用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种用于风力发电机组的叶轮锁定机构以及包括该叶轮锁定机构的风力发电机组。


背景技术：

2.风力发电机组的传动系统是将叶轮吸收的风能以机械的方式传送到发电机的中间装置。如图1所示，风力发电机组的传动系统主要包括主轴系和齿轮箱200，并且主轴系主要包括主轴100、轴承座110和主轴承120(见图3)。传统地，在主轴系与风力发电机组叶轮的轮毂10之间设置有叶轮锁定机构。叶轮锁定机构包括设置在主轴的前端(靠近轮毂10的端部)并且随着轮毂10旋转并且其上设置有锁定孔的锁定盘、安装在轴承座或者风力发电机的机舱底座上的锁定销以及安装在轴承座的前端(靠近轮毂10的端部)的锁定座。
3.然而，在传统的叶轮锁定机构中，锁定盘设置在轮毂10和主轴系之间，从而直接承受来自叶轮的大量载荷，使得锁定盘的使用寿命受到严重影响。另外，传统地，锁定盘与主轴100一体地设置在轮毂10和主轴系之间，这也会使得主轴系的前端结构尺寸过大、结构复杂而降低了安装可靠性，另外还存在加工铸造难度大、成本高的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述风力发电机组的叶轮锁定机构的使用寿命短、安装可靠性低、铸造加工难度大、成本高等问题，本实用新型提供了一种用于风力发电机组的叶轮锁定机构以及包括该叶轮锁定机构的风力发电机组。
5.本实用新型的一方面提供一种用于风力发电机组的叶轮锁定机构，所述风力发电机组包括：主轴100，连接到所述风力发电机组的轮毂10；轴承座110，套设在所述主轴100上；以及齿轮箱200，所述齿轮箱200的输入轴连接到所述主轴100，并且，所述叶轮锁定机构包括：第一锁定部310，设置在所述主轴100和所述齿轮箱200之间；第二锁定部320，设置在所述轴承座110和所述齿轮箱200的壳体中的至少一者上；以及锁定件330，与所述第一锁定部310和所述第二锁定部320配合，以沿所述主轴100的轴向方向将所述第一锁定部310锁定或解锁。
6.优选地，所述第一锁定部310通过紧固件连接到所述主轴100，或者所述第一锁定部310与所述主轴一体成型。
7.优选地，所述齿轮箱200的输入轴直接连接到所述主轴100的靠近所述齿轮箱200的端部，或者，所述齿轮箱200的输入轴通过紧固件连接到所述第一锁定部310。
8.优选地，所述第一锁定部310通过紧固件连接到所述齿轮箱200的输入轴，或者所述第一锁定部310与所述齿轮箱200的输入轴一体成型。
9.优选地，所述主轴100的靠近所述齿轮箱200的端部直接连接到所述齿轮箱200的输入轴，或者所述主轴100的靠近所述齿轮箱200的端部通过紧固件连接到所述第一锁定部310。
10.优选地，所述第一锁定部310成对地设置。
11.优选地，所述第一锁定部310还设置有一个或更多个减重孔30。
12.优选地，所述第一锁定部310设置为分体式结构。
13.优选地，相比于所述主轴100的靠近所述齿轮箱200的端部，所述第一锁定部310设置为更靠近所述齿轮箱200。
14.优选地，所述第一锁定部310为设置有多个锁定孔的锁定盘，所述第二锁定部320为锁定座，所述锁定件330设置在所述第二锁定部320中。
15.优选地，所述锁定件330为可伸缩构件，所述可伸缩构件能够从所述第二锁定部320中伸出或缩回。
16.本实用新型的另一方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的叶轮锁定机构。
17.根据本实用新型的用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组通过将叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系和齿轮箱之间，因此，与叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系与轮毂之间相比，可显著降低叶轮锁定机构所承受的载荷，从而可使大幅提高叶轮锁定机构的使用寿命。
18.根据本实用新型的用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组通过将叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系和齿轮箱之间并且第一锁定部与主轴系和/或齿轮箱可拆卸地连接，从而可使得主轴系的结构更加简单和顺畅，提高了安装可靠性，并且还能够降低主轴系的加工铸造难度并降低成本。
附图说明
19.图1是根据现有技术的风力发电机组的传动系统的示意性截面图。
20.图2是根据本实用新型的实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性立体图。
21.图3是图2所示的根据本实用新型的实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性截面图。
