一种风力发电机用扭矩限制器制造技术

本发明专利技术涉及一种风力发电机用扭矩限制器。主要解决现有风电用扭矩限制器存在的摩擦片易偏磨、使用寿命短、组装和拆卸难度大的技术问题。本发明专利技术采用的技术方案是：该扭矩限制器，其包括双锥胀紧套、调节组件、第一摩擦盘、第二摩擦盘、摩擦盘壳体、打滑转矩调节螺栓、刹车盘、膜片组和联接法兰；所述双锥胀紧套与传动主轴相联接，所述摩擦盘壳体套装在双锥胀紧套上，所述第一、第二摩擦盘对称装在摩擦盘壳体内的两边；所述调节组件装在第一摩擦盘设置的调节孔中，所述打滑转矩调节螺栓将第一、第二摩擦盘、双锥内套联接在一起，所述刹车盘与摩擦盘壳体的一端联接，所述摩擦盘壳体的另一端与联接法兰联接，所述膜片组设在摩擦盘壳体与联接法兰之间。联接法兰之间。联接法兰之间。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机用扭矩限制器


[0001]本专利技术属于机械传动过载保护装置
，具体涉及一种风力发电机用扭矩限制器。

技术介绍

[0002]在风力发电机中，扭矩限制器常被用于风电齿轮箱与发电机之间，具有传递转矩，提供过载保护的功能，是风机设备最重要的传动零部件之一，其性能好坏直接影响着风机发电效率。目前，风电正朝着海上等复杂环境发展，其主要传动系统维修成本越来越大，为了更好的保护风机传动系统，设计一种结构简单、转矩调节精度高、不易磨损、高可靠性、寿命长，便于组装和拆卸的扭矩限制器尤为重要。然而，目前风电用扭矩限制器转矩调节组件多采用碟形弹簧进行压力设定，容易出现摩擦片偏磨现象，调整精度相对较低；扭矩限制器常用摩擦片材料为铜基摩擦片或铁基摩擦片，当发生过载打滑后，由于摩擦片表面磨损，导致其打滑转矩降低，经多次打滑后，最终完全失效，严重降低了使用寿命；一般风力发电机用扭矩限制器与传动主轴内外配合面端面平齐，当对胀紧套施加较大预紧力时，强过盈导致主轴发生破环且维护拆卸时难度增大，严重时需切除与之配合的传动主轴。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有风电用扭矩限制器存在的摩擦片易偏磨、调整精度低、使用寿命短、组装和拆卸难度大的技术问题，提供一种风力发电机用扭矩限制器。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种风力发电机用扭矩限制器，其包括双锥胀紧套、调节组件、第一摩擦盘、第二摩擦盘、摩擦盘壳体、打滑转矩调节螺栓、刹车盘、膜片组和联接法兰；所述双锥胀紧套与传动主轴相联接，所述摩擦盘壳体套装在双锥胀紧套上，所述第一摩擦盘和第二摩擦盘对称装在摩擦盘壳体内的两边并位于双锥胀紧套与摩擦盘壳体之间；所述调节组件装在第一摩擦盘设置的调节孔中，所述打滑转矩调节螺栓的螺纹端穿过调节组件和双锥胀紧套的双锥内套设置的销孔与第二摩擦盘连接，将第一摩擦盘、双锥内套和第二摩擦盘联接在一起，所述刹车盘通过第一联接螺栓与摩擦盘壳体的一端联接，所述摩擦盘壳体的另一端通过第二联接螺栓与联接法兰联接，所述膜片组设在摩擦盘壳体的另一端与联接法兰之间。
[0006]进一步地，所述第一摩擦盘由第一摩擦盘体、第一螺钉、第一圆环摩擦片和第一环形摩擦片构成，所述第一摩擦盘体为圆环形台阶式柱状体，所述第一摩擦盘体设有轴向圆柱销孔，所述第一摩擦盘体的大端面上设有调节孔，所述调节孔与轴向圆柱销孔连通；所述第一圆环摩擦片通过第一螺钉固定在第一摩擦盘体大台阶的端面上，所述第一环形摩擦片粘在第一摩擦盘体小台阶的外侧面上；
[0007]所述第二摩擦盘由第二摩擦盘体、第二螺钉、第二圆环摩擦片和第二环形摩擦片构成，所述第二摩擦盘体为圆环形台阶式柱状体，所述第二摩擦盘体设有轴向螺纹孔，所述第二圆环摩擦片通过第二螺钉固定在第二摩擦盘体大台阶的端面上，所述第二环形摩擦片
粘在第二摩擦盘体小台阶的外侧面上。
[0008]进一步地，所述第一、第二圆环摩擦片均等分割为n段，n为4～12。
[0009]进一步地，所述摩擦盘壳体内表面的中部设有凸台，在凸台左右两边对称设有壳体环形摩擦片。
[0010]进一步地，所述第一、第二圆环摩擦片、第一、第二环形摩擦片和壳体环形摩擦片采用具有自愈合、自修复的合金材料制成。
[0011]进一步地，所述调节组件由梯形弹垫、挡板、圆柱弹簧和空心弹性圆柱销组成，所述空心弹性圆柱销装在第一摩擦盘体设置的轴向圆柱销孔中，其一端插入双锥内套设置的销孔中，所述圆柱弹簧、挡板和梯形弹垫依次装在第一摩擦盘体设置的调节孔中。
