本實用新型涉及聯(lián)軸器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，世界范圍的不可再生能源趨于枯竭，并且燃燒石油和煤炭造成的污染已經(jīng)危及人類的生存，綠色能源的開發(fā)利用越來越被各個國家所重視。目前風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在中國已經(jīng)開始了大規(guī)模的擴(kuò)張。在過去10年中，中國風(fēng)力發(fā)電得到快速發(fā)展，裝機(jī)容量從1990年的2萬千瓦增長到1999年的26.8萬千瓦，到2010年中國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量可望超過500萬千瓦，中國正成為世界上風(fēng)力發(fā)電最發(fā)達(dá)的國家之一。
風(fēng)電聯(lián)軸器用于連接齒輪箱輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸，作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件，其平均造價約3￣5萬元，占風(fēng)力發(fā)電機(jī)總成本的0.5％。與常規(guī)的聯(lián)軸器相比，它具有傳遞載荷大、有較大的各向補(bǔ)償?shù)忍攸c。通常包括軸聯(lián)接脹緊套、彈性元件、扭矩限制器、中間管傳動軸四個部分。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)高速軸聯(lián)軸器一般需具備以下兩大基本功能：
傳遞扭矩：即把動力從增速機(jī)的輸出軸傳遞給發(fā)電機(jī)。聯(lián)軸器上帶有制動盤，增速機(jī)上的制動器可實現(xiàn)對輸出軸的制動。
調(diào)偏功能：由于發(fā)電機(jī)安裝支座為彈性支撐，并且由于制造及裝配誤差，因此風(fēng)機(jī)在工作時發(fā)電機(jī)軸與增速機(jī)軸存在一定程度上的不對中，所以聯(lián)軸器必須能夠補(bǔ)償一定的軸向、徑向及角向偏差。
保護(hù)功能：過載保護(hù)功能和電絕緣功能。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生短路、電網(wǎng)跳電等故障時，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生沖擊扭矩，如果沒有有效保護(hù)，該沖擊扭矩會使增速機(jī)齒輪損壞。同時要求聯(lián)軸器的電絕緣功能可有效防止高空雷電損壞發(fā)電機(jī)。
由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多安裝在偏僻的野外，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)高速軸聯(lián)軸器是安裝在幾十米高空的機(jī)艙內(nèi)，一旦損壞更換，成本很高。
風(fēng)電聯(lián)軸器通常包括軸聯(lián)接脹緊套、彈性元件、扭矩限制器、中間管傳動軸四個部分。其中中間管為主要的傳動部件、彈性元件主要實現(xiàn)補(bǔ)償功能，脹緊套用于與兩端的輸入輸出軸聯(lián)接，而扭矩限制器則用于過載保護(hù)。
現(xiàn)有的風(fēng)電聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)為以下幾種：金屬膜片式風(fēng)電聯(lián)軸器，高分子膜片式風(fēng)電聯(lián)軸器和橡膠連桿式風(fēng)電聯(lián)軸器。
金屬膜片式風(fēng)電聯(lián)軸器和高分子膜片式聯(lián)軸器通過彈簧鋼膜片或高分子膜片的剛性變形來實現(xiàn)各向補(bǔ)償功能。
橡膠連桿式風(fēng)電聯(lián)軸器通過橡膠連桿來實現(xiàn)聯(lián)軸器的各向補(bǔ)償功能，兩端分別為筒形關(guān)節(jié)和球型關(guān)節(jié)，其中筒形關(guān)節(jié)以承受扭轉(zhuǎn)載荷和變形為主，球型關(guān)節(jié)則以承受偏轉(zhuǎn)載荷和變形為主。
現(xiàn)有的風(fēng)電聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，存在以下缺點：
1)膜片式聯(lián)軸器及橡膠連桿式聯(lián)軸器調(diào)偏能力有限(允許的角向位移±0.75°，軸向位移±8mm)。
2)由于膜片聯(lián)軸器設(shè)計允許的軸對中偏差有限，安裝時必須要對增速機(jī)軸及發(fā)電機(jī)軸進(jìn)行對中，將軸對中偏差控制在一定的范圍內(nèi)，安裝過程較復(fù)雜。
3)聯(lián)軸器從廠內(nèi)裝配到風(fēng)場運行后，由于機(jī)艙座焊接結(jié)構(gòu)變形、發(fā)電機(jī)彈性支撐變形、長途運輸、風(fēng)載荷傾覆力矩等原因造成了增速機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸的不對中，所以每隔一段時間必須重新對聯(lián)軸器進(jìn)行對中，維護(hù)成本高。
總之，現(xiàn)有技術(shù)中的聯(lián)軸器補(bǔ)償角位移和軸向位移的能力不足，造成安裝、維護(hù)成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的聯(lián)軸器補(bǔ)償角位移和軸向位移的能力不足的技術(shù)問題。
本實用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器包括依次連接的第一半聯(lián)軸器、中間段萬向聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器；
