表面
0141]2M第一側表面
壁壁塊
255第二側表面 256棒 258上表面 260下表面 262第一側 264第二側 266第一鎖
0142]
0143]
0144]
0145]
0146]
0147]
0148]
268第二鎖塊
270錐形開口
272第一外表
274第一內表
276第二外表
278第二內表
280外凸緣
282限制夾
具體實施例方式本文所述的實施例包括一種風力渦輪機系統(tǒng)，其使得能夠進行風力渦輪機構件的維護，尤其相對于定位在風力渦輪機的塔架頂上的構件而言。更具體地說，本文所述的轉子鎖定組件有利于將來自轉子軸的轉矩均勻地傳遞到底板上，從而有利于限制轉子軸的旋轉。如本文所用，用語“塔架頂上”意圖代表風力渦輪機塔架的頂部部分上方的風力渦輪機的任何位置，例如機艙和/或轉子聯(lián)接在風力渦輪機塔架的頂部部分上期間位于機艙和/ 或轉子內或外的任何位置。圖1是示例性風力渦輪機10的透視圖。在該示例性實施例中，風力渦輪機10是橫軸風力渦輪機。備選地，風力渦輪機10可以是豎軸風力渦輪機。在該示例性實施例中， 風力渦輪機10包括從支撐面14延伸出來的塔架12、安裝在塔架12上的機艙16、定位在機艙16內的發(fā)電機18、聯(lián)接在發(fā)電機18上的齒輪箱20以及利用轉子軸M而可旋轉地聯(lián)接在齒輪箱20上的轉子22。轉子22包括可旋轉的輪轂沈和聯(lián)接在輪轂沈上并從輪轂向外延伸出來的至少一個轉子葉片觀。轉子鎖定組件30聯(lián)接在轉子軸M上，從而有利于限制轉子軸M的旋轉。在該示例性實施例中，轉子22包括三個轉子葉片觀。在一個備選實施例中，轉子22包括多于或少于三個轉子葉片28。在該示例性實施例中，塔架12由管狀鋼制成，從而限定了在支撐面14和機艙16之間延伸的空腔(圖1中未顯示)。在一個備選實施例中，塔架12是具有任何合適高度的任意合適類型的塔架。轉子葉片觀圍繞輪轂沈而間隔開，以有利于旋轉的轉子22能夠從風將動能轉換成可使用的機械能，且之后轉換成電能。在該示例性實施例中，轉子葉片觀具有范圍在大約30米(m) (99英尺(ft))至大約120m(394ft)內的長度。備選地，轉子葉片28可具有任何合適的長度，其使風力渦輪機10能夠如本文所述起作用。例如，轉子葉片長度的其它非限制性的示例包括IOm或更少、20m、37m或大于120m的長度。當風從方向32撞擊轉子葉片 28時，轉子22圍繞旋轉軸線34而旋轉。當轉子葉片觀旋轉并遭受離心力作用時，轉子葉片觀還遭受各種作用力和力矩的作用。因此，轉子葉片觀可能從中性或非偏轉的位置偏轉和/或旋轉至偏轉位置。此外，可通過槳距調整系統(tǒng)36改變轉子葉片觀的槳距角或葉片槳距，即，確定轉子葉片觀相對于風的方向32的透視角度，從而通過調整至少一個轉子葉片觀相對于風矢量的角度位置而控制負載和由風力渦輪機10產生的功率。圖2是風力渦輪機10的一部分的放大的透視圖。在該示例性實施例中，轉子軸 24、齒輪箱20、發(fā)電機18和偏航驅動機構38至少部分地定位在機艙16內。偏航驅動機構 38有利于在偏航軸線42(圖1中所示)上使機艙16和輪轂沈旋轉從而控制轉子葉片觀
