弹性体摇摆铰链制造技术

本发明专利技术大致涉及双叶涡轮机短舱和相关摇摆铰链。在特定实施方案中，本发明专利技术提供一种铰链总成，其涵盖一个轮毂和两个双弹性体摇摆轴承。在一些方面中，所述轴承是独立元件，其可在其并入较大总成之前以受控方式预加载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹性体摇摆铰链相关申请案的参考本申请要求2011年5月10日申请的美国临时申请案第61/484,343号的优先权，其完整内容以引用的方式并入本文中。专利
本专利技术大致涉及海上风力涡轮机和相关摇摆铰链。专利技术背景风力发电指的是将风能转化为更有用形式的能量，诸如电。风能是化石燃料的有利替代，因为风能丰富、可再生、广泛分布、清洁且不产生温室气体排放。风能目前大约占全球电力使用的1.5%且全球大约有80个国家将风能发电商业化（WorldWindEnergyReport2008:Report,WorldWindEnergyAssociation,2009年2月；和WorldwatchInstitute:WindPowerIncreasein2008Exceeds10-yearAverageGrowthRate，2009年5月）。此外，全球风力发电容量在2000年至2006年间增加超过四倍，大致每三年翻一番。海上风力涡轮机利用远洋水域特有的强劲风能来提供电力。虽然是能量生产所必要的，但是这些相同强劲的风导致不对称负载，其作用在涡轮机的转子叶片上，即所谓的弯矩。这些高负载随后被转移至涡轮机轴且最终被转移至涡轮机的齿轮箱，其导致齿轮箱破裂和涡轮机的不可用。减轻与弯矩相关的高结构负载的努力包括以有限枢转能力（所谓的摇摆铰链）将转子叶片附接至挠性结构。常规摇摆铰链基于使用衬套或滚珠轴承的机械装置。由于这些装置的刚性性质，常规摇摆铰链缺乏足够能力以吸收强烈的动态负载。此外，持续暴露于高负载，加上铰链有限的角度调整能力导致金属轴承因凹陷而劣化。此外，将转动叶片轴复原回到垂直于轴线的点的需要要求基于轴承本身外的金属或弹性体弹簧的复杂复原装置。其它常规摇摆铰链基于单个金属弹性体轴承。在这些装置中，无法控制或调整预负载。而是，通过将负载永久地转移至轮毂和轴而获得预负载，其在系统寿命内导致不必要且可能危险的应力。与基于机械装置的常规摇摆铰链相同，这些铰链还提供次优的可靠性。因此，需要适用于双叶片风力涡轮机的摇摆铰链，其具有改进的可靠性、更好的耐用性和提高的应对高结构负载的能力。专利技术概要本专利技术大致涉及涵盖两个双弹性体摇摆轴承的摇摆铰链总成。已发现涵盖两个双弹性体摇摆轴承的摇摆铰链总成与基于衬套或滚珠轴承的现有摇摆铰链相比，提供改进的可靠性和提高的应对负载峰值的能力。与基于金属轴承的现有摇摆铰链不同，在所涵盖的摇摆铰链中使用弹性体元件赋予吸收由强风产生的强烈动态负载及应对将导致典型铰链总成劣化的小摇摆角度的能力。本专利技术涵盖采用双弹性体摇摆轴承，其包括由金属垫片分隔的可预负载弹性体元件，其提供优于常规总成的特定好处。弹性体层不承受与常规机械铰链相关的相同类型的磨损且此外提供提高的负载峰值的阻尼，其减小置于转子和轴上的应力。在本专利技术的特定方面中，包括安全元件（诸如径向滑动轴承）限制转移至弹性体层的应力且在弹性体层破裂的情况下充当备用措施。本专利技术所涵盖的双摇摆轴承被设计来在其并入轮毂前透过预负载预受应力，且进一步被设计使得预负载可在总成的寿命内调整。此外，设想的摇摆轴承由多个金属弹性体元件组成。