所述第一半聯(lián)軸器用于連接風(fēng)電機(jī)組增速機(jī)的輸出軸，第一半聯(lián)軸器內(nèi)設(shè)置有力矩限制器；所述第二半聯(lián)軸器用于連接發(fā)電機(jī)的輸入軸；
所述萬向聯(lián)軸器包括依次連接的前法蘭凸緣叉、中間軸管和后法蘭凸緣叉；所述萬向聯(lián)軸器通過所述前法蘭凸緣叉與所述第一半聯(lián)軸器連接；所述萬向聯(lián)軸器通過所述后法蘭凸緣叉與所述第二半聯(lián)軸器連接。
通過萬向聯(lián)軸器的左右兩端分別設(shè)置有前、后法蘭凸緣叉，進(jìn)而省去了現(xiàn)有技術(shù)中的過渡連接法蘭，不僅提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的角位移補(bǔ)償能力，而且便于安裝和維護(hù)。
進(jìn)一步地，所述萬向聯(lián)軸器為雙十字可伸縮式萬向聯(lián)軸器。
雙十字可伸縮式萬向聯(lián)軸器的中間軸管為可伸縮設(shè)置，由此可以大大提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的軸向位移的補(bǔ)償能力，更有利于安裝，同時在使用過程中不需要經(jīng)常檢測和矯正前后被連接軸的同軸度，由此維護(hù)成本低。
進(jìn)一步地，所述力矩限制器為摩擦片式力矩限制器，其包括第一脹緊套外圈、摩擦片和第一法蘭；所述第一脹緊套外圈和第一法蘭通過調(diào)節(jié)螺栓連接，第一脹緊套外圈與第一法蘭之間設(shè)置有法蘭安置槽，所述前法蘭凸緣叉的法蘭部設(shè)置在所述法蘭安置槽內(nèi)；前法蘭凸緣叉法蘭部的左、右端面與第一脹緊套外圈、第一法蘭之間分別設(shè)置有所述摩擦片。
進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)螺栓上套裝有用于軸向壓緊所述第一脹緊套外圈和第一法蘭的碟形彈簧。
進(jìn)一步地，所述第一脹緊套外圈和所述第一法蘭上設(shè)置的用于插裝所述調(diào)節(jié)螺栓的安裝孔內(nèi)設(shè)置有彈性銷，彈性銷套裝在所述調(diào)節(jié)螺栓的螺桿上。
進(jìn)一步地，所述第二半聯(lián)軸器包括第二膨脹套外圈，第二膨脹套外圈與所述后法蘭凸緣叉的法蘭部通過連接螺栓連接。
進(jìn)一步地，所述第二膨脹套外圈與所述后法蘭凸緣叉之間設(shè)置有用于增速機(jī)與發(fā)電機(jī)之間斷電的絕緣裝置。
進(jìn)一步地，所述絕緣裝置包括絕緣板，所述絕緣板設(shè)置在所述第二膨脹套外圈與所述后法蘭凸緣叉的法蘭部之間。
進(jìn)一步地，所述絕緣裝置還包括所述連接螺栓與所述后法蘭凸緣叉兩者接觸面之間設(shè)置的絕緣墊和絕緣套。
本實用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括增速機(jī)、發(fā)電機(jī)和所述高速軸聯(lián)軸器，所述高速軸聯(lián)軸器的所述第一半聯(lián)軸器與所述增速機(jī)的輸出軸連接，高速軸聯(lián)軸器的所述第二半聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的輸入軸連接。
本實用新型提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用萬向聯(lián)軸器來傳遞扭矩以及補(bǔ)償工作中的各個方向的位移，裝配時增速機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸的對中要求低，而且工作時不需要定期地對增速機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸進(jìn)行檢查對中，節(jié)省了人力，降低了維護(hù)成本。
附圖說明
構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1是根據(jù)本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1－第一半聯(lián)軸器； 2－第一脹緊套外圈； 3－前法蘭凸緣叉；
4－第一法蘭； 5－萬向聯(lián)軸器； 6－后法蘭凸緣叉；
7－絕緣墊； 8－絕緣套； 9－絕緣板；
10－第二膨脹套外圈； 11－第二半聯(lián)軸器；
12－碟形彈簧； 13－中間軸管； 14－彈性銷；
15－調(diào)節(jié)螺栓； 16－摩擦片； 17－連接螺栓。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
其中，圖1是根據(jù)本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，本實施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器，其包括依次連接的第一半聯(lián)軸器1、中間段萬向聯(lián)軸器5和第二半聯(lián)軸器11；
第一半聯(lián)軸器1用于連接風(fēng)電機(jī)組增速機(jī)的輸出軸，第一半聯(lián)軸器1內(nèi)設(shè)置有力矩限制器；第二半聯(lián)軸器11用于連接發(fā)電機(jī)的輸入軸；
萬向聯(lián)軸器5包括依次連接的前法蘭凸緣叉3、中間軸管13和后法蘭凸緣叉6；萬向聯(lián)軸器5通過前法蘭凸緣叉3與第一半聯(lián)軸器1連接；萬向聯(lián)軸器5通過后法蘭凸緣叉6與第二半聯(lián)軸器11連接。