9相對于風的方向32的透視角。轉子軸M包括在第一端46和相對的第二端48之間延伸的基本圓柱形的主體44。第一端46聯(lián)接在轉子22上(圖1中所示)。更具體地說，轉子軸 M包括固定地聯(lián)接在轉子軸的第一端46上的轉子凸緣50。輪轂沈(圖1中所示)聯(lián)接在轉子凸緣50上，使得輪轂沈圍繞軸線34的旋轉有利于使轉子軸M圍繞軸線34而旋轉。 轉子鎖盤52聯(lián)接在轉子軸M的第一端46上。轉子鎖盤52限定了多個開口 54，各開口 M 穿過轉子鎖盤52延伸并圍繞轉子鎖盤52而周向地定位。在該示例性實施例中，風力渦輪機10還包括軸支撐軸承56。軸支撐軸承56有利于轉子軸M的徑向支撐和對準。在一個實施例中，軸支撐軸承56聯(lián)接在轉子軸M的第一端46上，靠近轉子凸緣50。在一個備選實施例中，風力渦輪機10可包括使風力渦輪機10能夠如本文所述起作用的任何數(shù)量的支撐軸承。第二端48可旋轉地聯(lián)接在齒輪箱20上。在該示例性實施例中，齒輪箱20限定了穿過齒輪箱外殼62的前段60的開口 58。開口 58尺寸設置成接納第二端48。齒輪箱20包括聯(lián)接到前段60上的行星架64。行星架64構造成接納轉子軸M的第二端48。行星架64 包括基本圓形的內表面(未顯示)，其限定了尺寸設置成在其中接納轉子軸M的開口(未顯示)。收縮盤66聯(lián)接在行星架64上，并徑向向外從行星架64延伸，使得行星架64位于收縮盤66和轉子軸M之間。收縮盤66構造成將行星架64壓縮在轉子軸M的外表面68 周圍，從而有利于通過摩擦配合而將行星架64聯(lián)接到轉子軸M上。高速軸70聯(lián)接在齒輪箱20的后面部分72和發(fā)電機18之間。在風力渦輪機10的操作期間，轉子軸M的旋轉可旋轉地驅動齒輪箱20，齒輪箱20隨后驅動高速軸70。高速軸70可旋轉地驅動發(fā)電機18， 從而有利于通過發(fā)電機18產生電功率。轉子軸對、發(fā)電機18、齒輪箱20、高速軸70和/或支撐軸承56有時被稱為傳動系74。在該示例性實施例中，傳動系74由傳動系支撐組件76 支撐。傳動系支撐組件76包括底板框架78和懸垂于底板框架78上的發(fā)電機框架80。在一個實施例中，齒輪箱20、轉子軸M和軸支撐軸承56均由底板框架78來支撐。發(fā)電機18 由發(fā)電機框架80來支撐。在該示例性實施例中，底板框架78包括第一側壁82和相對的第二側壁84，它們均沿縱向方向86而在前段88和后段90之間延伸。第一側壁82和第二側壁84各包括頂板92和底板94。軸支撐軸承56聯(lián)接在底板框架78的前段88上，并沿橫向方向96而在第一側壁82和第二側壁84之間延伸。轉子軸M延伸穿過軸支撐軸承56并受到軸支撐軸承56和齒輪箱20的支撐。在該示例性實施例中，轉子22(圖1中所示)聯(lián)接在轉子軸M 上，使得轉子22通過轉子軸M而受到軸支撐軸承56和齒輪箱20的支撐。在一個備選實施例中，風力渦輪機10不包括齒輪箱20。在該備選實施例中，轉子軸M聯(lián)接在轉子22和發(fā)電機18之間，并且受到軸支撐軸承56和發(fā)電機18的支撐。在該示例性實施例中，轉子鎖定組件30聯(lián)接在底板框架78的前段88上，并聯(lián)接到轉子鎖盤52上，從而有利于限制轉子軸M的旋轉。轉子鎖定組件30包括聯(lián)接在底板框架78上的支撐框架102、聯(lián)接在支撐框架102上的多個鎖銷殼104、以及聯(lián)接在各個鎖銷殼 104上并適合于與轉子鎖盤52相接觸的多個鎖銷106。各個鎖銷106構造成插過相對應的轉子鎖盤開口 54，從而有利于將轉子鎖定組件30聯(lián)接到轉子鎖盤52上。各個鎖銷殼104 構造成可相對于轉子鎖盤52而定位在徑向方向108和切線方向110上，從而有利于鎖銷 106與轉子鎖盤開口 M同軸對準。
在風力渦輪機10的操作期間，轉子22的旋轉使轉子軸M圍繞軸線34旋轉，使得將轉矩(圖2中箭頭112所示)從轉子軸M給予齒輪箱20和/或發(fā)電機18。隨著時間的流逝，傳動系74可能需要修理和/或替換。轉子鎖定組件30構造成有利于限制轉子軸M 的旋轉，從而有利于修理風力渦輪機10的塔架上的傳動系74。轉子鎖定組件30還構造成將轉矩112從齒輪箱20和/或發(fā)電機18傳遞給底板框架78。更具體地說，轉子鎖定組件 30構造成將至少一部分轉矩112均勻地傳遞給各個轉子鎖銷106，使得各個轉子鎖銷106 遭受基本相等的部分轉矩112。圖3是圖2中所示的轉子鎖定組件30沿著剖面線3-3的局部橫截面圖。圖4是鎖銷殼104的正視圖。圖3和圖4中所示的相同的構件用圖2中使用的相同的標號來標示。 在該示例性實施例中，各個轉子鎖盤開口討在前表面114和端面116之間延伸，并限定了中心軸線118。支撐框架102在前表面122和后表面IM之間限定了多個中心開口 120。各個中心開口 120從轉子軸M(圖2中所示)向外周向地間隔開，并且與相對應的轉子鎖盤開口 M基本上同軸對準。中心開口 120尺寸設置成接納相對應的鎖銷殼104。鎖銷殼104 包括銷支撐部件126和圍繞銷支撐部件1 而周向延伸的鎖定凸緣128。銷支撐部件1 具有在第一端132和第二端134之間延伸的主體130。主體130具有基本圓柱形的形狀，并且包括限定了銷空腔138的內表面136，銷空腔138沿縱向方向86而在由第一端132限定的第一開口 140和由第二端134限定的第二開口 142之間延伸。銷空腔138尺寸設置成接納鎖銷106。內表面136的至少一部分包括螺紋部分144，該螺紋部分144構造成有利于將鎖銷106聯(lián)接到鎖銷殼104上。在一個實施例中，螺紋部分144包括截頂?shù)念^部146，從而有利于當鎖銷106定位在銷空腔138內并且與轉子鎖盤52相接觸時減小螺紋部分144的變形。在該示例性實施例中，主體130的外表面148具有第一直徑(I1，該第一直徑(I1小于中心開口 120的第二直徑d2，使得在外表面148和支撐框架102之間限定了第一周向間隙150。第一周向間隙150構造成有利于使鎖銷殼104在徑向方向108和切線方向110上 (二者均在圖2中顯示)相對于轉子鎖盤52和支撐框架102而移動，從而有利于使鎖銷 106與轉子鎖盤開口 M對準。銷支撐部件1 插過中心開口 120，使得主體130的前面部分152從支撐框架102朝向轉子鎖盤52向外延伸。銷支撐部件1 定位在離轉子鎖盤52 距離IM處，使得銷支撐部件1 不與轉子鎖盤52相接觸。鎖定凸緣128限定了圍繞銷支撐部件126而周向定向的多個開口 156。各個開口 156尺寸設置成接納緊固件158，使得在緊固件158和鎖定凸緣1 之間限定第二周向間隙 160。第二周向間隙160構造成有利于鎖銷殼104相對于支撐框架102沿徑向方向108和切線方向110定位。支撐框架102包括圍繞中心開口 120而周向定向的多個緊固件開口 162。緊固件158構造成插過鎖定凸緣開口 156并穿過對準的緊固件開口 162，從而有利于將鎖銷殼104聯(lián)接到支撐框架102上。鎖定凸緣128的外表面164與支撐框架102的后表面1 相接觸，且鎖銷殼104聯(lián)接在支撐框架102上。鎖銷106定位在銷空腔138中，并穿過第一開口 140而朝向轉子鎖盤52延伸。鎖銷106包括基本圓柱形的鎖銷主體166，其在頭部部分168和末端部分170之間延伸。頭部部分168在鎖銷殼104和轉子鎖盤52之間延伸，并且插入到轉子鎖盤開口 M中。鎖銷106 構造成有利于將轉矩112從轉子鎖盤52傳遞至支撐框架102，從而有利于限制轉子軸M的旋轉。在一個實施例中，鎖銷主體166包括包含螺旋形的螺紋174外表面172，螺紋174構造成與內表面螺紋部分144配合，從而有利于將鎖銷106聯(lián)接到鎖銷殼104上。在一個備選實施例中，外表面172是基本平滑的，并且利用摩擦配合而聯(lián)接在鎖銷殼104上。在該示例性實施例中，頭部部分168包括具有截頂圓錐形狀的外表面176，并且從鎖銷主體166朝著轉子鎖盤52而逐漸縮小。在該示例性實施例中，轉子鎖定組件30包括定位在各個轉子鎖盤開口 M內并且位于鎖銷106和轉子鎖盤52之間的多個鎖芯178。各個鎖芯178均包括從鎖芯體184的末端部分182徑向向外延伸的外凸緣180。外凸緣180構造成與轉子鎖盤52的端面116相接觸，從而有利于防止鎖芯178移動穿過轉子鎖盤開口 M。鎖芯體184包括外表面186，該外表面186尺寸設置成并成形為與轉子鎖盤52的內表面188相接觸，該內表面188限定了轉子鎖盤開口 54。外表面186具有直徑d3，該直徑d3基本上等于轉子鎖盤開口 M的直徑d4。 鎖芯體184的內表面190限定了在鎖芯體184的末端部分182和前面部分196之間延伸的錐形空腔192?？涨?92尺寸設置成接納頭部部分168，使得頭部部分168的外表面176與內表面190相接觸，從而有利于在鎖銷106和轉子鎖盤52之間形成摩擦配合。鎖芯178構造成將至少一部分轉矩112周向均勻地分布到頭部部分168的外表面176上。鎖止件198聯(lián)接在鎖銷殼104上，從而有利于限制鎖銷106在縱向方向86上相對于鎖銷殼104的運動。鎖止件198定位在銷空腔138內，并且具有帶螺紋的外表面200，從而有利于將鎖止件198聯(lián)接到鎖銷殼104上。在一個實施例中，鎖止件198包括至少一個驅動孔202，該驅動孔202尺寸設置成接納驅動單元(未顯示)，從而有利于將鎖止件198 定位在銷空腔138內。在一個實施例中，鎖止件198包括圍繞外表面200而周向延伸的鎖環(huán)204。鎖環(huán)204定位在相對應的環(huán)形槽206內，該環(huán)形槽206限定在外表面200內。圖5是支撐框架102的放大的透視圖。圖5中所示的相同的構件由圖3中使用的相同的標號來標示。在該示例性實施例中，支撐框架102包括在第一支撐墊片210和第二支撐墊片212之間延伸的支撐板208。在該示例性實施例中，支撐框架102聯(lián)接在軸支撐軸承 56上(圖2中所示)，使得軸支撐軸承56從底板框架78支撐轉子鎖定組件30。更具體地說，第一支撐墊片210從支撐板208向外延伸，并在第一側壁82處或其附近聯(lián)接到軸支撐軸承56上(圖2中所示)。第二支撐墊片212從支撐板208向外延伸，并在第二側壁84處或其附近聯(lián)接到軸支撐軸承56上(圖2中所示)。在一個實施例中，第一支撐墊片210和第二支撐墊片212各限定了多個槽214，槽214尺寸設置成接納相對應的軸承支架216 (圖 2中所示)。支撐板208限定了穿過支撐板208而延伸的中心開口 120。支撐板208進一步限定了圍繞中心開口 120而周向延伸的緊固件開口 162。在該示例性實施例中，支撐板208 具有弧形形狀，使得中心開口 120與圍繞轉子鎖盤52而周向間隔開的相對應的轉子鎖盤開口 M對準。支撐板208的內表面218限定了軸開口 219，該軸開口尺寸設置成接納穿過其中的轉子軸M。圖6是鎖銷106的一個備選實施例的透視圖。圖6中所示的相同的構件由圖3中使用的相同的標號來標示。在該備選實施例中，頭部部分168的外表面176包括圍繞頭部部分168而周向延伸的多個平坦的表面220。各個平坦的表面220從鎖銷主體166朝著前表面222會聚。末端部分170具有外表面224，外表面2M從鎖銷主體166朝著端面2 逐漸縮小，從而有利于從鎖銷殼104除去鎖銷106。