22.图4是根据本实用新型的实施例的风力发电机组的主轴承座的示意性立体图。
23.图5是根据本实用新型的实施例的风力发电机组的齿轮箱的示意性立体图。
24.图6是根据本实用新型的另一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性立体图。
25.图7是根据本实用新型的另一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性截面图。
26.图8是根据本实用新型的又一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性立体图。
27.图9是示出根据本实用新型的叶轮锁定机构的锁定形式的局部示意图。
28.图10是示出根据本实用新型的具有分体式结构的第一锁定部的示意图。
29.附图标记说明
30.10：轮毂；100：主轴；110：轴承座；120：主轴承；200：齿轮箱；
31.30：减重孔；310：第一锁定部；320：第二锁定部；330：锁定件
具体实施方式
32.现在将参照附图更全面地描述示例实施方式。然而，本实用新型的实施方式不局限于在此阐述的示例实施方式。附图中相同的附图标记表示相同或类似的结构。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.本实用新型的如下所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
35.下面将参照图2、图3、图9和图10详细描述根据本实用新型的实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的具体构造。
36.如图2和图3所示，风力发电机组包括：主轴100，连接到风力发电机组的轮毂10(见图1)；轴承座110，套设在主轴100上；以及齿轮箱200，齿轮箱200的输入轴连接到主轴100。
37.根据本实用新型的实施例的叶轮锁定机构包括：第一锁定部310，设置在主轴100和齿轮箱200之间；第二锁定部320，设置在轴承座110和齿轮箱200的壳体中的至少一者上；以及锁定件330(见图9)，与第一锁定部310和第二锁定部320配合，以沿主轴100的轴向方向将第一锁定部310锁定或解锁。这里，第一锁定部310设置在主轴100和齿轮箱200之间可意味着：第一锁定部310设置在主轴100的靠近齿轮箱200的输入轴的端部上、设置在齿轮箱200的输入轴上或者设置在主轴100和齿轮箱200的输入轴之间并且分别连接到主轴100和齿轮箱200的输入轴。
38.具体地，当第一锁定部310设置在主轴100的靠近齿轮箱200的输入轴的端部上时，第一锁定部310可通过紧固件直接连接到主轴100的所述端部或者可通过转接件(诸如本领域技术人员所熟知的锁紧件、花键)间接连接到主轴100的所述端部。然而，本公开不限于此，第一锁定部310也可与主轴100一体成型。另外，当第一锁定部310设置在主轴100的所述端部上时，齿轮箱200的输入轴可直接连接到主轴100的所述端部，或者，齿轮箱200的输入轴可通过紧固件连接到第一锁定部310。
39.当第一锁定部310设置在齿轮箱200的输入轴上时，第一锁定部310可通过紧固件直接连接到齿轮箱200的输入轴上或者可通过转接件(诸如本领域技术人员所熟知的锁紧件、花键)间接连接到齿轮箱200的输入轴上。然而本公开不限于此，第一锁定部310也可与齿轮箱200的输入轴一体成型。另外，当第一锁定部310设置在齿轮箱200的输入轴上时，主轴100的所述端部可直接连接到齿轮箱200的输入轴，或者主轴100的所述端部可通过紧固件连接到第一锁定部310。
40.当第一锁定部310设置在主轴100的所述端部与齿轮箱200的输入轴之间并且分别连接到主轴100和齿轮箱200的输入轴时，第一锁定部310可通过固定件或者可通过转接件(诸如本领域技术人员所熟知的锁紧件、花键)分别连接到主轴100的所述端部和齿轮箱200的输入轴。
41.在本实用新型中，紧固件的类型没有特别的限制，而是可以是用于将叶轮锁定机构中的部件彼此可拆卸地连接的紧固件。例如，紧固件可以为螺栓、铆钉、焊钉、销、螺钉和螺柱中的至少一种。
42.如图2中所示，根据本实用新型的实施例的第一锁定部310可成对地设置。当第一锁定部310成对地设置时，第一锁定部310中的一个第一锁定部310可设置在主轴100的所述端部上，第一锁定部310中的另一个第一锁定部310可设置在主轴100的所述端部和齿轮箱200的输入轴之间或者设置在齿轮箱200的输入轴上，但不限于此。例如，第一锁定部310中的每个可均设置在主轴100的所述端部上、均设置在齿轮箱200的输入轴上或者均设置在主轴100的所述端部和齿轮箱200的输入轴之间。当第一锁定部310成对地设置时，可使叶轮锁定更稳固，并且提高锁定可靠性。
