專利名稱：用于變槳齒輪的安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)輪機，并且更具體地涉及一種用于在風(fēng)輪機結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝葉片變槳齒輪的裝置。
背景技術(shù)：
圖1示出了一種風(fēng)輪機1，其包括塔架2，在所述塔架2上安裝有機艙3。至少一個風(fēng)輪機葉片5被安裝在輪轂6上以形成轉(zhuǎn)子4。輪轂6通過從機艙前端伸出的低速軸(未示出)而連接到機艙3。圖1中示出的風(fēng)輪機可以是家用或照明用的小型風(fēng)輪機，或者可以是大型風(fēng)輪機，例如，那些適用于在風(fēng)電場的大規(guī)模發(fā)電中使用的大型風(fēng)輪機。在大型風(fēng)輪機的情況下，轉(zhuǎn)子的直徑可以高達150米以上。風(fēng)輪機的轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計為經(jīng)由它們的空氣動力學(xué)形狀而從風(fēng)中汲取功率，并且隨后進行風(fēng)引起的旋轉(zhuǎn)。對于水平軸風(fēng)輪機來說，葉片圍繞附接到機艙上的轉(zhuǎn)子輪轂旋轉(zhuǎn)，所述機艙被安裝在風(fēng)輪機塔架上，并且轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使得驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動軸又被連接到產(chǎn)生電力的發(fā)電機。為了使水平軸風(fēng)輪機有效地操作并且從風(fēng)中汲取最大的功率，風(fēng)輪機機艙以及風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所繞的軸線定角度成盡可能最大程度地迎風(fēng)以使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線與風(fēng)向?qū)?zhǔn)?，F(xiàn)代風(fēng)輪機通過使葉片變槳進出該迎風(fēng)來控制轉(zhuǎn)子上的負荷。葉片變槳以優(yōu)化輸出或者防止風(fēng)輪機在強風(fēng)期間因過載受損。圖2示出了在輪轂3與葉片(未示出)之間的已知的變槳裝置。變槳軸承7位于輪轂與葉片之間并且在現(xiàn)代風(fēng)輪機中可以具有大至2米到高達6米的直徑。通常通過在變槳軸承材料中加工出齒圈而在變槳軸承7上形成齒輪9， 并且通過小齒輪8將轉(zhuǎn)矩施加到齒輪以使變槳軸承旋轉(zhuǎn)。小齒輪通過諸如液壓缸或者電動馬達的一個或更多個致動件旋轉(zhuǎn)，以提供用于使葉片變槳的轉(zhuǎn)矩并且將葉片保持在給定的位置處。這種變槳裝置使得各個葉片能夠圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)約90° -100°。與用于風(fēng)輪機的變槳軸承相關(guān)的問題是變槳軸承不像傳統(tǒng)齒輪系統(tǒng)那樣操作。該齒輪經(jīng)過長期的不活動，在長期的不活動中不需要改變?nèi)~片的槳距，當(dāng)葉片變槳時，當(dāng)風(fēng)輪機被用于從迎風(fēng)汲取功率時僅需要較小的旋轉(zhuǎn)來控制轉(zhuǎn)子的功率和速度，這處于被稱作用于變槳的“操作范圍”內(nèi)。結(jié)果是小齒輪耗費大部分時間與齒面的很短區(qū)段進行嚙合并且在其上運行。典型地，這等于由齒圈的一部分的角度限定的齒面的約30° -35°。這導(dǎo)致磨損加劇，并且當(dāng)齒輪覆蓋在操作范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)的小區(qū)段被磨壞時，必須更換整個齒輪。因為齒輪直接形成在葉片軸承上，所以必須更換整個軸承或者軸承座圈，這是昂貴且困難的。申請人:認(rèn)為，有利的是為風(fēng)輪機變槳系統(tǒng)提供能夠容易更換的齒輪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被限定在現(xiàn)將參照的獨立權(quán)利要求中。