專(zhuān)利名稱(chēng)：一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種風(fēng)能動(dòng)力裝置，特別是涉及一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景由于風(fēng)電機(jī)的大型化是并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)降低發(fā)電成本的主要途徑，所以兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)是目前的主流機(jī)型。但由于受到翼片結(jié)構(gòu)和制作材料重量的限制，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的極限容量是5兆瓦。欲發(fā)展更大型的風(fēng)電機(jī)，人們把目光投向了立軸式風(fēng)電機(jī)。雖然結(jié)構(gòu)上立軸風(fēng)電機(jī)的容量可以達(dá)到100兆瓦，但它的葉片需要懸臂才能構(gòu)成風(fēng)輪。因此隨立軸風(fēng)機(jī)的葉片增大時(shí)，懸臂也要增大、重量也隨之增加，這會(huì)極大地增加立軸風(fēng)機(jī)的負(fù)荷和重量，成為影響立軸風(fēng)電機(jī)效率和實(shí)施的主要因素。為此，我們作了兩項(xiàng)發(fā)明以增加立軸風(fēng)輪的葉片實(shí)度、降低立軸風(fēng)輪的重量、提高立軸風(fēng)機(jī)的效率。對(duì)于大型立軸風(fēng)電機(jī)，還必須解決其大型葉片所受的應(yīng)力過(guò)大和大型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生共振的關(guān)鍵問(wèn)題。由于在近百米的高度上，風(fēng)能的變化可以達(dá)到數(shù)倍、甚至數(shù)十倍，使大型葉片受到很大的應(yīng)力。另一方面，大型葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)在共振點(diǎn)產(chǎn)生的震動(dòng)足以使風(fēng)機(jī)毀壞。為此，我們又作了一項(xiàng)發(fā)明以減小葉片應(yīng)力和調(diào)制重量分布避開(kāi)共振頻率。
通常的立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成是在兩個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體上套一根鋼管作為轉(zhuǎn)動(dòng)體軸套，再在這根鋼管上連接懸臂和支撐臂。但對(duì)大型風(fēng)機(jī)，這根鋼管近百米長(zhǎng)、近百?lài)嵵?，不僅造價(jià)高、制造難，而且安裝、運(yùn)輸困難。但欲實(shí)施更大型立軸風(fēng)電機(jī)，若采用目前的技術(shù)，其主軸的重量將達(dá)到數(shù)百?lài)?。這不僅成本昂貴，而且制造、安裝和運(yùn)輸難度很大，工程上難以實(shí)施。另一方面，風(fēng)能動(dòng)力是通過(guò)主軸輸入到發(fā)電機(jī)發(fā)電，因此主軸總成的結(jié)構(gòu)也決定其與發(fā)電機(jī)的連接方式和風(fēng)能利用效率，目前大型風(fēng)機(jī)的該連接技術(shù)通常是主軸驅(qū)動(dòng)沉重的變速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，這種齒輪箱的能量傳遞效率僅為70％左右。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種主軸重量輕，便于制造、安裝和運(yùn)輸?shù)囊环N大型立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，它由軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)體和主軸組成，所述轉(zhuǎn)動(dòng)體是由軸承外轉(zhuǎn)體、懸臂、連接臂組成，所述軸承外轉(zhuǎn)體至少設(shè)有兩個(gè)，所述每個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體上連接有至少兩根懸臂，所述相鄰軸承外轉(zhuǎn)體上懸臂之間通過(guò)連接臂連接，在其中一個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體上設(shè)有動(dòng)力輸出輪，所述主軸由至少一段軸體和固連在軸體上部和下部的至少兩個(gè)軸承內(nèi)定體構(gòu)成，所述軸承內(nèi)定體與軸承外轉(zhuǎn)體動(dòng)配合連接。
在本實(shí)用新型的主軸總成中沒(méi)有又長(zhǎng)又重的鋼管軸套，而是將懸臂直接固連到軸承外轉(zhuǎn)體上，用不同軸承外轉(zhuǎn)體上懸臂之間的連接臂代替了這根鋼管，使兩個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體構(gòu)成整體轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又起到了支撐懸臂的作用。從而大大減輕了轉(zhuǎn)動(dòng)體的重量，而且這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)體結(jié)構(gòu)可以分體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)使安裝變得容易，這相對(duì)同時(shí)降低了材料、制造、運(yùn)輸和安裝的成本。
