用于风力发电机组的轴系结构以及风力发电机组制造技术

本发明专利技术提供一种用于风力发电机组的轴系结构以及风力发电机组。所述用于风力发电机组的轴系结构包括内轴、设置在所述内轴外侧的外轴以及第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分别安装在所述轴系结构的第一端和第二端且设置在所述内轴和所述外轴之间。在所述内轴的轴向上，所述外轴包括位于所述第一端的用于支撑所述第一轴承的第一轴承支撑段、位于所述第二端的用于支撑所述第二轴承的第二轴承支撑段以及位于所述第一轴承支撑段和所述第二轴承支撑段之间的第一连接段，所述第一连接段的轴向截面的外壁面的至少部分呈圆拱形。根据本发明专利技术的用于风力发电机组的轴系结构可具有改善的刚度。构可具有改善的刚度。构可具有改善的刚度。

【技术实现步骤摘要】
用于风力发电机组的轴系结构以及风力发电机组


[0001]本专利技术涉及风力发电机
，更具体地，涉及一种用于风力发电机组的轴系结构以及包含该轴系结构的风力发电机组。

技术介绍

[0002]风力发电机组通过叶轮的旋转将风能转换为动能后传递给发电机，从而通过发电机将动能转换为电能。在风力发电机组中，轴系结构除了传递扭矩之外，同时还承受着各种复杂的交变载荷，例如，径向载荷、轴向载荷、弯矩等，结构和受力情况较为复杂，尤其是在风力发电机组运行过程中受各种因素的影响，容易出现各种各样的故障，因此轴系结构的安全性能对风力发电机组的正常运行起着至关重要的作用。
[0003]此外，随着风力发电机组功率的逐渐增大，轴系结构承受的载荷也急剧增大，相应的轴系结构的尺寸也急剧增大，而随着市场竞争的加剧，风力发电机组的单位成本要求越来越低，可靠性要求越来越高。现有的轴系结构的制造成本急剧增加，工艺实现起来也比较困难。
[0004]因此，风力发电机组的轴系结构面临着性能和制造成本的双重挑战。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有改善的刚度的用于风力发电机组的轴系结构以及风力发电机组。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种用于风力发电机组的轴系结构，所述轴系结构包括内轴、设置在所述内轴外侧的外轴以及第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分别安装在所述轴系结构的第一端和第二端且设置在所述内轴和所述外轴之间。在所述内轴的轴向上，所述外轴包括位于所述第一端的用于支撑所述第一轴承的第一轴承支撑段、位于所述第二端的用于支撑所述第二轴承的第二轴承支撑段以及位于所述第一轴承支撑段和所述第二轴承支撑段之间的第一连接段，所述第一连接段的轴向截面的外壁面的至少部分呈圆拱形。
[0007]可选地，从所述第一轴承支撑段到所述第二轴承支撑段的方向上，所述第一连接段的外壁面包括依次连接的第一外区段、第二外区段和第三外区段，所述第一外区段和所述第三外区段为圆拱形，所述第二外区段为斜拱形。
[0008]可选地，所述第一外区段的曲率半径为700mm
‑
900mm，所述第三外区段的曲率半径为100mm
‑
300mm。所述第一连接段的轴向总长度为L1，所述第一外区段的长度为0.25L1‑
0.35L1，所述第三外区段的长度为0.05L1‑
0.15L1。
[0009]可选地，所述第二外区段为具有第一斜度的斜拱形，相对于所述第二轴承支撑段的内周面，所述第一斜度为2
°‑4°
。
[0010]可选地，所述第一连接段的轴向截面的内壁面的至少部分呈圆拱形。
[0011]可选地，从所述第一轴承支撑段到所述第二轴承支撑段的方向上，所述第一连接
段的内壁面包括顺序设置的第一内区段、第二内区段以及第三内区段，所述第一内区段和所述第三内区段为圆拱形，所述第二内区段为斜拱形。
[0012]可选地，所述第一内区段和所述第三内区段为曲率半径在100mm
‑
10000mm之间的圆拱形。
[0013]可选地，所述第一内区段和所述第三内区段的曲率半径为100mm
‑
2000mm，当所述第一连接段的轴向长度为L1时，所述第一内区段的轴向长度为0.10L1‑
0.20L1，所述第三内区段的轴向长度为0.15L1‑
0.25L1。
[0014]可选地，所述第一内区段和所述第三内区段的曲率半径为250mm
‑
350mm，所述第二内区段为具有第二斜度的斜拱形，相对于所述第二轴承支撑段的内周面，所述第二斜度为2
°‑4°
。
[0015]可选地，所述第一连接段的内壁面还包括第四内区段，所述第四内区段设置在所述第一内区段和所述第二内区段之间，所述第四内区段为曲率半径为500mm
‑
600mm的圆拱形，当所述第一连接段的轴向长度为L1时，所述第四内区段的长度为0.10L1‑
0.20L1。
[0016]可选地，所述第一连接段的内壁面还包括第五内区段，所述第五内区段将所述第三内区段和所述第二轴承支撑段的轴肩的外端面彼此连接，所述第五内区段为具有第三斜度的斜拱形，相对于所述第二轴承支撑段的内周面，所述第三斜度为60
°‑
80
°
。
[0017]可选地，所述第二轴承支撑段相对于所述外轴的第二端的端面向外突出，所述第二轴承支撑段的外周面与所述外轴的第二端的端面之间通过第四斜度的斜拱形过渡，相对于所述第二轴承支撑段的外周面，所述第四斜度为10
°‑
13
°
。
[0018]可选地，所述内轴包括位于所述第一端的第三轴承支撑段、位于所述第二端的第四轴承支撑段以及位于所述第三轴承支撑段和所述第四轴承支撑段之间的第二连接段，所述第二连接段的轴向截面至少部分呈圆拱形。
[0019]可选地，所述第二连接段的内壁面和外壁面均为圆拱形，所述第二连接段的内壁面的曲率半径大于所述第二连接段的外壁面的曲率半径。
[0020]可选地，所述第二连接段的内壁面的曲率半径为500mm
‑
6000mm，所述第二连接段的外壁面的曲率半径为500mm
‑
5000mm。
[0021]可选地，所述第二连接段的内壁面的曲率半径为3000mm
‑
5000mm，所述第二连接段的外壁面的曲率半径为2000mm
‑
4000mm。
