一種風電機組的直接增速式連續(xù)變速型傳動鏈結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的一種傳動鏈，尤其涉及一種風電機組的直接增速式連續(xù)變速型傳動鏈結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)外風電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，風力發(fā)電機組的技術(shù)不斷發(fā)展，在風電機組各功能部件中，風電機組傳動鏈是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程的關(guān)鍵部件，直接影響著整個系統(tǒng)的性能、效率和電能質(zhì)量。因此，研制安全可靠、經(jīng)濟實惠，簡潔高效的傳動鏈具有十分重要的意義。
[0003]風電機組傳動鏈主要有齒輪箱增速式風電機組和直驅(qū)式風電機組兩種；在當前的大型風力發(fā)電機組中，這兩類風力發(fā)電機組占有絕對的統(tǒng)治地位，但都存在相應(yīng)的不足。
[0004]齒輪箱增速式風電機組傳動鏈包括風輪、主軸及其支撐軸承、增速齒輪箱、繞線型感應(yīng)電機等部件，在此類傳動鏈中，增速齒輪箱傳動比比較大，通常采用多級行星齒輪和定軸齒輪結(jié)合的軸系結(jié)構(gòu)，傳動比恒定不可調(diào)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低、可靠性差；由于風輪受力隨外界變化，各齒輪所受應(yīng)力變化較大，容易產(chǎn)生疲勞損壞，故障率較高。
[0005]直驅(qū)型傳動鏈系統(tǒng)主要由風輪、主軸、永磁發(fā)電機組成，此種類型傳動鏈特點是由風輪直接驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。雖然直驅(qū)風電機組不需要齒輪箱增速，提高了傳動效率和可靠性，減少了故障點，但是直驅(qū)式機組存在如下不足:發(fā)電機極對數(shù)高，體積比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用永磁材料后制造成本高，且隨著機組容量增大，給電機設(shè)計、加工制造、運輸帶來困難；稀土永磁材料的溫度系數(shù)較大，在負載或使用環(huán)境溫度發(fā)生變化時引起輸出電壓變化，直接影響用電負載的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提出了一種風電機組的直接增速式連續(xù)變速型傳動鏈結(jié)構(gòu)，不僅能實現(xiàn)直接增速，布局緊湊，體積更小、重量更輕，而且可實現(xiàn)連續(xù)變速，轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
本發(fā)明包括安裝在輪轂內(nèi)的風輪主軸和調(diào)速輸出軸，還包括傳動增速機構(gòu)和調(diào)速傳動機構(gòu)，風輪主軸經(jīng)傳動增速機構(gòu)與調(diào)速輸出軸固定連接，調(diào)速輸出軸連接有調(diào)速傳動機構(gòu)，調(diào)速輸出軸經(jīng)過調(diào)速傳動機構(gòu)調(diào)速后與后續(xù)的發(fā)電機裝置連接。
