風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會(huì)能源需求的急速增長(zhǎng)和日益嚴(yán)重的氣候、環(huán)境問題，風(fēng)力發(fā)電作為可大規(guī)模開發(fā)利用的可再生能源之一，在技術(shù)研究、裝備制造及零部件配套等方面都得到了迅速的發(fā)展。迫于市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)的壓力，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商必須盡可能地降低發(fā)電成本。優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，降低整機(jī)質(zhì)量是降低發(fā)電成本最有效的途徑之一，單機(jī)容量的不斷增大，載荷的增加使得對(duì)各部件的強(qiáng)度要求增加，同時(shí)部件的剛度增加、固有頻率下降。這就要求整機(jī)結(jié)構(gòu)能夠抑制風(fēng)輪、塔筒和傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)，減小振動(dòng)帶來的動(dòng)態(tài)載荷。單機(jī)容量增大，風(fēng)輪直徑和掃掠面積增加使機(jī)組承受的載荷更大，更復(fù)雜；風(fēng)輪直徑的增加使得在風(fēng)輪掃掠范圍內(nèi)的風(fēng)切變更顯著，湍流更復(fù)雜，葉片的重量及質(zhì)量分布差異也更加明顯。風(fēng)輪三只葉片受到氣動(dòng)力的差異，再加上由于制造、安裝工藝引起的風(fēng)輪的機(jī)械不平衡，會(huì)形成很大的風(fēng)輪非對(duì)稱載荷，最有代表性的是輪轂所受的彎矩。該彎矩會(huì)導(dǎo)致輪轂的碟形力矩和傳動(dòng)軸的彎曲力矩，進(jìn)而影響輪轂、主軸乃至傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，通過改變輪轂整體鑄件結(jié)構(gòu)，提高機(jī)組可靠性能。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，所述輪轂為空心偏心球結(jié)構(gòu)，即外圈與內(nèi)圈不同心，外圈與內(nèi)圈沿主軸方向偏心距H為10-20mm。
[0006]進(jìn)一步地，所述輪轂上開有3個(gè)減重孔，所述3個(gè)減重孔靠近主軸側(cè)，沿外圈中心線均布。
[0007]進(jìn)一步地，所述輪轂在對(duì)應(yīng)葉片口端分別設(shè)有兩個(gè)可交換使用的對(duì)稱腹板I，所述兩腹板I上均帶有減速機(jī)安裝孔、變槳控制柜支架凸臺(tái)及控制元件凸臺(tái)，兩個(gè)減速機(jī)安裝孔中心連接線與輪轂沿主軸方向中心線角度α為35-45°。
[0008]進(jìn)一步地，所述輪轂上的腹板I自由端為波浪弧形，所述波浪弧形由突出圓弧和沿突出圓弧對(duì)稱的兩凹弧相切構(gòu)成，形成回旋刀形狀。
[0009]進(jìn)一步地，所述腹板I自由端突出圓弧直徑為840-1040mm，相對(duì)于該突出圓弧對(duì)稱的兩側(cè)凹弧直徑為1400-1600mm。
[0010]進(jìn)一步地，所述輪轂上的腹板I厚度為70-80mm。
[0011]進(jìn)一步地，所述輪轂的發(fā)電機(jī)連接端設(shè)置有腹板II，其上開有與發(fā)電機(jī)配合的螺栓孔，沿腹板II外周均勻設(shè)置有9-12個(gè)導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)。
[0012]進(jìn)一步地，所述輪轂的前端蓋腹板帶有中心通孔，作為輪轂內(nèi)部件更換通道，在非維護(hù)階段，該中心通孔通過水晶板封閉。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]通過本發(fā)明優(yōu)化的輪轂鑄件的結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)組對(duì)結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度要求，降低機(jī)組零部件故障率，從而提高機(jī)組可靠性，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0017]圖3為圖2的P向視圖。