本實用新型公開的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器通過萬向聯(lián)軸器的左右兩端分別設(shè)置有前、后法蘭凸緣叉，進(jìn)而省去了現(xiàn)有技術(shù)中的過渡連接法蘭，不僅提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的角位移補(bǔ)償能力，而且便于安裝和維護(hù)。
傳動軸與兩側(cè)半聯(lián)軸器之間無螺栓連接，不需螺栓固定法蘭凸緣叉，便于維護(hù)并提高可靠度。
利用萬向聯(lián)軸器來傳遞扭矩以及補(bǔ)償工作中的各個方向的位移，裝配時增速機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸的對中要求低，而且工作時不需要定期地對增速機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸進(jìn)行檢查對中，節(jié)省了人力，降低了維護(hù)成本。需要說明的是，球籠式結(jié)構(gòu)、球鉸式結(jié)構(gòu)或者球銷式結(jié)構(gòu)的萬向聯(lián)軸器都在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
而圖1所示，本實用新型的萬向聯(lián)軸器5優(yōu)選為雙十字可伸縮式萬向聯(lián)軸器。
雙十字可伸縮式萬向聯(lián)軸器的中間軸管為可伸縮設(shè)置，由此可以大大提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的軸向位移的補(bǔ)償能力，更有利于安裝，同時在使用過程中不需要經(jīng)常檢測和矯正前后被連接軸的同軸度，由此維護(hù)成本低。
本實用新型采用雙十字軸可伸縮式萬向聯(lián)軸器來傳遞扭矩以及補(bǔ)償工作中的各向位移，調(diào)偏性能更強(qiáng)，其允許角向偏差3°，允許軸向伸縮為30mm，裝配時兩軸對中要求低，且工作時不需要定期對增速機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)輸入軸進(jìn)行檢查對中；
力矩限制器為摩擦片式力矩限制器，其包括第一脹緊套外圈2、摩擦片16和第一法蘭4；第一脹緊套外圈2和第一法蘭4通過調(diào)節(jié)螺栓15連接，第一脹緊套外圈2與第一法蘭4之間設(shè)置有法蘭安置槽；前法蘭凸緣叉3的法蘭部設(shè)置在法蘭安置槽內(nèi)；前法蘭凸緣叉3法蘭部的左、右端面與第一脹緊套外圈2、第一法蘭4之間分別設(shè)置有摩擦片16。
本實用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器采用摩擦片式力矩限制器的打滑精度較高，并且在使用過程中打滑力矩變化小，在20年的風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用壽命中，一般無需調(diào)節(jié)打滑力矩，做到免維護(hù)，極大地節(jié)約了維護(hù)成本，提高了風(fēng)機(jī)設(shè)備的安全可靠性，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
調(diào)節(jié)螺栓15上套裝有用于軸向壓緊第一脹緊套外圈和第一法蘭的碟形彈簧12。
當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓15擰緊時，碟形彈簧12受到壓縮進(jìn)而提供第一脹緊套外圈2、第一法蘭4和前法蘭凸緣叉3的法蘭部軸向壓緊力，從而把摩擦片16壓緊在前法蘭凸緣叉3的法蘭部兩側(cè)的摩擦面上。
調(diào)節(jié)螺栓15的擰緊力矩越大，碟形彈簧12的壓縮量越大，提供的軸向壓緊力也越大，摩擦面產(chǎn)生的摩擦力矩越大，當(dāng)傳遞的扭矩大于摩擦力矩時，前法蘭凸緣叉3的法蘭部的摩擦面和摩擦片16之間產(chǎn)生打滑，從而實現(xiàn)過載保護(hù)功能。
第一脹緊套外圈2和第一法蘭4上設(shè)置的用于插裝調(diào)節(jié)螺栓的安裝孔內(nèi)設(shè)置有彈性銷14，彈性銷14套裝在調(diào)節(jié)螺栓15的螺桿上。
第二半聯(lián)軸器11包括第二膨脹套外圈10，第二膨脹套外圈10與后法蘭凸緣叉6的法蘭部通過連接螺栓17連接。
第二膨脹套外圈10與后法蘭凸緣叉6之間設(shè)置有用于增速機(jī)與發(fā)電機(jī)之間斷電的絕緣裝置。
絕緣裝置包括絕緣板9，絕緣板9設(shè)置在第二膨脹套外圈10與后法蘭凸緣叉6的法蘭部之間。
絕緣裝置還包括連接螺栓17與后法蘭凸緣叉6兩者接觸面之間設(shè)置的絕緣墊7和絕緣套8。
除了前述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用聯(lián)軸器外，本實用新型還公開了一種高速軸聯(lián)軸器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其還包括增速機(jī)和發(fā)電機(jī)，高速軸聯(lián)軸器的第一半聯(lián)軸器與增速機(jī)的輸出軸連接，高速軸聯(lián)軸器的第二半聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的輸入軸連接。
本實用新型通過萬向聯(lián)軸器的左右兩端分別設(shè)置有前、后法蘭凸緣叉，進(jìn)而省去了現(xiàn)有技術(shù)中的過渡連接法蘭，不僅提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用高速軸聯(lián)軸器的角位移補(bǔ)償能力，而且便于安裝和維護(hù)。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。