有利的特征在從屬權(quán)利要求中被闡述。本發(fā)明的實施方式提供了一種用于風(fēng)輪機的系統(tǒng)或裝置。該系統(tǒng)/裝置包括變槳系統(tǒng)，所述變槳系統(tǒng)包括葉片變槳軸承和風(fēng)輪機輪轂，所述變槳軸承附接到所述風(fēng)輪機輪轂并且布置為可附接到風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子葉片。所述葉片變槳軸承用于使所述轉(zhuǎn)子葉片相對于所述輪轂變槳。變槳齒輪組件包括具有用于與諸如小齒輪的致動件嚙合的齒面的齒輪，變槳齒輪組件通過聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)的部件、優(yōu)選地通過聯(lián)接到所述變槳軸承或者通過聯(lián)接到輪轂而可釋放地聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)，以使所述變槳齒輪在所述致動件的作用下引起所述輪轂與所述軸承的相關(guān)部分之間的相對旋轉(zhuǎn)。將所述齒面可釋放地聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)能夠允許容易地更換齒輪，而不需要移除諸如所述軸承的大構(gòu)件。優(yōu)選地，所述變槳系統(tǒng)包括用于將所述齒輪聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)的凸緣或者構(gòu)件，所述凸緣是用于將一個部件連接到另一個部件的突出支撐件。所述凸緣被支撐在所述變槳系統(tǒng)上并且布置為支撐所述齒輪以使所述齒輪從所述變槳軸承或者輪轂分開或者分離，優(yōu)選地使得所述齒輪和所述齒面被支撐在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與所述變槳軸承的外周之間，具體地，在圓形或者橢圓形軸承的情形中，在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與穿過所述變槳軸承周面并且平行于所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的柱體的彎曲壁之間。所述凸緣優(yōu)選地沿著大致垂直于所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸。通過設(shè)置凸緣或者支撐件來保持齒輪，所述齒輪不必直接附接到所述變槳系統(tǒng)部件特別是所述變槳軸承或者形成為所述變槳系統(tǒng)部件特別是所述變槳軸承的一部分，并且能夠移動到遠離所述變槳軸承和/或所述輪轂的位置。這允許所述變槳齒輪被支撐在遠離所述軸承或所述輪轂的更便利位置處，在該位置處變槳齒輪能夠被容易地移除，并且在確定將所述齒輪和相應(yīng)的小齒輪布置在何處時允許更大的設(shè)計靈活性。所述凸緣可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分連接到所述變槳軸承并且支撐所述第二部分，以使所述第二部分沿著平行于軸承軸線的線與所述變槳軸承分開一段距離以使所述第二部分保持遠離所述軸承，處于比所述軸承更接近所述葉片末端的位置處。所述第二部分然后延伸進入到所述變槳軸承的周面與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間的空間。這允許所述凸緣以與葉片安裝裝置一體成型或者可附接到葉片安裝裝置的方式而聯(lián)接到所述葉片安裝裝置，在葉片安裝裝置中，由于所述第一部分可以是所述安裝組件的一部分，因此安裝組件將葉片連接到所述變槳軸承。這還允許具有變槳系統(tǒng)的葉片被安裝到三座圈軸承的中間圈上。所述變槳齒輪可以利用諸如螺釘或螺栓的一個或更多個可釋放緊固件安裝到所述軸承上或者安裝到所述凸緣。當(dāng)使用凸緣時，那么所述齒輪能夠在所述凸緣與所述軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間被支撐在所述凸緣的內(nèi)周附近。所述凸緣優(yōu)選地具有環(huán)狀物的形狀。