一种风力发电机组主轴结构的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组的技术领域，尤其是指一种风力发电机组主轴结构。


背景技术：

2.风力发电机组主轴用于支撑传递风轮转速、扭矩到齿轮箱，同时传递弯矩到主轴承，是风力发电机组主要传递载荷的部件，现有主轴结构如图1所示。主轴轴肩01过渡圆弧一般采用椭圆弧02直接过渡。由于此截面尺寸突变，圆弧位置在外载作用下为高应力区，在风机全生命周期内，面临着疲劳断裂的风险。要降低圆弧位置的应力，传统的方式为增加主轴的壁厚，增大抗弯模量，但是由于主轴承内径的限制，主轴外径不能更改，只能缩小主轴内径，这样会显著增加主轴重量，增大材料成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组主轴结构，在主轴同等壁厚的情况下，能够有效降低轴肩过渡位置的应力集中，降低过渡位置的应力水平，从而降低主轴的重量，降低材料成本，达到降本的目的。
4.本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
5.一种风力发电机组主轴结构，包括依次连接的主轴轴头、主轴轴肩和主轴轴身；所述主轴轴肩与主轴轴身之间采用椭圆弧过渡连接，且所述主轴轴肩朝向主轴轴身的端面上形成有内凹结构，所述内凹结构包括相互连接的第一圆弧段和第二椭圆弧段，所述第二椭圆弧段与椭圆弧重合，通过第二椭圆弧段增大椭圆弧的长轴，使主轴轴肩与主轴轴身连接处平缓过渡。
6.进一步，所述第一圆弧段与主轴轴肩的端面之间采用圆角过渡。
7.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
8.本实用新型通过在轴肩位置增加内凹结构，增大椭圆弧的长轴，在主轴同等壁厚的情况下，能够有效降低轴肩过渡位置的应力集中，降低过渡位置的应力水平，从而降低主轴的重量，降低材料成本，达到降本的目的。
附图说明
9.图1为现有主轴的结构示意图。
10.图2为本实用新型的主轴的立体结构示意图。
11.图3为本实用新型的主轴的剖视图。
12.图4为图3中a处的局部放大图。
具体实施方式
13.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.如图2至图4所示，本实施例提供了一种风力发电机组主轴结构，包括依次连接的主轴轴头1、主轴轴肩2和主轴轴身3，所述主轴轴肩2与主轴轴身3之间采用椭圆弧4过渡连接，且所述主轴轴肩2朝向主轴轴身3的端面上形成有内凹结构5，所述内凹结构5包括相互连接的第一圆弧段501和第二椭圆弧段502，所述第二椭圆弧段502与椭圆弧4重合，通过第二椭圆弧段502增大椭圆弧4的长轴，使主轴轴肩2与主轴轴身3连接处平缓过渡。
15.进一步，所述第一圆弧段501与主轴轴肩2的端面之间采用圆角过渡。
16.本实施例主轴结构的制作过程为：首先按照现有主轴的制作实现方式铸造出主轴毛坯，接着通过机加工形成内凹结构。
17.通过对现有主轴和本实用新型的主轴结构进行极限应力和疲劳损伤对比分析可知，在同样的载荷水平下，本实用新型的主轴结构极限应力可以下降约5％，疲劳损伤下降约44％，有效提高主轴的极限与疲劳安全性。
18.以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。


技术特征：
1.一种风力发电机组主轴结构，包括依次连接的主轴轴头、主轴轴肩和主轴轴身；其特征在于：所述主轴轴肩与主轴轴身之间采用椭圆弧过渡连接，且所述主轴轴肩朝向主轴轴身的端面上形成有内凹结构，所述内凹结构包括相互连接的第一圆弧段和第二椭圆弧段，所述第二椭圆弧段与椭圆弧重合，通过第二椭圆弧段增大椭圆弧的长轴，使主轴轴肩与主轴轴身连接处平缓过渡。2.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴结构，其特征在于：所述第一圆弧段与主轴轴肩的端面之间采用圆角过渡。

技术总结
本实用新型公开了一种风力发电机组主轴结构，包括依次连接的主轴轴头、主轴轴肩和主轴轴身；所述主轴轴肩与主轴轴身之间采用椭圆弧过渡连接，且所述主轴轴肩朝向主轴轴身的端面上形成有内凹结构，所述内凹结构包括相互连接的第一圆弧段和第二椭圆弧段，所述第二椭圆弧段与椭圆弧重合，通过第二椭圆弧段增大椭圆弧的长轴，使主轴轴肩与主轴轴身连接处平缓过渡。本实用新型在主轴同等壁厚的情况下，能够有效降低轴肩过渡位置的应力集中，降低过渡位置的应力水平，从而降低主轴的重量，降低材料成本，达到降本的目的。达到降本的目的。达到降本的目的。


技术研发人员：许亮 赵春雨 柳胜举 倪敏
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/5/24