[发明专利]大型风力发电机组合机轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电技术领域的机轴，具体地说，涉及的是一种大型风力发电机组合机轴。

背景技术

随着世界能源危机的发展，利用风力动能发电作为现代社会发展新能源，成为社会发展的热点。传统的风力发电机轴为长整体，不便于加工与组装和运输。再者，传统的机轴内部为实体，机轴直径小时，容易产生颤动与变型；机轴直径大时，重量过大，造成金属材料浪费与加工的难度；同时由于圆柱金属结构体的扭力矩呈肌肤效应分布，轴心产生的扭力矩为最小，趋于表面部的扭力矩最大。

经对现有技术的文献检索发现，现有的风力发电机均采用整体型机轴。中国专利申请号：200720049599，其特征是采用悬吊式垂直轴风力发电机。中国专利号公开号为CN2839631，该专利提出发电组设置于风车翼转轴上，风车翼外套设的支撑架使风车翼上部分的翼片伸露于支撑架外。专利公开号为CN2828366，名称为“圆柱转子型水平轴风力发电机”，其特征是它的风轮轮毂外围沿周向均布若干个转子，转子形状呈圆柱形，圆柱转子一端有风力涡轮及转子轴。所采用的机轴均采用整体型机轴。整体型机轴重量重，亦浪费较多的钢材，且不便于运输与设置，需要具有较长加工能力的加工机械，增加机械加工的难度，对增加风力发电机容量受到了限制。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种大型风力发电机组合机轴。本发明采用空实结构与分段组合式，与风叶的连接固定采用固定法兰盘连接，加工方便，便于组装与运输，产生最大的推动力矩与旋转扭矩。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括至少两段轴体，两段轴体之间通过法兰盘连接，轴中心与法兰盘中心通过定位销定位，所述每段轴体包括轴端、轴管、轴连接盘，轴端与轴管一端强配合焊接，(轴管加热后把轴端压入或打入后焊接)，轴管另一端与轴连接盘连接，轴连接盘与法兰盘内径采用定位轴栓紧密配合定位，并通过固定螺栓与螺帽固定。法兰盘上连接风叶。

本发明中，利用压力压入与利用外力打入为紧配合；把外部工件加热后把冷工件利用外力压入或打称强配合；配合紧密，但能用较小外力使其滑动的称滑动配合。

如果需要增加风力发电机的功率，可以在两段轴体中间增加一段或多段轴体，位于中间位置的轴体包括：轴下连接盘、轴管、轴上连接盘，轴下连接盘、轴上连接盘分别设于轴管的两端，用于连接相邻的轴体。

所述轴体为三段及三段以上的，用于连接中间轴体的法兰盘为圆型，其上设有六排互成60度角的用于固定六个风叶的固定孔。

所述法兰盘是机轴连接与固定风叶的三角形法兰盘体，其上有三排互成120度角的风叶固定孔，用于设置风叶。

所述轴端承受整个机轴与风叶的重量与旋转扭矩，因此采用强度S45C钢锻打后精加工而成，是实体圆钢。

所述轴管采用S45C钢空心无缝钢管，既节约了钢材，减轻了重量，便于加工，增强了轴体的抗形变性强度与机轴扭力矩。

所述轴连接盘与轴管的连接与固定，承受整个机轴的旋转扭力矩，因此采用强度S45C钢锻打而成后进行精加工而成。

本发明把一个长形机轴，根据风叶结构与要求，分为数段，机轴主轴体采用空心无缝纲管，机轴两端与轴承结合部采用实体圆钢加工，机轴主轴体采用空心无缝纲管，机轴两端采用强配合焊接加工。本发明采用空实结构与分段组合式，与风叶的连接固定采用固定法兰盘连接。本发明的重量轻，抗形变特性扭力矩最大化、金属材料的最大有效利用率综合最优化，经过在大型风力发电机的试用验证，得到最优化的效果。经过大量模拟仿真计算与实际应用实验，本发明空实结构与分段组合式大型风力发电机组合机轴，加工方便，便于组装与运输，可以应用于10MW以下各类型的风力发电机系统，并可以适用各类动力机械系统。

附图说明

图1为本发明实施例两段轴体组合的结构示意图

图2为下轴体侧视图

图3为上轴体侧视图

图4为中段轴体侧视图

图5为下风叶法兰盘与上风叶法兰盘视图

图6为中部风叶法兰盘结构视图

图7为多段机轴组合实施例的结构示意图

图中：1下轴端、2下轴管、3下轴连接盘、4为下风叶法兰盘、5为固定螺栓、6上轴端、7为上轴管、8为上轴连接盘、9为上风叶法兰盘、10、15为中间风叶法兰盘、11机轴定位销、12为中段轴的下连接盘、13为中段轴管、14为中段轴的上连接盘。

具体实施方式