本发明专利技术涉及用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法，具体而言，涉及用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的塞轴和/或座轴。塞轴包括用于与轴连接系统中的锥形插座末端部分相接合的锥形插塞末端部分。座轴包括用于与轴连接系统中的锥形插塞末端部分相接合的锥形插座末端部分。本发明专利技术还涉及风力涡轮机的轴连接系统。该轴连接系统包括第一轴和第二轴，第一轴包括第一锥形末端部分，第二轴包括第二锥形末端部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开涉及轴，典型地是风力涡轮机的轴。特别是，其涉及风力涡轮机的塞轴和/或座轴。此外，其涉及风力涡轮机中的两个轴的轴连接系统。本专利技术公开还涉及连接风力涡轮机中的轴的方法。
技术介绍
风力发电设备在达到功率生产的经济和生态目标方面越来越变成一个重要因素。 在风力发电设备中，功率由风力涡轮机生产，风力涡轮机被风驱动，并将其作用力通过轴系统传递给发电机。存在两个主要的风力涡轮机的概念。一个是直接驱动概念，其中转子轴直接驱动发电机。第二个包括带齿轮箱轴的齿轮箱，齿轮箱轴连接到转子的主轴上，以便将驱动力传递给发电机。为了传递驱动力，齿轮箱轴和主轴通过轴连接系统而连接。在传统的轴连接系统中，齿轮箱轴和主轴是圆柱形的，并且或者使它们的平端彼此贴靠放置，或者以低的公差将其中一个装配在另一个的内部。在轴连接的地方，围绕轴放置收缩盘。收缩盘施加径向压力，并从而联接两个轴。然而，在轴的外侧上，例如在齿轮箱和主轴的轴承之间可能有没有太多空间的地方。短的收缩盘可能导致减弱的联接。另外，在传统的连接系统中，轴的居中或保持收缩盘连接的部件，例如其螺栓可能存在问题。因此，对于改进的风力涡轮机轴和改进的轴连接系统存在需求。
技术实现思路
按照上面所述，根据一个方面，提供了一种用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的塞轴。该塞轴包括锥形插塞末端部分，其用于与锥形插座末端部分相接合。锥形插座末端部分是轴连接系统的一部分。根据另一方面，提供了一种用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的座轴。该座轴包括锥形插座末端部分，其用于与锥形插塞末端部分相接合。锥形插塞末端部分是轴连接系统的一部分。根据另一方面，提供了一种风力发电设备的轴连接系统。该轴连接系统包括第一轴和第二轴，第一轴包括第一锥形末端部分，并且第二轴包括第二锥形末端部分。根据又一方面，提供了一种连接风力涡轮机的第一轴和第二轴的方法。该方法包括连接第一轴的锥形末端部分和第二轴的锥形末端部分。解决技术问题的该轴、系统和方法改进了轴连接。具体地说，可增强联接摩擦力， 降低连接的复杂性，并且节省了宝贵的空间和成本。实施例还涉及用于制造和操作所公开的轴和轴连接系统的方法。这些方法步骤可手动或自动执行，例如由经过合适的软件编程的计算机进行控制，或者由两者或任何其它方式的任何组合来执行。由从属权利要求、细节描述和附图将明晰本专利技术的其它方面、优势和特征。 附图说明在包括参照的附图的说明书的其余部分，将为本领域中的普通技术人员更具体地描述完整且能够实施的专利技术公开，包括其最佳模式，其中图1-4显示了根据本文所述的实施例的塞轴的纵截面图；图5-7显示了根据本文所述的实施例的座轴的纵截面图；图8显示了根据本文所述的实施例的插塞-插座式轴连接系统的纵截面图；图9显示了沿着图8中的剖面线A-A的图8的轴连接系统的横截面图；图10显示了根据本文所述的实施例的插塞-插座式轴连接系统的纵截面图；图11显示了根据本文所述的实施例的插塞-插塞式轴连接系统的纵截面图；图12显示了根据本文所述的实施例的插座-插座式轴连接系统的纵截面图；图13-15显示了根据本文所述的实施例的轴连接系统的部件的纵截面图。具体实施例方式现在将详细参考各种示例性实施例，图中图示了其一个或多个示例。各个示例是作为解释而提供的，而并不意味着作为限制。例如，作为一个实施例的一部分而显示或描述的特征可用在其它实施例上或结合其它实施例使用，以产生更进一步的实施例。本专利技术公开意图包括此类改型和变体。在图纸的以下描述中，相同的标号指相同的构件。