上述風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成結(jié)構(gòu)，還包括具有驅(qū)動(dòng)1至50個(gè)發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)體上的動(dòng)力輸出輪可以直接連接發(fā)電機(jī)，也可以通過(guò)離合器與發(fā)電機(jī)耦合；通過(guò)調(diào)制離合器的合與離的狀態(tài)，可以控制發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。因此，根據(jù)風(fēng)速的大小和變化，通過(guò)離合器可以確定和調(diào)整處于工作狀態(tài)的發(fā)電機(jī)的數(shù)量，使風(fēng)機(jī)吸收的風(fēng)能與發(fā)電機(jī)組合的負(fù)載功率匹配，從而為實(shí)現(xiàn)“變載恒頻”的控制技術(shù)提供了結(jié)構(gòu)條件，達(dá)到了提高風(fēng)能利用效率的目的。
上述風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成結(jié)構(gòu)的主軸軸體還可以至少由一段鏤空的柱體構(gòu)成，其特征在于它由鏤空柱體和固連在鏤空柱體上部和下部的至少兩個(gè)軸承內(nèi)定體構(gòu)成。設(shè)計(jì)這種鏤空的主軸可以進(jìn)一步減輕主軸總成的重量。
上述風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成結(jié)構(gòu)的頂部還包括塔尖體，塔尖體可以用來(lái)安裝風(fēng)速傳感器、避雷器和懸臂牽連鋼絲。
上述風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成結(jié)構(gòu)還可以由兩個(gè)以上的軸承外轉(zhuǎn)體、四根以上的懸臂、四根以上的連接臂構(gòu)成，這樣可以制造更大型的風(fēng)機(jī)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中主軸和軸承內(nèi)定體的示意圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)動(dòng)體的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中軸承示意圖。
圖4是為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖5是本實(shí)用新型中主軸的第二種實(shí)施例的示意圖。
圖6是本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)動(dòng)體的第二種實(shí)施例的示意圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中軸承外轉(zhuǎn)體、動(dòng)力輸出輪、離合器和電機(jī)的連接關(guān)系示意圖。
圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例中采用多層懸臂、鏤空主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方案
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述從圖1至圖8可以看出，本實(shí)用新型所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，它由軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)體和主軸組成，所述轉(zhuǎn)動(dòng)體是由軸承外轉(zhuǎn)體1、懸臂3、連接臂4組成，所述軸承外轉(zhuǎn)體1至少設(shè)有兩個(gè)，所述每個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體1上固定連接有至少兩根懸臂3，所述相鄰軸承外轉(zhuǎn)體1上懸臂3之間通過(guò)連接臂4連接，在其中一個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體1上設(shè)有動(dòng)力輸出輪5，所述動(dòng)力輸出輪5通過(guò)離合器8與發(fā)電機(jī)7連接，所述主軸由至少一段軸體6和固連在軸體6上部和下部的至少兩個(gè)軸承內(nèi)定體2構(gòu)成，所述軸承內(nèi)定體2與軸承外轉(zhuǎn)體1動(dòng)配合連接。所述轉(zhuǎn)動(dòng)體上可以設(shè)置2至50個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體1，對(duì)應(yīng)固連在不同軸承外轉(zhuǎn)體1上懸臂3之間的連接臂4可以有4至392根，所述轉(zhuǎn)動(dòng)體上的軸承外轉(zhuǎn)體1可以連接2至16根懸臂3，對(duì)應(yīng)連接在相鄰軸承外轉(zhuǎn)體1上懸臂3之間的連接臂4可以有4至64根。轉(zhuǎn)動(dòng)體上的動(dòng)力輸出輪5可以直接連帶發(fā)電機(jī)7，轉(zhuǎn)動(dòng)體上的動(dòng)力輸出輪5也可以通過(guò)離合器8連帶發(fā)電機(jī)7，主軸總成的最上端可以連接塔尖體9，用來(lái)安裝風(fēng)速傳感器、避雷器和懸臂牽連鋼絲。主軸的軸體6可以制成鏤空的圓柱軸10，以進(jìn)一步減輕重量。主軸的軸體6可以由1至50個(gè)分體構(gòu)成。