所述環(huán)形凸緣可以具有形成在其中的一個或更多個孔，以允許調(diào)節(jié)或替換在所述軸承與所述輪轂之間的諸如螺母和螺栓的可釋放緊固件67。孔能夠以與所述緊固件的徑向位置相應(yīng)的預(yù)定半徑分布在所述變槳軸承與風(fēng)輪機輪轂之間，并且可定尺寸成允許接近所述緊固件。在一些實施方式中，所述凸緣可以包括諸如輻條(spoke)或桿或梁的多個細長件。優(yōu)選地，所述齒輪是齒圈，并且可以圍繞所述凸緣周邊的至少一部分延伸。還可以提供能被用于本發(fā)明的實施方式的變槳系統(tǒng)中的變槳子組件。所述變槳子組件包括布置為通過合適的緊固件可附接到風(fēng)輪機輪轂和風(fēng)輪機葉片的變槳軸承、以及可釋放地聯(lián)接到所述變槳軸承的變槳齒輪。


現(xiàn)在將僅通過實施例的方式并且參照附圖來描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中圖1是水平軸風(fēng)輪機的正視圖；圖2是示出了已知的變槳控制系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的變槳系統(tǒng)的一部分的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的葉片聯(lián)接裝置和齒輪支撐裝置的一部分的剖視圖；圖5是圖4的葉片聯(lián)接裝置的放大圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖4的齒輪支撐裝置的放大圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的沿著線X-X的齒圈安裝凸緣、齒圈和小齒輪但不包括齒輪安裝特征的剖視圖；圖8是可選的葉片聯(lián)接裝置和齒輪支撐裝置的一部分的剖視圖；圖9是齒圈安裝凸緣的一個可選實施方式的剖視圖；圖10是齒圈安裝凸緣的又一個可選實施方式的剖視圖；圖11示出了變槳齒輪聯(lián)接到輪轂而不聯(lián)接到軸承的布置的一個實施例。
具體實施例方式圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的變槳系統(tǒng)的俯視圖。變槳系統(tǒng)包括外圈10 和內(nèi)圈11，在外圈10和內(nèi)圈11之間具有滑動裝置以允許它們相對于彼此旋轉(zhuǎn)。在該實施例中滑動裝置的形式為多個滾珠12。軸承的內(nèi)圈具有齒面13，該齒面包括聯(lián)接在其上的一組齒，該齒面13與小齒輪或者其它類型的致動件嚙合以向內(nèi)圈施加力并且使其相對于外圈旋轉(zhuǎn)。盡管如果齒面圍繞外圈的外周延伸，則外圈附接到待變槳的風(fēng)輪機葉片且內(nèi)圈附接到風(fēng)輪機輪轂也是可能的，但典型地，內(nèi)圈將會附接到待變槳的風(fēng)輪機葉片，并且外圈將會附接到風(fēng)輪機輪轂。齒面13通過可釋放的附接裝置附接到內(nèi)圈11。在該實施例中，支撐件或者凸緣 14在內(nèi)圈11上延伸以提供用于接觸軸承座圈的環(huán)形匹配表面，并且接收諸如螺栓或者螺釘?shù)目舍尫诺母浇友b置15。支撐件或者凸緣可以與齒面整體成型，并且齒輪可以直接地接觸內(nèi)圈，或者齒輪可以被支撐件支撐而遠離內(nèi)圈。互補的支撐件或者凸緣可以設(shè)置在內(nèi)圈的相對側(cè)。作為選擇，齒面可以在其中形成有凹槽，以接收可釋放的緊固件，該緊固件可能直接穿入到內(nèi)圈中，優(yōu)選地以沿著徑向的方式穿入。例如，螺釘或者螺栓可以穿過形成在輪齒之間的孔或者凹槽并且進入到軸承中的相應(yīng)的孔或者凹槽中。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的包括葉片變槳齒輪安裝結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機的輪轂、葉片和插入連接部的一部分。圖4大致示出了附接到變槳軸承52的輪轂51。葉片53通過包括許多構(gòu)件的葉片聯(lián)接裝置70聯(lián)接到軸承。設(shè)置變槳致動件系統(tǒng)，其包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的交流同步馬達或者液壓馬達55，以及用于將轉(zhuǎn)矩傳送到軸承52以使得風(fēng)輪機葉片圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)的小齒輪討和齒圈57。變槳致動件系統(tǒng)通過附接到葉片聯(lián)接裝置的構(gòu)件中一個的安裝凸緣56聯(lián)接到葉片聯(lián)接裝置70。