每个金属弹性体元件可个别地预负载且此外可个别地从轴承上移除而不影响其它元件。除弹性体元件外，设想的总成的许多其它组件可个别地移除而不影响其它组件。本专利技术所涵盖的这些可个别移除组件便于摇摆轴承的维护和修理。本专利技术还涵盖甚至在并入涡轮机轮毂时，仍作为独立单元的摇摆轴承。由于本专利技术所涵盖的摇摆轴承可充当独立单元，所以弹性体元件的预负载被限制至摇摆系统并且不转移至任意相关轮毂中。在本专利技术的特定实施方案中，提供一种总成。所述总成包括轮毂和定位在轮毂中的开口上的至少两个双弹性体摇摆轴承。在特定方面中，摇摆轴承是可预负载摇摆轴承。可预负载摇摆轴承可在与轮毂一体化前预负载。摇摆轴承还可包括与轮毂分开的独立单元。在本专利技术的其它实施方案中，独立摇摆轴承被可操作地构造成不将预负载转移至轮毂。在一些实施方案中，摇摆轴承安装在放置在轮毂内的T形涡轮机轴头的相对末端上。在特定实施方案中，摇摆轴承在其组件中尤其具有多个金属弹性体元件。每个金属弹性体元件可独立地预负载且此外每个金属弹性体元件可个别地从摇摆轴承上移除。本专利技术的其它实施方案包括滑动轴承，其耦接至弹性体摇摆轴承，所述弹性体摇摆轴承被可操作地构造来接收超过弹性体元件可承受的额定力的力或在弹性体元件破裂的情况下限制转子轮毂的位移。除这些实施方案外，在阅读本公开时将了解本专利技术的附加方面。附图简述图1A、图1B、图1C、图1D和图1E从不同角度描绘本专利技术的实施方案。图2A、图2B、图2C、图2D和图2E从不同角度描绘本专利技术的另一个实施方案。图3A、图3B、图3C、图3D和图3E从不同角度描绘本专利技术的又一个实施方案。具体实施方式本专利技术提供一种铰链总成，其涵盖一个轮毂和两个双弹性体摇摆轴承。与并入金属轴承或衬套的常规总成相比，使用弹性体元件得到具有改进的抗劣化和提高的阻尼负载峰值及减小涡轮机转子和轴上的应力的能力的总成。在本专利技术的特定实施方案中，摇摆轴承定位在轮毂中的开口上。摇摆轴承的开口可在轮毂中的任意位置，但在一些实施方案中，存在轴承的两个开口，各定位为在轮毂上彼此正对。在特定实施方案中，摇摆轴承被可操作地构造来安装在T形涡轮机轴头的相对末端上，即轴头的角上。轴头的角可对应于轮毂上的开口，使得所安装的摇摆轴承定位在开口上。每个双弹性体摇摆轴承包括两个弹性体层，因此，双弹性体摇摆轴承。弹性体层本身由多个弹性体元件组成。因此，含有这些层的每个弹性体摇摆件包括多个弹性体元件。由于弹性体元件，本专利技术所涵盖的摇摆轴承可预负载，其中特定数量的压缩力可被引入弹性体元件中。本专利技术所设想的弹性体元件允许受控预负载。如下文实施方案中详细描述，每个弹性体元件的预负载可独立于彼此被调整。此外，如下文详细说明，摇摆轴承中的每个弹性体元件可独立于其它弹性体元件被移除。此外，摇摆总成的其它组件可独立于总成中的其它组件被移除。例如，每个弹性体元件可在元件的一端上与轴承的分段内部分耦接且在元件的另一端上与分段外部分耦接。每个分段区段（内部分、外部分和其间的弹性体元件）可与个别楔形物相关，其结合紧固装置（例如，螺钉）允许个别地调整预负载。弹性零件的预应力可透过使用配置在其间的楔形物的系统和摇摆轴承的外壳藉由在主要径向方向（其在主要外部负载的方向上）上压缩其而获得。组件的独立还便于其从轴承上移除及安装至轴承中。因此，本专利技术的特定实施方案所涵盖的组件更能触及以进行铰链总成的维护和修理。在一些实施方案中，摇摆轴承还包括滑动轴承，其被可操作地构造来接收来自弹性体元件的力。滑动轴承可耦接至弹性体摇摆件并且保护弹性体零件不受过度应力影响，提高摇摆轴承的总体可靠性。