圖7是鎖芯178的一個備選實施例的透視圖。圖8是圖7中所示的鎖芯178沿著剖面線8-8的局部橫截面圖。圖9是圖7中所示的鎖芯178沿著剖面線9-9的另一局部橫截面圖。圖7-9中所示的相同的構件由圖3中使用的相同的標號來標示。在該備選實施例中，鎖芯178包括多個筒夾部分228，它們聯(lián)接在一起而形成筒夾230。各個筒夾部分228 具有內表面232和外表面234，它們各在第一側壁236和第二側壁238之間延伸。外部部件240從外表面234向外延伸，并且具有限定了槽244的上表面M2。各個外部部件240形成了外凸緣180的至少一部分。由各個筒夾部分的內表面232至少部分地限定了錐形空腔 192。當鎖銷106插過筒夾230時，鎖銷106與各個內表面232相接觸，并使各個筒夾部分 228徑向向外移動，使得各個筒夾部分228的外表面234與轉子鎖盤的內表面188相接觸 (如圖3中所示)。筒夾230構造成在各個筒夾部分2 和鎖銷106之間形成摩擦配合，從而將來自轉子鎖盤52的轉矩112均勻地分布到鎖銷106上。保持彈簧M6圍繞筒夾230 周向地定位并處于各個槽M4內，從而有利于將相鄰的筒夾部分2 聯(lián)接起來以形成筒夾 230。圖10是圖2中所示的轉子鎖定組件30的一個備選實施例沿著剖面線10-10的局部橫截面圖。圖11是圖10中所示的轉子鎖定組件30的備選實施例沿著剖面線11-11的另一局部橫截面圖。圖12是圖10中所示的鎖芯178的一個備選實施例的局部透視圖。圖 10-12中所示的相同的構件由圖3中使用的相同的標號來標示。在該備選實施例中，轉子鎖盤52包括限定在徑向外表面250內的至少一個槽對8。槽248具有在第一側表面2M和第二側表面255之間延伸的底表面252。鎖銷106的頭部部分168包括從鎖銷主體166朝著轉子鎖盤52向外延伸的棒256。棒256具有上表面258和下表面沈0，它們各在第一側壁 262和相對的第二側壁264之間延伸。第一側壁262和第二側壁264各在鎖銷主體166和前表面222之間延伸。第一側壁262和第二側壁264各從鎖銷主體166朝著前表面222會聚，使得頭部部分168具有錐形形狀。鎖芯178包括第一鎖塊266和第二鎖塊沈8。鎖芯178定位在槽M8內，使得第一鎖塊266和第二鎖塊268形成錐形開口 270，該錐形開口 270尺寸設置成接納頭部部分168。 第一鎖塊266包括第一外表面272和第一內表面274。第一外表面272定位在第一例表面 2M附近。第一內表面274相對于第一外表面272傾斜地定向，從而至少部分地限定了錐形開口 270。類似地，第二鎖塊268具有定位在第二側表面255附近的第二外表面276，以及第二內表面278，該第二內表面278相對于第二外表面276傾斜地定向，從而至少部分地限定了錐形開口 270。第一鎖塊266和第二鎖塊268各包括構造成與轉子盤端面116相接觸的外凸緣觀0。限制夾282聯(lián)接在各個外凸緣280和轉子鎖盤的徑向外表面250上，從而有利于將鎖芯178聯(lián)接到轉子鎖盤52上。鎖銷106定位在第一鎖塊266和第二鎖塊268之間，使得頭部部分168在鎖銷106和轉子鎖盤52之間形成摩擦配合。更具體地說，第一側壁262與第一內表面274相接觸，并且第二側壁264與第二內表面278相接觸，且鎖銷106 定位在錐形開口 270內。上面所述的系統(tǒng)和方法有利于修理和/或替換位于風力渦輪機塔架上的風力渦輪機構件。在不從風力渦輪機除去機艙的條件下修理和/或替換風力渦輪機構件的能力消除了對于移動轉子和/或機艙所需的大型起重機的需求。因此顯著地減少了從風力渦輪機上修理和/或替換風力渦輪機構件所需要的成本和人力。
