一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构制造技术

一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，螺杆轴的外端与桨叶连接，螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，螺杆轴上套装有螺母；芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。本发明专利技术将液压缸的直线移动转换为桨叶的旋转运动，实现海流能发电机组中桨叶的节距角的360度同步调节，方便对整个机组变桨距进行控制，提高了机组对海流的适应能力和变桨轴承的寿命。

Pitch control mechanism of a horizontal axial current generator set driven by screw pair

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构
本专利技术属于新能源利用领域，具体涉及一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构。
技术介绍
在新能源利用领域，海流能作为一种能量密度高、无污染、绿色可再生能源，海流能的开发利用对缓解能源危机和降低环境污染具有重要意义。海流能发电机组是通过叶轮将流体介质(海水)的动能，转化为叶轮的动能，再进一步转换为电能。在海流能发电装置中变桨距(即改变桨叶的桨距角)是一门关键技术，通过变桨距从而捕获更多的海流能，从而提高机组的发电量。同时，当海水水流出现高流速的情况下，叶片将承受极大的静载荷及动载荷，叶片进行变桨距可以实现对整个机组的保护。从目前已有的海流能变桨距机构主要有以下几类：1、电动变桨距机构：每只叶片都由一台电动机和一台减速齿轮箱组成的变桨距机构调节叶片的节距角的大小，这种变桨距结构比较适合独立变桨，但需要较大的轮毂内部空间，且变桨距机构由于重量增加而引起的对主轴的载荷也比较大，这种结构较为复杂，成本也较大；2、曲柄—滑块机构：这种机构以液压作为动力，但是由于曲柄—滑块机构自身存在死点，所以该机构的变桨距角度小于等于180°；3、齿轮齿条机构：这种机构的变桨距执行机构相对简单，但其驱动装置(如液压缸)不容易安装，这种机构只适用小功率海流能发电机组，当机组功率较大时，采用这种机构机组中的变桨轴承载荷过大。4、蜗轮蜗杆机构：由于蜗轮蜗杆的自锁特性，可以防止叶片在水流作用下发生顺桨，不需要额外的限位，但是蜗轮蜗杆机构的传动效率较低，发热量大。专利技术内容为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术在于提供了一种可以实现360°双向同步变桨距，提高变桨轴承的寿命的螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构。本专利技术采用的技术方案是：一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，所述轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，其特征在于：所述轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，所述螺杆轴的外端与桨叶连接，所述螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，所述螺杆轴上套装有螺母；所述芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，所述芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，所述三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。进一步，所述螺杆轴与轮毂壁的连接处设置有盖板，所述螺杆轴与盖板之间设置有第一变桨轴承。进一步，所述第一变桨轴承通过卡环轴向定位，所述卡环由两个半圆卡环通过左右两个螺钉连接组合而成，两个半圆卡环的结合面沿轴向为类Z字型，且结合面和轴线平行，且两个连接螺钉轴线在同一条直线上。进一步，三个所述螺杆轴的轴线在轮毂壁同一截面内且沿半径方向，每个轴线之间夹角为120°。进一步，所述芯部轴承座的内端为正三棱柱形状并位于轮毂的中心位置，所述第二变桨轴承安装于相应的棱柱侧面处，所述芯部轴承座的外端是圆形法兰盘。进一步，所述三向液压缸通过三角法兰盘与芯部轴承座的内端连接固定。进一步，所述三向液压缸的三个活塞杆轴线在同一平面上且夹角为120度，三向液压缸的三个活塞杆无杆腔由中心油口统一供油，三向液压缸的三个活塞杆有杆腔由三向液压缸三个端部的油口分别供油，通过控制油口油液的压力和流量，从而实现三个活塞杆的同步运动，所述活塞杆的端部与螺母之间通过螺栓固定连接。进一步，所述三向液压缸的进油口通过软油管或经过轴承座内的油路通道与海流能发电机组的油路连通。进一步，所述螺母和螺杆轴上的螺纹为大螺距传动螺纹，螺旋升角为15°～45°，采用大螺距主要考虑避免螺旋副的自锁。进一步，所述盖板与螺杆轴、前端盖与轮毂壁、以及芯部轴承座与轮毂壁之间均设有密封圈。本专利技术的有益效果：1、将液压缸的直线移动转换为桨叶的旋转运动，没有死点的问题，可以实现海流能发电机组中叶片的节距角的360度调节，方便对整个机组变桨距进行控制，提高了机组对海流的适应能力。2、在轮毂的中心位置装有芯部轴承座，每一个叶片的变桨轴承分别安装在芯部轴承座和盖板处，使得变桨距机构中变桨轴承所受的载荷降低，降低了整个变桨距机构中轴承的性能要求，提高了变桨轴承的寿命。3、采用三向液压缸驱动机构进行变桨距，利用液压缸自身的性能进行限位，不需要额外的限位机构就能防止叶片在水流作用下顺桨。附图说明图1是本专利技术去除轮毂壁后的立体结构示意图。图2是本专利技术的纵向剖视结构示意图。图3是图2中A-A向结构剖视图。具体实施方式下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。参见图1-3，本实施例提供了一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，三向液压缸16、盖板5、螺杆轴4、轴承、卡环、螺母10、芯部轴承座12以及部分连接件。本实施例所述轮毂包括轮毂壁1、设置在轮毂壁1前端的前端盖17，所述前端盖17与轮毂壁1之间设有第一密封圈19并通过螺钉18固定连接。所述轮毂壁1的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴4，三个所述螺杆轴4的轴线在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，所述轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，其特征在于：所述轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，所述螺杆轴的外端与桨叶连接，所述螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，所述螺杆轴上套装有螺母；所述芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，所述芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，所述三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，所述轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，其特征在于：所述轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，所述螺杆轴的外端与桨叶连接，所述螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，所述螺杆轴上套装有螺母；所述芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，所述芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，所述三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。


2.根据权利要求1所述的一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，其特征在于：所述螺杆轴与轮毂壁的连接处设置有盖板，所述螺杆轴与盖板之间设置有第一变桨轴承。


3.根据权利要求2所述的一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，其特征在于：所述第一变桨轴承通过卡环轴向定位，所述卡环由两个半圆卡环通过左右两个螺钉连接组合而成，两个半圆卡环的结合面沿轴向为类Z字型，且结合面和轴线平行，且两个连接螺钉轴线在同一条直线上。


4.根据权利要求1所述的一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，其特征在于：三个所述螺杆轴的轴线在轮毂壁同一截面内且沿半径方向，每个轴线之间夹角为120°。


5.根据权利要求1所述的一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智聪，刘宏伟，李伟，林勇刚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33