如下文实施方案中进一步描述，摇摆轴承可配备实现弹性体元件的可能磨损的预先检测的监控传感器以及允许目测检查弹性体零件的边界的光学传感器。此外，摇摆轴承可配备传感器，其能够在操作铰链时当弹性体元件经历振荡循环时监控其表现。在其它实施方案中，摇摆轴承可配备盖，其保护轴承不受日照和盐分空气（其可能潜在地腐蚀轴承内的组件）影响。根据本专利技术的一个总成展示在图1A、图1B、图1C、图1D和图1E中。图1A示出双叶片转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种总成，所述总成包括：轮毂；和至少两个双弹性体摇摆轴承，其定位在所述轮毂中的开口上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.10 US 61/484,3431.一种摇摆铰链总成，所述总成包括：轮毂，其包括壳；以及T形涡轮机轴头，包括两个角和两个双弹性体摇摆轴承，其中每个所述摇摆轴承定位在所述壳与所述T形涡轮机轴头的所述角中的一个之间，并且其中每个摇摆轴承包括至少两对金属-弹性体元件，其中所述至少两对金属-弹性体元件堆叠至彼此或彼此堆叠，使得所述至少两对中的每个金属-弹性体元件相对于相同至少两对中的另一金属-弹性体元件是独立地可预负载的，并且其中每个金属-弹性体元件包括交替的金属垫片和弹性体接合层。2.根据权利要求1所述的摇摆铰链总成，其中所述摇摆轴承是独立的。3.根据权利要求1所述的摇摆铰链总成，其中每个所述摇摆轴承的所述多个金属弹性体元件在轮毂中并排座落在所述壳与所述轴头的所述角之间。4.根据权利要求1所述的摇摆铰链总成，其中所述预负载通过使用楔形物和螺钉在主要径向方向上压缩所述金属-弹性体元件而获得。5.根据权利要求3所述的摇摆铰链总成，其中每个金属-弹性体元件的预负载是可调整的。6.根据权利要求4所述的摇摆铰链总成，其中所述楔形物通过螺钉固定至所述壳和所述角，且每个金属弹性体元件可通过操纵所述螺钉而独立地预加载。7.根据权利要求4所述的摇摆铰链总成，其中楔形物被设置在所述壳与所述金属-弹性体元件之间和在所述角与所述金属-弹性体元件之间。8.根据权利要求7所述的摇摆铰链总成，其中所述金属-弹性体元件的锥形形状限定了预负载的径向分量与预负载的轴向分量之间的所要比率。9.根据权利要求3所述的摇摆铰链总成，其中所述多个元件内的每个金属弹性体元件可独立地从所述轮毂移除并且由新的元件取代而不影响所述摇摆铰链的稳定性。10.根据权利要求3所述的摇摆铰链总成，其中所述摇摆轴承还包括一个或多个滑动轴承，其被构造来限制所述金属-弹性体元件在所述壳与所述角之间相对于所述轴头的角的轴线沿径向方向的位移。11.根据权利要求3所述的摇摆铰链总成，其中每个金属弹性体元件具有两个轴(x轴,y轴)，彼此相差90度。12.根据权利要求1所述的摇摆铰链总成，其中末端垫片的几何形状允许所述金属弹性体元件安装至两个位置中，在所述两个位置中x轴与y轴分别平行于轴头的角的轴线。13.根据权利要求1所述的摇摆铰链总成，其中所述铰链总成允许附着在所述轮毂的叶片的逐片旋转而不会在所述叶片中导致偏航或侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡鲁索，M·贾库波斯基，L·蔡奥里，
申请(专利权)人：康道尔风能有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB