风机主轴连接结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种风机主轴连接结构，包括：主轴，被配置为同轴地包围齿轮箱输入轴的至少部分柱段；以及锁紧外环，被配置为同轴地包围主轴和齿轮箱输入轴的至少部分柱段，其中主轴、齿轮箱输入轴和锁紧外环中的任意两者的至少部分柱段的接触面过盈配合。的至少部分柱段的接触面过盈配合。的至少部分柱段的接触面过盈配合。

【技术实现步骤摘要】
风机主轴连接结构


[0001]本技术涉及风力发电机
，特别涉及一种风机主轴连接结构。

技术介绍

[0002]风力发电机无需人员操作亦可长期运行的发电装置的优势愈发凸显。风力发电机的主轴是一个重要部件，其作用是将风轮的扭矩传递给齿轮箱。风电齿轮箱的行星架与主轴一般通过锁紧盘或法兰进行连接，以便将主轴的扭矩传递给行星架。例如通过锁紧盘内外环的锁紧，将抱紧力逐步施加到齿轮箱行星架与主轴的接触面，实现传递扭矩。当外载较大时，有时需重新设计内环、外环参数来实现大载荷的传递。
[0003]目前，风力发电机组的风电主轴1与传动轴、风电齿轮箱2的连接的传动采用两种方式，图1是现有技术中主轴、行星架和锁紧盘装配的截面结构示意图，如图1所示的风电主轴的连接是用锁紧盘采用内环3、外环4 进行套接，通过无键连接的方式对风电主轴进行锁紧，由锁紧螺栓5进行固定。主轴和行星架的连接需要通过锁紧盘螺栓产生轴向力，以将锁紧盘内外环拉紧，形成锥面正压力，作用于锁紧盘内环与行星架，行星架轴套受到来自于锁紧盘的正压力后变形，并将力释放给主轴，以实现抱紧主轴达到传递扭矩的目的。
[0004]具体的，外环4的内孔制有阶梯和内圆锥面，阶梯上均布螺纹孔；内环3的外圆制有法兰和外圆锥面，法兰上制有与外环阶梯上的螺纹孔相对应的数量相等的穿螺丝通孔；内环的法兰和外圆锥面与外环的阶梯和内圆锥面配合组装在一起；内环3与外环4的配合面为锥面，在锁紧螺栓5预紧力作用下，内环3与外环4的锥面之间产生接触压力，该压力会传递到行星架2与主轴1之间，从而实现将主轴1的扭矩传递到行星架2的目的。
[0005]上述主轴1、行星架2和锁紧盘装配的装配结构中，由于锁紧盘的内环3与行星架2之间为间隙配合，而且锁紧盘的内环3具有一定刚度，都会使最终传递到主轴1和行星架2之间的压力减小，从而降低主轴1与行星架2之间传递扭矩的能力。因此，现有技术还有待于改进和发展。
[0006]另外风力发电机组安装时，通过锁紧盘套接在轴套上，并将主轴插入轴套内孔中，紧固螺栓将锁紧盘锁紧；加工的坯料巨大，浪费材料，安装复杂，由于吊装的重量大，吊装与连接的操作相互配合难度大，安装的精度难于控制；
[0007]另外一种结构是不用锁紧盘，如图2(a)～(b)所示：利用法兰连接即风机主轴1与风机齿轮箱2的输出轴各连接一个大法兰，通过两个法兰用螺栓3连接起来传动的结构形式，由于风机主轴和大法兰的重量大，增加了平衡吊装和对接操作的难度，鉴于上述原因，现提出一种风电主轴锁紧盘的内环大法兰组合式对接装置。
[0008]该连接方案，在锁紧盘内外环形成正压力后，通过行星架间接到主轴。对正压力产生了二次衰减。为了实现更大的传扭能力，锁紧盘规格、螺栓规格和数量布置都需要满足一定设计要求：当前设计方案需要螺栓数量足够、增加锁紧盘规格以保证正压力；
[0009]随着传递扭矩需求的增加，在一定分度圆直径上能布置的螺栓的数量达到上限后，且锁紧盘直径宽度达到上限时，进一步提高传扭能力能力就会受限。
[0010]随着齿轮箱扭矩密度增加，传扭能力的可靠性越来越低且不能通过传统方案较低成本解决。原因包括：1)在固定的空间内，锁紧盘无法满足传扭能力；2)在固定的分度圆直径下螺栓数量增加空间有限；3)增加低速空间会增加较多成本。