[0008]所述的傳動增速機構(gòu)包括偏心套、第二軸承、徑向滑柱、轉(zhuǎn)輪和內(nèi)齒圈，風輪主軸與轉(zhuǎn)輪的一端同軸固定連接，轉(zhuǎn)輪另一端的端面開有分為內(nèi)、外兩段的階梯孔，調(diào)速輸出軸內(nèi)端裝在轉(zhuǎn)輪的階梯孔內(nèi)；調(diào)速輸出軸為分為七段階梯的階梯軸，七段階梯從內(nèi)端到外端分別為第一段階梯、第二段階梯、第三段階梯、第四段階梯、第五段階梯、第六段階梯和第七段階梯，各段階梯的直徑從中部的第四段階梯向兩側(cè)依次遞減，調(diào)速輸出軸的第二段階梯通過平鍵套有兩個偏心套；調(diào)速輸出軸的第一段階梯通過第一軸承套在轉(zhuǎn)輪的內(nèi)階梯孔內(nèi)，轉(zhuǎn)輪外階梯孔的側(cè)壁開有沿圓周間隔均布的徑向?qū)Р?，轉(zhuǎn)輪外階梯孔端面一側(cè)設(shè)有槽輪；轉(zhuǎn)輪外階梯孔的側(cè)壁和槽輪的側(cè)壁均開有沿圓周間隔均布的一圈徑向?qū)Р?，徑向?qū)Р蹆?nèi)裝有徑向滑柱，兩圈徑向?qū)Р鬯鶎?yīng)的兩圈徑向滑柱內(nèi)周面經(jīng)第二軸承分別與兩個偏心套連接，兩圈徑向滑柱外周面與內(nèi)齒圈連接，內(nèi)齒圈固定在輪轂內(nèi)。
[0009]所述的調(diào)速傳動機構(gòu)包括主動軸、主動摩擦片、被動摩擦片、液壓缸控制環(huán)形活塞和被動軸；主動軸同軸固定套在調(diào)速輸出軸的第三段階梯上，主動軸外端面設(shè)有環(huán)形槽，被動軸通過第三軸承安裝在調(diào)速輸出軸的第五段階梯上，被動軸內(nèi)端面設(shè)有外凸緣，被動軸的外凸緣安裝在主動軸環(huán)形槽內(nèi)；主動軸環(huán)形槽的外側(cè)壁周面上沿軸向間隔均布有主動摩擦片，被動軸的凸緣周面上沿軸向間隔均布有被動摩擦片，主動摩擦片與被動摩擦片之間交錯安裝布置，使得兩個相鄰的主動摩擦片之間均設(shè)有一被動摩擦片，最外側(cè)的主動摩擦片與用于液壓缸控制的環(huán)形活塞連接，環(huán)形活塞經(jīng)彈簧與被動軸凸緣的臺階連接；調(diào)速輸出軸的第六段階梯與被動軸之間裝有密封套和密封墊圈，密封套套在調(diào)速輸出軸的第六段階梯上并通過密封墊圈固定；主動摩擦片與被動摩擦片之間的間隙通過環(huán)形活塞的壓緊力進行調(diào)節(jié)，被動軸作為最終輸出軸與后續(xù)的發(fā)電機裝置連接。
[0010]所述的環(huán)形活塞外周面設(shè)有凸緣，凸緣頂在最外側(cè)的主動摩擦片上，彈簧裝在環(huán)形活塞內(nèi)端面的環(huán)形槽內(nèi)，彈簧經(jīng)擋片連接被動軸的凸緣，環(huán)形活塞外套有端蓋，端蓋頂在被動軸和輪轂之間。
[0011]所述的內(nèi)齒圈沿圓周間隔均布開有依次銜接的弧形槽。
[0012]所述的第三軸承經(jīng)卡簧軸向固定。
[0013]所述的第一軸承和第二軸承均為深溝球軸承。
[0014]所述的第三軸承為深溝球軸承。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有風電機組傳動鏈相比，其具有以下優(yōu)點:
1.本發(fā)明由于采用直接傳動增速機構(gòu)實現(xiàn)直接增速，與傳統(tǒng)齒輪箱增速式風電機組傳動鏈相比，結(jié)構(gòu)緊湊，體積大大減小，使風力發(fā)電機組傳動鏈的結(jié)構(gòu)更加緊湊、重量更輕。
[0016]2.本發(fā)明由于采用直接傳動增速機構(gòu)，使輸入軸與輸出軸之間的運動鏈縮短，減少了動力傳動損失，傳動增速機構(gòu)各組成運動副之間有較多的相對滾動，嚙合率提高。因此，使得風電機組傳動效率更高。