[0018]圖中:1.外圈，2.內(nèi)圈，3.腹板I，4.變槳控制柜支架凸臺(tái)，5.減速機(jī)安裝孔，6.控制元件凸臺(tái)，7.凹弧，8.突出圓弧，9.腹板II，10.減重孔，11.導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)，12.螺栓孔，13.前端蓋腹板，14.中心通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0020]實(shí)施例1:如圖1所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，所述輪轂為空心偏心球結(jié)構(gòu)，即外圈I與內(nèi)圈2不同心，夕卜圈I與內(nèi)圈2沿主軸方向偏心距H為10mm。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，輪轂靠近主軸側(cè)承載需求大于前端位置的承載需求，因此該設(shè)計(jì)是為了保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)輪與主軸連接位置具有足夠的強(qiáng)度，在不增加重量的前提下，保證機(jī)組20年的使用壽命。
[0021]所述輪轂上開有3個(gè)減重孔10，所述3個(gè)減重孔10靠近主軸側(cè)，沿外圈I中心線均布。在主軸側(cè)外圈按外圓中心線均布，在檢修時(shí)可用于更換部件通道。該設(shè)計(jì)為在滿足極限強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度的要求下，減輕輪轂重量，并提供出一個(gè)可以為輪轂內(nèi)部更換小型元器件的通道。
[0022]如圖2所示，所述輪轂在對(duì)應(yīng)葉片口端分別設(shè)有兩個(gè)可交換使用的對(duì)稱腹板I 3，所述兩腹板I 3上均帶有減速機(jī)安裝孔5、變槳控制柜支架凸臺(tái)4及控制元件凸臺(tái)6，兩個(gè)減速機(jī)安裝孔5中心連接線與輪轂沿主軸方向中心線角度α為35-45°，本例選擇40°。通過最優(yōu)的角度排布，使用最少的材料，保證輪轂?zāi)軌虺惺芡ㄟ^葉片轉(zhuǎn)遞過來的彎矩和扭矩；考慮變槳電機(jī)、變槳減速機(jī)的安裝要求，合理分布；考慮變槳系統(tǒng)的實(shí)際使用環(huán)境，兩個(gè)腹板I 3及對(duì)稱設(shè)計(jì)的兩個(gè)變槳減速機(jī)安裝孔5，避免因?yàn)槠渲幸粋?cè)的齒面損壞，將整個(gè)風(fēng)輪吊到地面來進(jìn)行更換，通過冗余安裝孔的設(shè)計(jì)，可在空中將變槳系統(tǒng)更換到另一側(cè)，快速恢復(fù)機(jī)組功能，減少機(jī)組維護(hù)時(shí)間提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0023]如圖2所示，所述輪轂上的腹板I 3自由端為波浪弧形，所述波浪弧形由突出圓弧8和沿突出圓弧8對(duì)稱的兩凹弧7相切構(gòu)成，形成回旋刀形狀。所述腹板I自由端突出圓弧8的直徑為840-1040mm，本例直徑為840mm，相對(duì)于該突出圓弧8對(duì)稱的兩側(cè)凹弧7直徑為1400-1600mm，本例直徑為1600mm。所述輪轂上的腹板I 3的厚度為70_80mm，本例厚度為72.5mmο
[0024]如圖1-圖3所示，所述輪轂沿主軸方向，一端為腹板II 9，用于連接發(fā)電機(jī)，另一端為前端蓋腹板13。所述輪轂的發(fā)電機(jī)連接端設(shè)置的腹板II 9，其上開有與發(fā)電機(jī)配合的螺栓孔12，沿腹板II 9外周均勻設(shè)置有9-12個(gè)(本例為12個(gè))導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)11，用于安裝導(dǎo)流罩后支架。該設(shè)計(jì)可保證導(dǎo)流罩穩(wěn)定的固定在輪轂上，通過9-12個(gè)連接點(diǎn)，可將導(dǎo)流罩的載荷平緩的傳遞到輪轂上。
[0025]所述輪轂的前端蓋腹板13帶有中心通孔14，作為輪轂內(nèi)部件更換通道，在非維護(hù)階段，該中心通孔14通過水晶板封閉，既能作為透光孔，也能減少灰塵雜質(zhì)的滲入，保證輪轂內(nèi)部是個(gè)密閉的空間。
[0026]實(shí)施例2:本例與實(shí)施例1不同的是:所述輪轂的外圈I與內(nèi)圈2沿主軸方向偏心距H為20mm。輪轂上兩個(gè)減速機(jī)安裝孔5中心連接線與輪轂沿主軸方向中心線角度α為35°，所述腹板I自由端突出圓弧8的直徑為1040mm，相對(duì)于該突出圓弧8對(duì)稱的兩側(cè)凹弧7直徑為1400mm，所述輪轂上的腹板I 3的厚度為80mm，所述輪轂的發(fā)電機(jī)連接端設(shè)置的腹板II 9外周均勻設(shè)置有9個(gè)導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)11。