輪轂51附接到在PCT國際申請第W02007/006301號中所描述類型的變槳軸承52。 葉片53附接或聯(lián)接到變槳軸承52。變槳軸承包括至少一個外圈58，至少一個中心圈60和至少一個內(nèi)圈59。輪轂包括用于各個葉片單元的安裝區(qū)域，該安裝區(qū)域包括至少兩個同心的負荷傳遞表面61/62以便經(jīng)由至少一個變槳軸承來附接葉片單元。負荷傳遞表面可以被至少一個溝槽分開。變槳軸承通過諸如螺釘、螺栓或者雙頭螺栓的緊固件在負荷傳遞表面處被附接到輪轂。利用可以延伸到負荷傳遞表面61/62之間的溝槽內(nèi)的諸如螺釘、螺栓或者雙頭螺栓的緊固件，葉片可以經(jīng)由葉片聯(lián)接裝置70附接到變槳軸承的中心圈。該布置提供了用于緊固件穿過軸承的直接的路徑，使得緊固件可以是大致筆直的，諸如通過螺母在軸承端或者葉片聯(lián)接凸緣端處緊固的直螺栓75。變槳致動件或者馬達55可以被支撐凸緣支撐以將變槳致動件保持到位，從而附接的小齒輪與齒圈接合。支撐凸緣優(yōu)選地將小齒輪聯(lián)接到輪轂，從而能夠在軸承的相關(guān)部分和輪轂之間產(chǎn)生相對的旋轉(zhuǎn)。圖5示出了圖4的軸承和葉片部分的放大圖，并且現(xiàn)在將結(jié)合參照圖4。葉片聯(lián)接裝置大致通過附圖標(biāo)記70示出并且將稱作葉片聯(lián)接凸緣。葉片聯(lián)接凸緣將葉片53連接到軸承52，葉片聯(lián)接凸緣大致/基本沿著平行于軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸，并且包括至少三個主要區(qū)段。第一區(qū)段是用于將凸緣70聯(lián)接到軸承52的軸承聯(lián)接部分64，但是在一些實施例中這將經(jīng)由諸如下述的聯(lián)接構(gòu)件91的另外的構(gòu)件來聯(lián)接。第二區(qū)段是布置為與軸承的旋轉(zhuǎn)軸線成角度而不是與旋轉(zhuǎn)軸線基本平行的中間區(qū)段65。第三區(qū)段是用于將葉片或葉片根部聯(lián)接到聯(lián)接凸緣并由此聯(lián)接到軸承的葉片聯(lián)接部分69。中間區(qū)段位于軸承聯(lián)接部分與葉片聯(lián)接部分之間。優(yōu)選地，葉片聯(lián)接凸緣的所有區(qū)段形成為整體件。由于設(shè)置具有偏離的中間區(qū)段65的聯(lián)接凸緣，因此能夠通過位于風(fēng)輪機輪轂/葉片聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)內(nèi)部的緊固件而將葉片緊固到輪轂。第一區(qū)段64可以經(jīng)由位于軸承與軸承聯(lián)接部分64之間的附加聯(lián)接件91聯(lián)接到軸承。該附加聯(lián)接件是安裝凸緣56的一部分，附加聯(lián)接件用于將齒輪和小齒輪機構(gòu)54/57 聯(lián)接到軸承并且稱作為齒圈安裝凸緣。安裝凸緣56與葉片一樣聯(lián)接到同一座圈。構(gòu)件91 可以與第一區(qū)段64 —體成型，并且因而還可以與整個葉片聯(lián)接凸緣一體成型，葉片聯(lián)接凸緣能夠形成為單件。圖6示出了齒圈安裝凸緣、軸承和齒輪及小齒輪裝置的放大圖。齒圈安裝凸緣包括用于將凸緣聯(lián)接到變槳軸承52的第一部分91，以及朝向附接有齒圈的軸承的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)延伸的第二部分92。第一部分沿著從軸承到葉片末端的方向延伸以支撐第二部分92使其與葉片末端的距離比葉片末端與軸承之間的距離更短。盡管有可能第二部分以大于或小于基本為90°的角度延伸以提供具有斜面的錐形形狀，但優(yōu)選地第二部分以大致垂直于軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的角度向內(nèi)延伸。