技术实现思路

[0011]本技术的目的在于提供一种风机主轴连接结构，以解决现有的风电齿轮箱行星架与主轴的连接不能满足负载需求的问题。
[0012]为解决上述技术问题，本技术提供一种风机主轴连接结构，包括：
[0013]主轴，被配置为同轴地包围齿轮箱输入轴的至少部分柱段；以及
[0014]锁紧外环，被配置为同轴地包围主轴和齿轮箱输入轴的至少部分柱段，其中主轴、齿轮箱输入轴和锁紧外环中的任意两者的至少部分柱段的接触面过盈配合。
[0015]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，齿轮箱输入轴包括：
[0016]第一空心圆柱段，被配置为外侧面与主轴的内侧面接触；
[0017]第二空心圆柱段，被配置为外侧面与锁紧外环的内侧面接触；以及
[0018]第三空心圆柱段，被配置为位于远离主轴的一端。
[0019]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，
[0020]第一空心圆柱段、第二空心圆柱段和第三空心圆柱段的内径相同；
[0021]第一空心圆柱段和第二空心圆柱段的外径相同；
[0022]第一空心圆柱段的外径小于第三空心圆柱段的外径。
[0023]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，所述主轴包括：
[0024]圆环柱段，被配置为与锁紧外环和齿轮箱输入轴的部分柱段连接；以及
[0025]不规则柱段，被配置为位于远离齿轮箱输入轴的一端，内外侧面具有锥面、楔形柱面和/或圆弧面拼接而成。
[0026]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，所述圆环柱段的外侧面为锥面，圆环柱段的外径由齿轮箱输入轴向不规则柱段逐渐增加，圆环柱段的内径保持不变；
[0027]圆环柱段的外轴向切线与圆环柱段的内轴向切线具有0～20
°
的夹角。
[0028]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，所述锁紧外环包括：
[0029]第四空心圆柱段，被配置为包围第二空心圆柱段；以及
[0030]第五空心圆柱段，被配置为包围圆环柱段；
[0031]其中圆环柱段包围第一空心圆柱段；第四空心圆柱段的外径和第五空心圆柱段的外径相同；第四空心圆柱段的内径大于第五空心圆柱段的内径。
[0032]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，所述第五空心圆柱段的内侧面为锥面，第五空心圆柱段的内径由齿轮箱输入轴向不规则柱段逐渐增加，第五空心圆柱段的外径保持不变；
[0033]第五空心圆柱段的外轴向切线与第五空心圆柱段的内轴向切线具有 0～20
°
的夹角。
[0034]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，还包括：
[0035]轴向预紧拉力结构，被配置为提供轴向拉紧力，以使得锁紧外环和主轴尽量靠近。
[0036]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，所述轴向预紧拉力结构为锁紧螺栓；
[0037]所述锁紧螺栓由第四空心圆柱段正对齿轮箱输入轴的端面穿入第四空心圆柱段，并插入主轴正对第四空心圆柱段的端面。
[0038]可选的，在所述的风机主轴连接结构中，还包括：
[0039]内环衬套，被配置为与第一空心圆柱段的内径过盈配合；
[0040]其中内环衬套的中心还具有减重孔。
[0041]目前，风力发电机组的风电主轴1与传动轴、风电齿轮箱2的连接的传动采用两种方式，图1是现有技术中主轴、行星架和锁紧盘装配的截面结构示意图，如图1所示的风电主轴的连接是用锁紧盘采用内环3、外环4 进行套接，通过无键连接的方式对风电主轴进行锁紧，由锁紧螺栓5进行固定。主轴和行星架的连接需要通过锁紧盘螺栓产生轴向力，以将锁紧盘内外环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机主轴连接结构，其特征在于，包括：主轴，被配置为同轴地包围齿轮箱输入轴的至少部分柱段；以及锁紧外环，被配置为同轴地包围主轴和齿轮箱输入轴的至少部分柱段，其中主轴、齿轮箱输入轴和锁紧外环中的任意两者的至少部分柱段的接触面过盈配合。2.如权利要求1所述的风机主轴连接结构，其特征在于，齿轮箱输入轴包括：第一空心圆柱段，被配置为外侧面与主轴的内侧面接触；第二空心圆柱段，被配置为外侧面与锁紧外环的内侧面接触；以及第三空心圆柱段，被配置为位于远离主轴的一端。3.如权利要求2所述的风机主轴连接结构，其特征在于，第一空心圆柱段、第二空心圆柱段和第三空心圆柱段的内径相同；第一空心圆柱段和第二空心圆柱段的外径相同；第一空心圆柱段的外径小于第三空心圆柱段的外径。4.如权利要求3所述的风机主轴连接结构，其特征在于，所述主轴包括：圆环柱段，被配置为与锁紧外环和齿轮箱输入轴的部分柱段连接；以及不规则柱段，被配置为位于远离齿轮箱输入轴的一端，内外侧面具有锥面、楔形柱面和/或圆弧面拼接而成。5.如权利要求4所述的风机主轴连接结构，其特征在于，所述圆环柱段的外侧面为锥面，圆环柱段的外径由齿轮箱输入轴向不规则柱段逐渐增加，圆环柱段的内径保持不变；圆环柱段的外轴向切线与圆环柱段的内轴向切线具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：向革，石鹏飞，杨亚文，高学海，
申请(专利权)人：远景能源有限公司，
类型：新型
国别省市：