[0027]實(shí)施例3:本例與實(shí)施例1不同的是:所述輪轂的外圈I與內(nèi)圈2沿主軸方向偏心距H為15mm。輪轂上兩個(gè)減速機(jī)安裝孔5中心連接線與輪轂沿主軸方向中心線角度α為45°，所述腹板I自由端突出圓弧8的直徑為900mm，相對(duì)于該突出圓弧8對(duì)稱的兩側(cè)凹弧7直徑為1500mm，所述輪轂上的腹板I 3的厚度為75mm，所述輪轂的發(fā)電機(jī)連接端設(shè)置的腹板II 9外周均勻設(shè)置有10個(gè)導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)11。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂為空心偏心球結(jié)構(gòu)，即外圈與內(nèi)圈不同心，夕卜圈與內(nèi)圈沿主軸方向偏心距H為10_20mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂上開有3個(gè)減重孔，所述3個(gè)減重孔靠近主軸側(cè)，沿外圈中心線均布。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂在對(duì)應(yīng)葉片口端分別設(shè)有兩個(gè)可交換使用的對(duì)稱腹板I，所述兩腹板I上均帶有減速機(jī)安裝孔、變槳控制柜支架凸臺(tái)及控制元件凸臺(tái)，兩個(gè)減速機(jī)安裝孔中心連接線與輪轂沿主軸方向中心線角度α為 35-45。 ο4.根據(jù)權(quán)利要求3所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂上的腹板I自由端為波浪弧形，所述波浪弧形由突出圓弧和沿突出圓弧對(duì)稱的兩凹弧相切構(gòu)成，形成回旋刀形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述腹板I自由端突出圓弧直徑為840-1040mm，相對(duì)于該突出圓弧對(duì)稱的兩側(cè)凹弧直徑為1400_1600mm。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂上的腹板I厚度為70_80mmo7.根據(jù)權(quán)利要求3所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂的發(fā)電機(jī)連接端設(shè)置有腹板II，其上開有與發(fā)電機(jī)配合的螺栓孔，沿腹板II外周均勻設(shè)置有9-12個(gè)導(dǎo)流罩后支架凸臺(tái)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，其特征在于:所述輪轂的前端蓋腹板帶有中心通孔，作為輪轂內(nèi)部件更換通道，在非維護(hù)階段，該中心通孔通過水晶板封閉。
【專利摘要】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。所述輪轂為空心偏心球結(jié)構(gòu)，即外圈與內(nèi)圈不同心，外圈與內(nèi)圈沿主軸方向偏心距H為10-20mm。所述輪轂上開有3個(gè)減重孔，所述3個(gè)減重孔靠近主軸側(cè)，沿外圈中心線均布。通過本發(fā)明優(yōu)化的輪轂鑄件的結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)組對(duì)結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度要求，降低機(jī)組零部件故障率，從而提高機(jī)組可靠性，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。
【IPC分類】F03D11/00
【公開號(hào)】CN105089945
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510574182
【發(fā)明人】董振男, 賴如輝, 昝思鵬, 蔡曉峰, 劉衍選
【申請(qǐng)人】沈陽華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 青島華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 通遼華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 寧夏華創(chuàng)風(fēng)能有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日