圖7示出了齒圈安裝凸緣、齒圈和小齒輪沿著圖6的線X-X的剖視圖，但是沒有示出將在下面更加詳細描述的附接組件98。齒圈安裝凸緣的第一部分91和第二部分92形成為環(huán)狀物，在變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線上居中。它們優(yōu)選地整體形成為單件，但是可以通過諸如焊接或者使用螺母和螺栓的適當(dāng)方法結(jié)合在一起。第一部分沿著軸承的旋轉(zhuǎn)軸線方向的尺寸優(yōu)選地大于第二部分的尺寸，以使第二部分相對于葉片末端沿著軸承的旋轉(zhuǎn)軸線比軸承自身相對于葉片末端在更遠的一定距離處被支撐。這允許齒圈安裝凸緣將齒圈裝置聯(lián)接到三座圈軸承的中心圈。這也確保了第二部分在將軸承附接到輪轂的螺母67上方延伸。盡管在圖7中未示出，第二部分92可以通過圖6中示出的附接組件98附接到齒圈97。在該實施方式中，齒圈組件被示出為包括在軸承的旋轉(zhuǎn)軸線上居中并且沿著軸承的軸向方向分離的兩個共軸的齒圈。附接組件包括螺栓和螺母以將齒圈保持到位，但是齒圈可以通過任何其它適合的緊固件連接到齒圈安裝凸緣。其它實施方式可以使用單個齒圈或者兩個以上的齒圈。另選地，變槳齒輪可以與齒圈安裝凸緣的內(nèi)周整體形成。在任何情形中，小齒輪M都與一個或更多個齒圈97相嚙合。小齒輪由馬達驅(qū)動，諸如交流同步馬達或者液壓馬達。小齒輪被附接到輪轂51。在一些實施方式中，不是使用單個齒輪、兩個或更多個齒輪，優(yōu)選地齒圈可以被聯(lián)接到軸承，如圖4、圖6圖8所示，齒圈沿著軸承的旋轉(zhuǎn)軸線被分開。聯(lián)接到諸如電動馬達或液壓馬達的一個或更多個致動件的一個或更多個小齒輪布置為與兩個或者更多個變槳齒輪中的一個或更多個相嚙合并且致使轉(zhuǎn)子葉片隨著軸承轉(zhuǎn)動。使兩個或更多個齒圈與共用的小齒輪相嚙合、或者每個齒圈都與單獨的小齒輪嚙合以轉(zhuǎn)動軸承會減小齒圈的重量，因為沿著軸承的旋轉(zhuǎn)軸線分開的兩個齒圈可以被制成比單個齒圈更輕同時沿著軸承軸線覆蓋相同的長度。優(yōu)選地安裝兩個或更多個齒圈以使它們圍繞共同的中心旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地齒圈布置為圍繞軸承的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動并且各齒圈的輪齒沿著與軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致平行的線而與其它齒圈的輪齒對齊。齒圈可以直接附接到軸承，優(yōu)選地利用可釋放的緊固件附接到軸承，或者可以經(jīng)由凸緣聯(lián)接到軸承以使齒圈不直接接觸軸承。同樣，優(yōu)選地齒圈通過可釋放的緊固件附接到聯(lián)接凸緣以允許更換和調(diào)節(jié)齒圈。為了使轉(zhuǎn)子葉片變槳，轉(zhuǎn)矩由馬達產(chǎn)生并且通過馬達軸傳遞到小齒輪。小齒輪旋轉(zhuǎn)并將轉(zhuǎn)矩傳遞到齒圈，致使齒圈和葉片的附接負荷隨著軸承的中間圈旋轉(zhuǎn)。小齒輪可以順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)。齒圈安裝凸緣可以由鋼或者類似的材料制成，并且可以由與用于軸承的相同材料制成。安裝凸緣的環(huán)狀物構(gòu)造確保第二部分沿著徑向和周向是剛性的。軸向方向的尺寸可以布置為使得凸緣沿著軸承A的軸向方向更具柔性以允許沿著該軸線移動。在大型商業(yè)風(fēng)輪機中，第二部分沿著軸承的軸向方向的厚度可以在IOmm與30mm之間，優(yōu)選地在15mm與 25mm之間并且更優(yōu)選地為大約20mm。軸承與齒圈安裝凸緣的第二部分之間的軸向距離由齒圈安裝凸緣的第一部分的延伸量來確定，并且應(yīng)該足夠大以便在將內(nèi)座圈緊固至輪轂的螺栓上方延伸。對于齒面優(yōu)選的是具有相對于軸承的旋轉(zhuǎn)軸線盡可能大的直徑，以使機械優(yōu)勢最大化。因此，齒面應(yīng)該位于距軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離盡可能接近距內(nèi)座圈的相應(yīng)徑向距離的位置處。