[0017]3.本發(fā)明調(diào)速傳動裝置采用摩擦片之間的油膜剪切作用來傳遞動力實現(xiàn)調(diào)速，在調(diào)速范圍內(nèi)可以實現(xiàn)無級調(diào)速，并且可以實現(xiàn)主動軸之間的同步傳動，大大拓展速度輸出范圍。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是直接傳動增速機構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是調(diào)速傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、風輪主軸，2、偏心套，3、轉(zhuǎn)輪，4、彈簧，5、徑向滑柱，6、內(nèi)齒圈，7、主動軸，8、主動摩擦片，9、被動摩擦片，10、活塞，11、被動軸，12、調(diào)速輸出軸，13、輪轂，14、端蓋，15、擋片，16、第一軸承，17、第二軸承，18、第三軸承，19、卡簧，20、槽輪，21、密封墊圈，22、密封套，23、軸套。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明包括通過軸承安裝在輪轂13內(nèi)的風輪主軸I和調(diào)速輸出軸12，還包括傳動增速機構(gòu)和調(diào)速傳動機構(gòu)，風輪主軸I通過軸承安裝在輪轂13內(nèi)，風輪主軸I經(jīng)傳動增速機構(gòu)與調(diào)速輸出軸12固定連接，調(diào)速輸出軸12連接有調(diào)速傳動機構(gòu)，調(diào)速輸出軸12經(jīng)過調(diào)速傳動機構(gòu)調(diào)速后與后續(xù)的發(fā)電機裝置連接。
[0024]如圖1所示，傳動增速機構(gòu)包括偏心套2、第二軸承17、徑向滑柱5、轉(zhuǎn)輪3和內(nèi)齒圈6，風輪主軸I與轉(zhuǎn)輪3的一端同軸固定連接，轉(zhuǎn)輪3另一端的端面開有分為內(nèi)、外兩段的階梯孔，調(diào)速輸出軸12內(nèi)端裝在轉(zhuǎn)輪3的階梯孔內(nèi)；調(diào)速輸出軸12為分為七段階梯的階梯軸，七段階梯從內(nèi)端到外端分別為第一段階梯、第二段階梯、第三段階梯、第四段階梯、第五段階梯、第六段階梯和第七段階梯，各段階梯的直徑從中部的第四段階梯向兩側(cè)依次遞減，調(diào)速輸出軸12的第二段階梯通過平鍵套有兩個偏心套2 ;調(diào)速輸出軸12的第一段階梯通過第一軸承16套在轉(zhuǎn)輪3的內(nèi)階梯孔內(nèi)，轉(zhuǎn)輪3外階梯孔的側(cè)壁開有沿圓周間隔均布的徑向?qū)Р郏D(zhuǎn)輪3外階梯孔端面一側(cè)設(shè)有槽輪20 ;如圖3所示，轉(zhuǎn)輪3外階梯孔的側(cè)壁和槽輪20的側(cè)壁均開有沿圓周間隔均布的一圈徑向?qū)Р郏瑥较驅(qū)Р蹆?nèi)裝有徑向滑柱5，兩圈徑向?qū)Р鬯鶎?yīng)的兩圈徑向滑柱5內(nèi)周面經(jīng)第二軸承17分別與兩個偏心套2連接，兩圈徑向滑柱5外周面與內(nèi)齒圈6連接，內(nèi)齒圈6固定在輪轂13內(nèi)。徑向滑柱的中部是支撐柱，支撐柱的兩端為滾子，兩端的滾子分別滾動連接在內(nèi)齒圈6和第二軸承17上。
[0025]如圖3所示，調(diào)速傳動機構(gòu)包括主動軸7、主動摩擦片8、被動摩擦片9、控制液壓缸的環(huán)形活塞10和被動軸11 ;主動軸7同軸固定套在調(diào)速輸出軸12的第三段階梯上，主動軸7外端面設(shè)有環(huán)形槽，被動軸11通過第三軸承18安裝在調(diào)速輸出軸12的第五段階梯上，被動軸11內(nèi)端面設(shè)有外凸緣，被動軸11的外凸緣安裝在主動軸7環(huán)形槽內(nèi)；主動軸7環(huán)形槽的外側(cè)壁周面上沿軸向間隔均布有主動摩擦片8，被動軸11的凸緣周面上沿軸向間隔均布有被動摩擦片9，主動摩擦片8與被動摩擦片9之間交錯安裝布置，使得兩個相鄰的主動摩擦片8之間均設(shè)有一被動摩擦片9，最外側(cè)的主動摩擦片