參見(jiàn)圖5、圖7和圖8可以看出，本實(shí)用新型所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，上述主軸的軸體6可由三段鏤空的分體的軸體組成，在每段鏤空柱軸10的頂端和最下一段鏤空柱軸10的底端共設(shè)有4個(gè)軸承內(nèi)定體2，在本實(shí)施例中其轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)有4個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體1，4層懸臂3分別固連在4個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體1上，8根懸臂3分別通過(guò)12根連接臂4相互連接成為一體，在最下端的軸承外轉(zhuǎn)體1上設(shè)有動(dòng)力輸出輪5，轉(zhuǎn)動(dòng)體安裝在主軸上，動(dòng)力輸出輪5分別通過(guò)4個(gè)離合器8驅(qū)動(dòng)4個(gè)發(fā)電機(jī)7，在最上端安裝有塔尖9，整體風(fēng)機(jī)安裝在一個(gè)混凝土基座上。
權(quán)利要求1.一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，它由軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)體和主軸組成，所述轉(zhuǎn)動(dòng)體是由軸承外轉(zhuǎn)體、懸臂、連接臂組成，其特征在于所述軸承外轉(zhuǎn)體(1)至少設(shè)有兩個(gè)，所述每個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體(1)上固定連接有至少兩根懸臂(3)，所述相鄰軸承外轉(zhuǎn)體(1)上懸臂(3)之間通過(guò)連接臂(4)連接，在其中一個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體(1)上設(shè)有動(dòng)力輸出輪(5)，所述主軸由至少一段軸體(6)和固連在軸體(6)上部和下部的至少兩個(gè)軸承內(nèi)定體(2)構(gòu)成，所述軸承內(nèi)定體(2)與軸承外轉(zhuǎn)體(1)動(dòng)配合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)體上可以有2至50個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體(1)，對(duì)應(yīng)固連在不同軸承外轉(zhuǎn)體(1)上懸臂(3)之間的連接臂(4)可以有4至392根，對(duì)應(yīng)主軸上可以固連2至50個(gè)軸承內(nèi)定體(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)體上的軸承外轉(zhuǎn)體(1)可以固連2至16根懸臂(3)，對(duì)應(yīng)固連在相鄰軸承外轉(zhuǎn)體(1)上懸臂(3)之間的連接臂(4)可以有4至64根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述動(dòng)力輸出輪(5)與1至50臺(tái)發(fā)電機(jī)(7)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述主軸總成的最上端連接有塔尖體(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述主軸的軸體(6)可以由鏤空的柱軸(10)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，其特征在于所述主軸的軸體(6)可以由1至50個(gè)分體的軸體(6)構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種立軸風(fēng)能動(dòng)力裝置的主軸總成，它由軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)體和主軸組成，所述轉(zhuǎn)動(dòng)體是由軸承外轉(zhuǎn)體、懸臂、連接臂組成，所述軸承外轉(zhuǎn)體至少設(shè)有兩個(gè)，所述每個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體上固定連接有至少兩根懸臂，所述相鄰軸承外轉(zhuǎn)體上懸臂之間通過(guò)連接臂連接，在其中一個(gè)軸承外轉(zhuǎn)體上設(shè)有動(dòng)力輸出輪，所述主軸由至少一段軸體和固連在軸體上部和下部的至少兩個(gè)軸承內(nèi)定體構(gòu)成，所述軸承內(nèi)定體與軸承外轉(zhuǎn)體動(dòng)配合連接。上述主軸總成結(jié)構(gòu)不僅在很大程度上減小了風(fēng)機(jī)的重量，同時(shí)有利于大型風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸和安裝，使更大型的立軸風(fēng)機(jī)的實(shí)施成為可能，從而提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用效率和降低成本。
文檔編號(hào)F03D9/00GK2786310SQ20052007852
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者李鋒, 王樹(shù)全, 龐兵, 程鈺, 盧建軍 申請(qǐng)人:李鋒