凸緣能夠布置為將齒輪支撐到位以使這些徑向距離大致相等，但是對于具有例如從2米到高達約6米的軸承直徑的大風(fēng)輪機來說，對于第二部分來說沿著軸承的徑向方向延伸進入到結(jié)構(gòu)中約30至50cm可能是足夠的。齒圈安裝凸緣的相對柔性允許齒圈中的張力被分配并且允許對不均勻的張力進行補償。對于單個齒圈來說，齒圈安裝凸緣可以在沿著軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸的齒圈安裝凸緣的尺寸的中點處與齒圈接觸，以使相等量的齒輪齒長在與安裝凸緣接合點的上方和下方延伸。在齒圈的任一側(cè)上，即相對于軸承的旋轉(zhuǎn)軸線在齒圈安裝凸緣平面的上方或下方的頂側(cè)和底側(cè)上，由于不相等的負荷或者瞬間不平衡的力引起的較高張力將致使齒圈安裝凸緣彎曲以進行補償。對于如圖4、圖6和圖8中所示的多個齒圈來說，安裝凸緣支撐齒圈的任一側(cè)，并且通過與描述的單齒圈相同的方式彎曲來補償齒圈之間負荷分配的變化。仍然參照圖7，第一部分具有圍繞周邊分布的許多孔95，以允許諸如螺栓75的緊固件穿過并且連接到軸承。因此，齒圈安裝凸緣能夠被包含在典型的葉片安裝裝置中，在葉片安裝裝置中螺栓或者其它突出物從葉片延伸穿過軸承中的接收孔并且通過諸如螺母的緊固件固定。螺栓或者突出物可以另選地從軸承延伸到葉片中。第二部分也具有圍繞環(huán)狀物區(qū)域分布的且優(yōu)選地均距中心以相同距離的許多孔 96。這些孔被定位使得能夠接近將內(nèi)座圈固定到輪轂的螺母67。螺母67可以由此被調(diào)節(jié)或更換而不需要移除齒圈安裝凸緣。該多個孔具有減小齒圈安裝凸緣結(jié)構(gòu)的總重量的額外優(yōu)點?？卓梢跃哂兄辽贋槁菽赋叽绲陌霃?，但優(yōu)選可能是更大的，以留出空間來接近并且調(diào)節(jié)螺栓并能夠更換該螺栓。上述裝置使用葉片聯(lián)接裝置，其中在葉片附接到葉片聯(lián)接凸緣處的接合點具有比在葉片聯(lián)接凸緣附接到軸承處的接合點更小的直徑。因此，在葉片聯(lián)接凸緣與軸承之間的接合點的變槳圓直徑比葉片聯(lián)接凸緣與葉片之間的接合點的變槳圓直徑大。中間區(qū)段的至少一部分布置為使得凸緣到葉片變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離在所述部分上變化，從而葉片聯(lián)接凸緣限定輪轂和/或轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)內(nèi)部的體積，用于接收將轉(zhuǎn)子葉片附接到葉片聯(lián)接部分的緊固件。具體地，中間區(qū)段65與軸承的旋轉(zhuǎn)軸線成角度地延伸并且提供沿著平行于軸承52的旋轉(zhuǎn)軸線的方向從葉片根部到葉片末端直徑減小的漸縮或者錐形的形狀。 葉片聯(lián)接凸緣或者中間區(qū)段優(yōu)選地沿著穿過變槳軸承構(gòu)造的中心的線在內(nèi)座圈與外座圈之間延伸通過葉片的升力中心。圖8示出了葉片聯(lián)接裝置和齒輪支撐裝置，其中葉片53通過葉片聯(lián)接凸緣70a更直接地安裝到軸承。葉片聯(lián)接凸緣70a不包括距軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離變化的部分。 葉片聯(lián)接凸緣70a還是齒圈安裝凸緣的一部分，兩者優(yōu)選地形成為整體件。使用延伸通過葉片聯(lián)接凸緣70a并通過軸承52的中間圈的突出物來安裝葉片，其中突出物通過諸如螺母的附接件而固定在適當(dāng)?shù)奈恢锰?。圖9和圖10示出了用于齒圈安裝凸緣的另選實施方式。在圖9的實施方式中，凸緣91的第一部分固定到變槳軸承并且第二部分92朝向軸承旋轉(zhuǎn)軸線沿徑向延伸。第二部分包括形成在單個環(huán)形盤中的多個孔或者切除部分93。盡管可以理解的是對于切除部分而言不同的形狀都是可能的，但各切除部分的形狀均類似梯形，兩個較長邊是彎曲的并且與環(huán)狀物的彎曲保持一致。切除部分節(jié)省重量并且還允許容易接近將軸承和輪轂聯(lián)接在一起的固定螺母。在圖10的實施方式中，并非針對第二部分使用單個圓盤，而是諸如輻條或桿99的多個細長件被附接到第一部分并且用于支撐齒圈。