[0022]可选地，所述第一连接段的外壁面和内壁面均呈圆拱形。
[0023]可选地，所述第一连接段的外壁面呈曲率半径为500mm
‑
5000mm的圆拱形，所述第一连接段的内壁面呈曲率半径为500mm
‑
5000mm的圆拱形。
[0024]可选地，所述第一连接段的外壁面呈曲率半径为2000mm
‑
4000mm的圆拱形，所述第一连接段的内壁面呈曲率半径为3000mm
‑
5000mm的圆拱形。
[0025]可选地，所述内轴包括位于所述第一端的第三轴承支撑段、位于所述第二端的第四轴承支撑段以及位于所述第三轴承支撑段和所述第四轴承支撑段之间的第二连接段，所述第二连接段的内壁面和外壁面均呈圆拱形。
[0026]可选地，所述第二连接段的外壁面的曲率半径为500mm
‑
5000mm。从所述第三轴承支撑段到所述第四轴承支撑段的方向上，所述第二连接段的内壁面包括依次连接的第一圆拱段和第二圆拱段，所述第一圆拱段的曲率半径为500mm
‑
2000mm，所述第二圆拱段的曲率
半径为500mm
‑
5000mm。
[0027]可选地，所述第一圆拱段的曲率半径为1000mm
‑
2000mm，所述第二圆拱段的曲率半径为30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的轴系结构，所述轴系结构包括内轴(100)、设置在所述内轴(100)外侧的外轴(200)以及第一轴承(300)和第二轴承(400)，所述第一轴承(300)和所述第二轴承(400)分别安装在所述轴系结构的第一端和第二端且设置在所述内轴(100)和所述外轴(200)之间，其特征在于，在所述内轴(100)的轴向上，所述外轴(200)包括位于所述第一端的用于支撑所述第一轴承(300)的第一轴承支撑段(210)、位于所述第二端的用于支撑所述第二轴承(400)的第二轴承支撑段(220)以及位于所述第一轴承支撑段(210)和所述第二轴承支撑段(220)之间的第一连接段(230)，所述第一连接段(230)的轴向截面的外壁面的至少部分呈圆拱形。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，从所述第一轴承支撑段(210)到所述第二轴承支撑段(220)的方向上，所述第一连接段(230)的外壁面包括依次连接的第一外区段(231a)、第二外区段(232a)和第三外区段(233a)，所述第一外区段(231a)和所述第三外区段(233a)为圆拱形，所述第二外区段(232a)为斜拱形。3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一外区段(231a)的曲率半径为700mm
‑
900mm，所述第三外区段(233a)的曲率半径为100mm
‑
300mm，所述第一连接段(230)的轴向总长度为L1，所述第一外区段(231a)的长度为0.25L1‑
0.35L1，所述第三外区段(233a)的长度为0.05L1‑
0.15L1。4.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第二外区段(232a)为具有第一斜度(α1)的斜拱形，相对于所述第二轴承支撑段(220)的内周面，所述第一斜度(α1)为2
°‑4°
。5.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一连接段(230)的轴向截面的内壁面的至少部分呈圆拱形。6.根据权利要求5所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，从所述第一轴承支撑段(210)到所述第二轴承支撑段(220)的方向上，所述第一连接段(230)的内壁面包括顺序设置的第一内区段(231b)、第二内区段(232b)以及第三内区段(233b)，所述第一内区段(231b)和所述第三内区段(233b)为圆拱形，所述第二内区段(232b)为斜拱形。7.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一内区段(231b)和所述第三内区段(233b)为曲率半径在100mm
‑
10000mm之间的圆拱形。8.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一内区段(231b)和所述第三内区段(233b)的曲率半径为100mm
‑
2000mm，当所述第一连接段(230)的轴向长度为L1时，所述第一内区段(231b)的轴向长度为0.10L1‑
0.20L1，所述第三内区段(233b)的轴向长度为0.15L1‑
0.25L1。9.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一内区段(231b)和所述第三内区段(233b)的曲率半径为250mm
‑
350mm，所述第二内区段(232b)为具有第二斜度(α2)的斜拱形，相对于所述第二轴承支撑段(220)的内周面，所述第二斜度(α2)为2
°‑4°
。10.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一连接段(230)的内壁面还包括第四内区段(234b)，所述第四内区段(234b)设置在所述第一内区段(231b)和所述第二内区段(232b)之间，所述第四内区段(234b)为曲率半径为500mm
‑
600mm的圆拱形，当所述第一连接段(230)的轴向长度为L1时，所述第四内区段(234b)的长度为0.10L1‑
0.20L1。11.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述第一连接段(230)的内壁面还包括第五内区段(235b)，所述第五内区段(235b)将所述第三内区段(233b)和所述第二轴承支撑段(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：俱英翠，李会勋，马加伟，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：