上面詳細地描述了用于裝配風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件的系統(tǒng)和方法的示例性實施例。該系統(tǒng)和方法并不局限于本文所述的具體實施例，相反，該組件的構件和/ 或該方法的步驟可與本文所述的其它構件和/或步驟獨立地且分開地進行利用。例如，該方法還可結合其它風力渦輪機構件來使用，并且并不局限于用本文所述的齒輪箱系統(tǒng)來實踐。相反，示例性實施例可結合許多其它渦輪機應用來實施和利用。雖然在一些圖中可能顯示了而在其它圖中沒有顯示本發(fā)明的各種實施例的具體特征，但這僅僅出于方便的目的。根據本發(fā)明的原理，附圖的任何特征都可與任何其它附圖的任何特征結合起來進行參照和/或要求保護。本書面說明書使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領域中的技術人員能夠實踐本發(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何所含方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域中的技術人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有并非不同于權利要求字面語言的結構元件，或者如果其包括與權利要求字面語言無實質差異的等效的結構元件，那么這些其它示例都屬于權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于風力渦輪機(10)中使用的轉子鎖定組件(30)，所述風力渦輪機包括通過轉子軸04)可旋轉地聯(lián)接在發(fā)電機上的轉子0 和構造成支撐所述發(fā)電機(18)和所述轉子軸的底板框架(78)，所述轉子軸包括轉子鎖盤(52)，所述轉子鎖定組件包括聯(lián)接在所述底板框架上的支撐框架(102)，所述支撐框架定位在所述轉子鎖盤的附近；聯(lián)接在所述支撐框架上的多個鎖銷殼(104)，所述多個鎖銷殼的各個鎖銷殼構造成可相對于所述轉子鎖盤進行定位；和，多個鎖銷(106)，其構造成與所述轉子鎖盤相接合，從而有利于限制所述轉子軸的旋轉，所述多個鎖銷的各個鎖銷聯(lián)接在所述多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼上。
2.根據權利要求1所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，所述轉子鎖定組件(30) 還包括多個鎖芯(178)，所述多個鎖芯的各個鎖芯聯(lián)接在各個鎖銷(106)和所述轉子鎖盤 (52)之間，從而有利于在各個鎖銷和所述轉子鎖盤之間形成摩擦配合。
3.根據權利要求2所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，所述轉子鎖盤(5 限定多個開口(156)，各個鎖芯包括插入在所述多個開口的各個開口內的多個筒夾部分0觀)， 所述多個筒夾部分限定錐形開口 070)，所述錐形開口(270)尺寸設置成接納所述鎖銷 (106)。
4.根據權利要求2所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，所述轉子鎖盤(5 限定多個槽(M8)，各個鎖芯(178)包括定位在所述多個槽的槽內的至少一個鎖塊068，270)，所述鎖塊具有錐形內表面 (136)，所述錐形內表面(136)尺寸設置成接納所述鎖銷(106)；和，至少一個限制夾082)，其聯(lián)接在所述鎖塊和所述轉子鎖盤(5 上。
5.根據權利要求1所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，所述轉子鎖定組件(30)還包括聯(lián)接在各個鎖銷殼(104)上的鎖止件(198)，所述鎖止件構造成有利于限制各個鎖銷 (106)相對于各個鎖銷殼的運動。
6.根據權利要求1所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，各個鎖銷(106)包括在頭部部分(168)和后面部分之間延伸的主體(166)，所述主體具有基本圓柱形的形狀，并且所述頭部部分包括錐形外表面(68)。
7.根據權利要求6所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，所述后面部分包括錐形外表面(68)。
8.根據權利要求1所述的轉子鎖定組件(30)，其特征在于，各個鎖銷(106)包括在頭部部分(168)和后面部分之間延伸的主體(166)，所述主體具有基本圓柱形的形狀，并且所述頭部部分包括棒056)，所述棒(256)包括第一錐形側壁( 和第二錐形側壁064)。
9.一種風力渦輪機(10)，包括塔架(12)；聯(lián)接在所述塔架上的機艙(16)；定位在所述機艙內的發(fā)電機(18)；通過轉子軸04)可旋轉地聯(lián)接在所述發(fā)電機上的轉子(22)，所述轉子軸包括轉子鎖盤(52)；底板框架(78)，其聯(lián)接在所述發(fā)電機和所述轉子軸上，用于將所述發(fā)電機和所述轉子軸支撐在所述機艙內；和，轉子鎖定組件(30)，其聯(lián)接在所述底板框架上，并適合于聯(lián)接在所述轉子鎖盤上，所述轉子鎖定組件包括聯(lián)接在所述底板框架上的支撐框架(102)，所述支撐框架定位在所述轉子鎖盤的附近；聯(lián)接在所述支撐框架上的多個鎖銷殼(104)，所述多個鎖銷殼的各個鎖銷殼構造成可相對于所述轉子鎖盤進行定位；和，多個鎖銷(106)，其構造成與所述轉子鎖盤相接合，從而有利于限制所述轉子軸的旋轉，所述多個鎖銷的各個鎖銷聯(lián)接在所述多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼上。
10.根據權利要求9所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，所述轉子鎖定組件還包括多個鎖芯(178)，所述多個鎖芯的各個鎖芯聯(lián)接在各個鎖銷(106)和所述轉子鎖盤(52)之間， 從而有利于在所述鎖銷和所述轉子鎖盤之間形成摩擦配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于裝配風力渦輪機中使用的轉子鎖定組件的系統(tǒng)和方法，具體而言，提供了用于風力渦輪機(10)中使用的轉子鎖定組件(30)。風力渦輪機包括通過轉子軸(24)可旋轉地聯(lián)接在發(fā)電機上的轉子(22)和構造成支撐發(fā)電機(18)和轉子軸的底板框架(78)，并且轉子軸包括轉子鎖盤(52)。轉子鎖定組件包括聯(lián)接在底板框架上的支撐框架(102)，支撐框架定位在轉子鎖盤附近；聯(lián)接在支撐框架上的多個鎖銷殼(104)，該多個鎖銷殼的各個鎖銷殼構造成可相對于轉子鎖盤進行定位；以及多個鎖銷(106)，其構造成與轉子鎖盤相接合，從而有利于限制轉子軸的旋轉，多個鎖銷的各個鎖銷聯(lián)接在多個鎖銷殼的相對應的鎖銷殼上。
文檔編號F03D1/00GK102235312SQ20111011383
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權日2010年4月21日
發(fā)明者M·S·科倫基維茨 申請人:通用電氣公司