不需要葉片能夠變槳360°，這意味著齒圈不需要圍繞安裝凸緣的整個周邊延伸。 同等地，因此安裝凸緣也不需要圍繞葉片根部的整個圓周延伸。相反，齒圈安裝凸緣可以僅圍繞葉片根部的周邊的一部分延伸，例如圍繞覆蓋與齒圈大致相同周邊節(jié)段的部分。所述的實施方式示出了葉片聯(lián)接凸緣的部件，諸如像一體地形成為單件的第一部分與第二部分。它們可以替代性地通過諸如螺栓或銷釘?shù)暮线m的緊固件附接在一起。還可能的是葉片聯(lián)接凸緣與同其附接的軸承座圈一體形成，這可以免除使用諸如螺栓/螺母裝置75/680的軸承緊固件的必要。已經(jīng)描述了這樣的實施例其中齒圈聯(lián)接到軸承，并且驅(qū)動小齒輪連接到輪轂以使變槳馬達轉(zhuǎn)矩由此傳遞到軸承以致使葉片與輪轂之間相對轉(zhuǎn)動。然而，替代地，可以將齒圈聯(lián)接到輪轂，并且傳動齒輪聯(lián)接到軸承。圖11示出了這種可選布置的實施例，其中小齒輪IlM經(jīng)由馬達1155聯(lián)接到軸承1152，馬達經(jīng)由支撐裝置1158附接到軸承。支撐裝置可以被直接附接到軸承，或者支撐裝置可以以與上述變槳齒輪凸緣的聯(lián)接相似的布置聯(lián)接到葉片聯(lián)接凸緣或成為葉片聯(lián)接凸緣的一部分。變槳齒輪1157可釋放地聯(lián)接到輪轂，齒輪安裝凸緣1156朝向變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)延伸。齒輪安裝凸緣1157可以具有與在變槳齒輪聯(lián)接到軸承的實施方式中所描述的相同的特征，但是可以理解的是，在該實施例中， 因為凸緣能夠被直接聯(lián)接到輪轂，將不再需要圖6中示出的部分91。已經(jīng)結(jié)合具有內(nèi)圈、外圈和中間圈的三座圈軸承描述了本發(fā)明的一些實施方式， 并且葉片通過葉片聯(lián)接凸緣連接到中間圈?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明的實施方式可以被用于將葉片連接到內(nèi)圈、外圈或者這兩個座圈，或者可以被用于諸如兩座圈軸承的其它類型的軸承。在說明書中使用的術(shù)語“齒圈”用于表示這樣的事實，在一些實施方式中，齒輪齒形成在座圈結(jié)構(gòu)上。不要求齒輪齒圍繞座圈的整個周面延伸；齒可以僅圍繞座圈的一部分延伸。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)輪機的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)包括變槳軸承和風(fēng)輪機輪轂，所述變槳軸承附接到所述輪轂并且能夠附接到風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子葉片；以及變槳齒輪，該變槳齒輪可釋放地聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述變槳齒輪可釋放地聯(lián)接到所述變槳軸承或者聯(lián)接到所述輪轂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括凸緣，該凸緣用于將所述變槳齒輪聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)；所述凸緣在使用中被連接到所述變槳軸承或者所述輪轂，并且被布置為支撐所述變槳齒輪，使得所述變槳齒輪與所述變槳系統(tǒng)分開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣在使用中被布置為將所述變槳齒輪支撐在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與所述變槳軸承的周面之間，并且被布置在所述變槳軸承與葉片末端之間的位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣在使用中沿著大致垂直于所述變槳軸承的所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣包括第一部分和第二部分，并且其中，在使用中所述第一部分連接到所述變槳軸承并且在所述葉片末端與所述變槳軸承之間支撐所述第二部分；并且所述第二部