总地说来，只描述了关于单个实施例的差异。图中所示的结构没有按真实比例来描绘，而只是用于更好地理解实施例。本文使用的用语“塞轴”指其外表面至少部分地成锥形的轴。此外，本文使用的用语“锥形插塞末端部分”指塞轴的锥形部分。类似地，本文使用的用语“座轴”指其内表面至少部分地成锥形的轴。此外，本文使用的用语“锥形插座末端部分”或“锥形孔”指座轴的锥形部分。用语“锥形末端部分”可指锥形插塞末端部分或锥形插座末端部分。这里“内”和 “外”应相对于轴线进行理解。背离轴线的径向方向被称为径向向外方向，并且指向轴线的径向方向被称为径向向内方向。典型地，诸如轴或其一部分的物体的外表面在径向向外方向上比物体的内表面更远离轴线。此外，物体表面的法向矢量是背离物体的矢量。因而物体的外表面典型地具有平均或中间法向矢量，其具有径向向外方向上的分量。类似地，物体的内表面具有平均或中间法向矢量，其具有径向向内方向上的分量。图1图示了塞轴100的一个实施例。塞轴包括锥形插塞末端部分110。锥形插塞末端部分110适合于接合锥形插座末端部分。如将在后文中所述，此类锥形插座末端部分可以是座轴或双座连接器的一部分。此外，塞轴100具有外表面120。锥形插塞末端部分110具有锥形外表面112， 其为外表面120的一部分。锥形外表面112可为例如IOOmm至600mm长，典型地为200mm 至500mm，例如300mm。平均轴径可以是例如200mm至1000mm，典型地为500至800mm，例如650mm。这些数值可能与例如1. 5丽或2. 4MW风力发电设备相关。通常，如公式Mt = 1/2 π ρ μ Dave2L规定的那样，扭矩Mt与锥形表面的长度(接触长度L)和轴平均直径Dare的平方成比例。其中P是接触压力，且μ是摩擦系数。接触长度L和平均直径是用于扭矩传递能力的相关尺寸。这些尺寸越大，可传递的扭矩越高。例如，在1.5MW设备中，扭矩可以是Mt = M00kNm。轴典型地由高强度材料，例如钢或其它铸件制成。这些高强度材料例如可能具有0. 05至0. 25的摩擦系数μ，典型地为0. 1至0. 2，例如0. 15。在图1中，外表面120具有与轴线1平行的同轴表面部分IM和与轴线1垂直的径向表面部分122。在图1中所示的实施例中，径向表面部分122从轴主体部分限定出锥形插塞末端部分110。在一些实施例中，塞轴100没有径向表面部分122。图6中图示了塞轴 100的此类实施例。在一些实施例中，如图1中所示，塞轴还包括塞轴紧固部分130。塞轴紧固部分130 可适合于将塞轴固定到座轴上。在其它实施例中，塞轴紧固部分适合于通过双座连接器而将塞轴固定到第二塞轴上。塞轴紧固部分130布置在外表面120上。在图1中，塞轴紧固部分130布置在同轴表面部分124中。在图3和图4中所示的其它实施例中，塞轴紧固部分130布置在径向表面部分122中。塞轴紧固部分可为环向槽或沟渠或通道。备选地，塞轴紧固部分可为外表面120 中的一个凹穴或多个凹穴，例如钻孔等等。又备选地，塞轴紧固部分可为外表面120中的突出物，例如带有供紧固装置穿过的同轴孔的突出物。塞轴紧固部分可适合于通过例如环、螺栓、螺钉或其它紧固装置将塞轴固定到第二轴上。如图1和图3中所示，塞轴100可具有内表面140。换句话说，塞轴100可为空心的。图2和图4显示了塞轴100的其它实施例，其中塞轴是实心的，或者填充了材料。在图 1-4中所示的实施例中，塞轴100具有前表面150，前表面150在图1和图3中是环状的，而在图2和图4中是圆形的。备选地，塞轴可为尖的，在这种情况下将基本不存在前表面。这里，“基本不存在”意味着在微观的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于风力涡轮机的轴连接系统（３００，５００）中的塞轴（１００，６００），所述塞轴包括：锥形插塞末端部分（１１０，６１０），其用于与所述轴连接系统中的锥形插座末端部分（２１０，７１０，６８２，６８３）相接合。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·布洛克赫伊斯，E·希丁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
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