[发明专利]用于风力涡轮机的紧固系统及相应的安装方法

说明书

用于风力涡轮机的紧固系统，包括前部法兰（9）和后部法兰（8），其被接合在一起并且被支撑在空心旋转轴（2）上并且被结合到包括用于轴的轴承（6）和星形部件（4）的桨距系统上。紧固方法用一锥形轴环（10）将后部法兰（8）结合到空心轴（2）并且还通过一些间隔套管（11）将后部法兰（8）结合到前部法兰（9）。锥形轴环（10）使用摩擦力传递更大的转矩以及轴向应力以改进紧固系统，并且轴环（10）上的螺栓和间隔套管（11）上的螺栓（12）的方向简化了检查和维护任务。

技术领域

本发明涉及使用法兰将空心轴结合到桨距系统的紧固系统。本发明还涉及用于将该系统安装在毂上的方法。

背景技术

风力涡轮机为包含各种类型的承受恒定应力的大量机械构件的机器。这些构件需要定期维护，其通常需要目检或实体检测。预见性维护的目的在于确定承受最大应力的部件以对它们进行强化，其目的在于排除故障并且在构件故障之后更换构件。如果构件的故障需要使用昂贵的起重机来从事上述更换任务，那么这将是尤为重要的。

风力涡轮机毂容纳（house）桨距系统，其包括移动空心轴内部的推进器轴的液压驱动单元。推进器轴再移动星形部件，其将移动传递到三个叶片。在该空心轴与支撑桨距系统轴承箱的法兰之间的接合件是承受巨大应力的元件。而且，其位置时很难接近的，这因此妨碍定期的检查和维护任务。为了排除涉及此接合件的问题并且作为预见性维护的一部分，提出了一种新的基于法兰的（flange-based）紧固系统。

这种法兰具有是双重的主要特征，其导致如下优点：

风在机器的桨距系统上产生的载荷的路径被修改。这种新的强化的法兰在机械性能方面表现出更好的性能，因为其能够通过摩擦力传递更大的力矩（通过强化）和法向应力。

其为易接近的解决方案并且因此可以被视觉地检查，为了随后的维护。

其用传统的工具（不需要液压工具）在现场易于安装。

其不依赖于星形件或空心轴的情况，也不依赖于这些元件之间的任何调整。如果机构经受影响空心轴与空心轴法兰之间的接合中的螺栓的某种故障，但是不管该接合中的破损螺栓继续运行，产生的磨损将在空心轴上产生显著的材料损耗，其将损坏星形件中孔的内部几何结构。这将造成两个元件之间调整的损失，因此增加了这种故障事件的频率和次数。当使用双重法兰安装强化的接合件时，这些元件上的磨损点不会干涉，因此方案的成功不依赖于星形件和空心轴的情况。

这种方案与先前已经在包括风力涡轮机的风电场中所实施的方案即通过在空心轴与星形件之间安装安全销的螺栓接合的强化、在星形件与空心轴之间使用键或者增加构成接合件本身的螺栓的质量的方案兼容。

发明内容

本发明的目的为强化风力涡轮机中的桨距系统，尤其是在空心轴（与空心轴法兰相对应）上的螺栓接合，从而增强其机械性能并因此防止此接头中的疲劳。

本发明的另一个目的为开发用于安装装配在星形元件上的双重法兰强化件的方法，所述星形元件的运动移动每个叶片的桨距。所述方法应当遵循用于安装的某些步骤，诸如卸下毂上的桨距系统，然后安装强化组件。

这些和进一步的目的通过包括前部和后部法兰的双重法兰来实现，所述前部和后部法兰通过一些由螺母所固定的套管结合到星形元件的两端。

后部法兰被安装在空心轴上并且结合到形成星形元件的桨距系统。换句话说，后部法兰通过其与前部法兰的联合间接地固定到星形件。前部法兰固定到星形件。该后一种接合通过轴承箱的外侧部分上的一系列螺栓来完成。后部法兰与星形件之间不是直接接合而是间接接合。

前部法兰具有一些径向孔。当将法兰固定到轴承箱时使用位于外侧部分上的径向孔，并且内侧孔为法兰与空心轴之间的初始接合。

所提及的套管为用于将后部法兰间接地结合到星形件的间隔套管，其将前部法兰与后部法兰充分隔开以使其不会干涉星形件。