43.第一锁定部310还可设置有一个或更多个减重孔30。通过设置一个或更多个减重孔30，可减轻第一锁定部310的重量，从而降低制造成本和降低施工安装难度。这里，减重孔30的形状没有特别地限制，例如，减重孔30可以为梯形形状、圆形形状或者其他形状。
44.第一锁定部310可设置为分体式结构(如图10所示)。在这种情况下，由于可以以分体式的方式制造第一锁定部310，从而可进一步降低第一锁定部310的加工铸造难度，提高制造效率。当以分体式方式制造第一锁定部310时，可将第一锁定部310的分开制造的各个单元以诸如焊接、螺纹连接等的方式彼此连接。另外，当第一锁定部310成对设置时，一对第一锁定部310中的每个可均设置为分体式结构，或者一对第一锁定部310中一个第一锁定部310可设置为分体式结构，而另一个第一锁定部310可设置为一体式结构。
45.作为示例，在根据本实用新型的叶轮锁定机构中，第一锁定部310为设置有多个锁定孔的锁定盘，第二锁定部320为锁定座，并且锁定件330可设置在第二锁定部320中。
46.锁定件330可以为能够从第二锁定部320中伸出或缩回的可伸缩构件(见图9)。当需要对叶轮进行锁定时，可在第一锁定部310与第二锁定部320位置对应的情况下，使锁定件330从第二锁定部320插入到具有锁定孔的第一锁定部310中，实现对二者锁定(如图9所示)。在需要对叶轮进行解锁时，可使锁定件330缩回至不干涉第一锁定部310和第二锁定部320的相对运动的位置。
47.例如，锁定件330可以是液压锁定销。例如，虽然未示出，但是锁定件330可包括销体和销筒，销筒可设置在第二锁定部320上，并且销体可设置在销筒中。销筒可通过连接油管连接到液压泵，可通过液压泵向销筒中注入液压油来控制销体从销筒中伸出或缩回，当销体从销筒中伸出时，可插入到第一锁定部310中，实现锁定；当销体缩回至销筒中，可不与第一锁定部310干涉，即将第一锁定部310与第二锁定部320解锁。
48.然而，本实用新型不限于此，锁定件330也可以为电动可伸缩构件(例如，基于电动丝杠原理进行直线往复运动的电力驱动装置)或者为其他非可伸缩的限位构件(例如，限位栓等)，其结构没有特别限制，只要能设置在第二锁定部320中以限制第一锁定部310和第二锁定部320彼此的相对运动即可。
49.采用上述结构的叶轮锁定机构，由于第一锁定部310设置在主轴100和齿轮箱200之间，因此，与叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系与轮毂之间相比，可显著降低叶轮锁定机构所承受的载荷，从而可使大幅提高叶轮锁定机构的使用寿命。
50.另外，由于叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系和齿轮箱之间并且第一锁定部与主轴系和/或齿轮箱可拆卸地连接，从而可使得主轴系的结构更加简单和顺畅，提高了安装可靠性，并且还能够降低主轴系的加工铸造难度并降低成本。
51.图4和图5分别是根据本实用新型的实施例的风力发电机组的主轴承座和齿轮箱
的示意性立体图。例如，如图4和图5所示，第二锁定部320可设置在主轴承座110的靠近齿轮箱200的端部和/或齿轮箱200的壳体的靠近主轴承座110的端部上。
52.图6是根据本实用新型的另一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性立体图。图7是根据本实用新型的另一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性截面图。
53.根据另一实施例的叶轮锁定机构与根据上述实施例的叶轮锁定机构的不同之处在于：根据另一实施例的叶轮锁定机构包括一个第一锁定部310，并且该第一锁定部310可设置在齿轮箱200的输入轴上。在这种情况下，相比于主轴100的靠近齿轮箱200的端部，第一锁定部310可设置为更靠近齿轮箱200。
54.根据另一实施例的叶轮锁定机构的其他组件与根据上述实施例的叶轮锁定机构的相应组件相同，因此省略它们的详细描述。
55.图8是根据本实用新型的又一实施例的风力发电机组的叶轮锁定机构的示意性立体图。
56.根据另一实施例的叶轮锁定机构与上述根据另一实施例的叶轮锁定机构的不同之处在于：根据又一实施例的叶轮锁定机构包括设置在轴承座110和齿轮箱200的壳体中的两者上的第二锁定部320。作为示例，第二锁定部320可设置在主轴承座110的靠近齿轮箱200的端部和齿轮箱200的壳体的靠近主轴承座110的端部上。
57.根据另一实施例的叶轮锁定机构的其他组件与根据上述实施例的叶轮锁定机构的相应组件相同，因此省略它们的详细描述。
58.根据本实用新型的实施例，还可提供一种风力发电机组，该风力发电机组可包括如上所述的叶轮锁定机构。
59.根据本实用新型的用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组通过将叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系和齿轮箱之间，因此，与叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系与轮毂之间相比，可大大降低叶轮锁定机构所承受的载荷，从而可使大幅提高叶轮锁定机构的使用寿命。