[0012]进一步地，所述双锥胀紧套由双锥内套、两个锁紧环和内六角螺栓构成；所述双锥内套左、右锥端面厚度h1、h2不相同，两者相差0～2.5mm；所述双锥内套与传动主轴接触的内表面呈微阶梯状，左、右锥端内表面半径D1与D2相差0～3.0mm。
[0013]本专利技术的有益效果是：
[0014]本专利技术的转矩传递系统主要包括第一摩擦盘、第二摩擦盘、摩擦盘壳体及调节组件，摩擦片材料采用具有自愈合、自修复的合金材料(以巴氏合金为例)制成，扭矩限制器发生打滑时，当摩擦片温度上升至一定值时，巴氏合金开始软化。当停止打滑后，由于摩擦片所处为密封环境，逐渐冷却恢复至原有结构，打滑前后摩擦片磨损量较低，摩擦副摩擦系数相对稳定，相对于传统铜基、铁基摩擦材料经多次打滑后，由于剧烈磨损导致摩擦副接触压力下降，打滑转矩急剧降低，最终失去转矩限制的功能，本专利技术过载保护次数更多，转矩更稳定，使用寿命更长；调节组件由梯形弹垫、挡板、圆柱弹簧和空心弹性圆柱销组成，通过打滑转矩调节螺栓调节扭矩限制器达到预定打滑转矩后实现螺栓自锁，稳定第一摩擦盘、第二摩擦盘、摩擦盘壳体及O型圈组成的Z型摩擦片密封腔，防止由于设备振动引起打滑转矩调节螺栓松动，进而导致摩擦副接触压力不足及密封腔失效问题，提高转矩调整精度。另外，此调节组件配合方式相对于传统碟形弹簧与螺栓配合导致的摩擦片偏磨现象，本专利技术摩擦片受力更加均匀，几乎不发生偏磨。
[0015]本专利技术的双锥胀紧套相对于传统结构，双锥内套左锥端面厚度略小于右边，且双锥内套与轴接触的内表面呈微阶梯状。这样设计不仅能够达到传递主轴转矩的作用，同时能够减少在螺栓预紧力下过盈配合产生的应力集中对主轴造成破坏，进而增加拆卸难度的问题。同时，本专利技术摩擦盘壳体与联接法兰之间设有膜片组，具有一定的传动系统不对中补偿能力。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术摩擦盘的结构示意图；
[0018]图3是本专利技术双锥胀紧套内表面与主轴接触放大图；
[0019]图4是本专利技术适用的风力发电机传动系统简图；
[0020]图中：1
‑
传动主轴；2
‑
双锥胀紧套；21
‑
双锥内套；22
‑
锁紧环；23
‑
内六角螺栓；3
‑
调节组件；31
‑
梯形弹垫；32
‑
挡板；33
‑
圆柱弹簧；34
‑
空心弹性圆柱销；4
‑
第一摩擦盘；41
‑
第一摩擦盘体；42
‑
第一螺钉；43
‑
第一圆环摩擦片；44
‑
第一环形摩擦片；5
‑
第二摩擦盘；51
‑
第二
摩擦盘体；52
‑
第二螺钉；53
‑
第二圆环摩擦片；54
‑
第二环形摩擦片；6
‑
摩擦盘壳体；61
‑
壳体环形摩擦片；7
‑
O型圈；8
‑
打滑转矩调节螺栓；9
‑
摩擦片密封腔；10
‑
第一联接螺栓；11
‑
刹车盘；12
‑
膜片组；13
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机用扭矩限制器，其特征在于：包括双锥胀紧套、调节组件、第一摩擦盘、第二摩擦盘、摩擦盘壳体、打滑转矩调节螺栓、刹车盘、膜片组和联接法兰；所述双锥胀紧套与传动主轴相联接，所述摩擦盘壳体套装在双锥胀紧套上，所述第一摩擦盘和第二摩擦盘对称装在摩擦盘壳体内的两边并位于双锥胀紧套与摩擦盘壳体之间；所述调节组件装在第一摩擦盘设置的调节孔中，所述打滑转矩调节螺栓的螺纹端穿过调节组件和双锥胀紧套的双锥内套设置的销孔与第二摩擦盘连接，将第一摩擦盘、双锥内套和第二摩擦盘联接在一起，所述刹车盘通过第一联接螺栓与摩擦盘壳体的一端联接，所述摩擦盘壳体的另一端通过第二联接螺栓与联接法兰联接，所述膜片组设在摩擦盘壳体的另一端与联接法兰之间。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机用扭矩限制器，其特征在于：所述第一摩擦盘由第一摩擦盘体、第一螺钉、第一圆环摩擦片和第一环形摩擦片构成，所述第一摩擦盘体为圆环形台阶式柱状体，所述第一摩擦盘体设有轴向圆柱销孔，所述第一摩擦盘体的大端面上设有调节孔，所述调节孔与轴向圆柱销孔连通；所述第一圆环摩擦片通过第一螺钉固定在第一摩擦盘体大台阶的端面上，所述第一环形摩擦片粘在第一摩擦盘体小台阶的外侧面上；所述第二摩擦盘由第二摩擦盘体、第二螺钉、第二圆环摩擦片和第二环形摩擦片构成，所述第二摩擦盘体为圆环形台阶式柱状体，所述第二摩擦盘体设有轴向螺纹孔，所述第二圆环摩擦片通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建梅，王博，宁可，管永强，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：