分延伸到所述變槳軸承的周面與所述變槳軸承的所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的空間中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣包括用于接收所述變槳齒輪的安裝裝置，所述安裝裝置布置為使得在使用中，所述變槳齒輪被支撐在所述凸緣附近并且位于所述凸緣與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述安裝裝置具有用于接收螺栓的多個孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣為具有形成有一個或更多個孔的環(huán)狀物形狀，所述孔以與所述變槳軸承和風(fēng)輪機輪轂之間的緊固件的徑向位置相應(yīng)的預(yù)定半徑分布，所述一個或更多個孔的尺寸設(shè)計為使得允許接近所述緊固件。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣包括多個細長件，所述細長件優(yōu)選地為輻條。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述變槳軸承是三座圈軸承，并且所述變槳齒輪可釋放地聯(lián)接到中間圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣將風(fēng)輪機的所述變槳齒輪聯(lián)接到三座圈變槳軸承的所述中間圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述變槳齒輪直接地、并且可釋放地附接到所述變槳系統(tǒng)的部件，并且優(yōu)選地所述變槳齒輪直接地、并且可釋放地附接到所述變槳軸承。
14.一種風(fēng)輪機或者風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子，所述風(fēng)輪機或者風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子包括風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子葉片以及一個或更多個根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的系統(tǒng)。
15. 一種用在根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的系統(tǒng)中的變槳子組件，所述變槳子組件包括變槳軸承，該變槳軸承能夠附接到風(fēng)輪機輪轂以及風(fēng)輪機葉片；以及變槳齒輪，該變槳齒輪可釋放地聯(lián)接到所述變槳軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于變槳齒輪的安裝裝置。提供了一種用于風(fēng)輪機的系統(tǒng)，包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)葉片變槳軸承和風(fēng)輪機輪轂，所述變槳軸承附接到所述風(fēng)輪機輪轂并且布置為可附接到風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子葉片。變槳齒輪具有用于與諸如小齒輪的致動件嚙合的齒面，變槳齒輪可釋放地聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)以使所述變槳齒輪在所述致動件的作用下，在所述輪轂與所述軸承的相關(guān)部分之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)。將所述齒面可釋放地聯(lián)接到所述變槳系統(tǒng)能夠允許容易地更換齒輪而不需要移除諸如所述軸承的大部件。
文檔編號F03D7/02GK102562455SQ201110401759
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者J·L·安德森, 安東·貝什 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司