60.根据本实用新型的用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组通过将叶轮锁定机构的第一锁定部设置在主轴系和齿轮箱之间并且第一锁定部与主轴系和/或齿轮箱可拆卸地连接，从而可使得主轴系的结构更加简单和顺畅，提高了安装可靠性，并且还能够降低主轴系的加工铸造难度并降低成本。
61.虽然已经参照本实用新型的示例性实施例具体示出和描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

技术特征：
1.一种用于风力发电机组的叶轮锁定机构，所述风力发电机组包括：主轴(100)，连接到所述风力发电机组的轮毂(10)；轴承座(110)，套设在所述主轴(100)上；以及齿轮箱(200)，所述齿轮箱(200)的输入轴连接到所述主轴(100)，其特征在于，所述叶轮锁定机构包括：第一锁定部(310)，设置在所述主轴(100)和所述齿轮箱(200)之间；第二锁定部(320)，设置在所述轴承座(110)和所述齿轮箱(200)的壳体中的至少一者上；以及锁定件(330)，与所述第一锁定部(310)和所述第二锁定部(320)配合，以沿所述主轴(100)的轴向方向将所述第一锁定部(310)锁定或解锁。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)通过紧固件连接到所述主轴(100)，或者所述第一锁定部(310)与所述主轴一体成型。3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述齿轮箱(200)的输入轴直接连接到所述主轴(100)的靠近所述齿轮箱(200)的端部，或者，所述齿轮箱(200)的输入轴通过紧固件连接到所述第一锁定部(310)。4.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)通过紧固件连接到所述齿轮箱(200)的输入轴，或者所述第一锁定部(310)与所述齿轮箱(200)的输入轴一体成型。5.根据权利要求4所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述主轴(100)的靠近所述齿轮箱(200)的端部直接连接到所述齿轮箱(200)的输入轴，或者所述主轴(100)的靠近所述齿轮箱(200)的端部通过紧固件连接到所述第一锁定部(310)。6.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)成对地设置。7.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)还设置有一个或更多个减重孔(30)。8.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)设置为分体式结构。9.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，相比于所述主轴(100)的靠近所述齿轮箱(200)的端部，所述第一锁定部(310)设置为更靠近所述齿轮箱(200)。10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述第一锁定部(310)为设置有多个锁定孔的锁定盘，所述第二锁定部(320)为锁定座，所述锁定件(330)设置在所述第二锁定部(320)中。11.根据权利要求10所述的用于风力发电机组的叶轮锁定机构，其特征在于，所述锁定件(330)为可伸缩构件，所述可伸缩构件能够从所述第二锁定部(320)中伸出或缩回。12.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-11中任一项所述的叶轮锁定机构。

技术总结
本实用新型提供一种用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组。风力发电机组包括：主轴，连接到风力发电机组的轮毂；轴承座，套设在主轴上；以及齿轮箱，齿轮箱的输入轴连接到主轴，其特征在于，叶轮锁定机构包括：第一锁定部，设置在主轴和齿轮箱之间；第二锁定部，设置在轴承座和齿轮箱的壳体中的至少一者上；以及锁定件，与第一锁定部和第二锁定部配合，以沿主轴的轴向方向将第一锁定部锁定或解锁。根据本实用新型的用于风力发电机组的叶轮锁定机构及风力发电机组可显著降低叶轮锁定机构所承受的载荷，从而可使大幅提高叶轮锁定机构的使用寿命。构的使用寿命。构的使用寿命。


技术研发人员：李会勋
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/6/2