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適用于小型風力發(fā)電機的防扭纜機械偏航機構(gòu)的制作方法

文檔序號:12259282閱讀:321來源:國知局
適用于小型風力發(fā)電機的防扭纜機械偏航機構(gòu)的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及風力發(fā)電機組偏航技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種適用于家用發(fā)電或小規(guī)模個私企業(yè)發(fā)電的小型風力發(fā)電機且可防扭纜的機械偏航機構(gòu)。



背景技術(shù):

風力發(fā)電機是一種將風能轉(zhuǎn)換為電能的裝置,風力發(fā)電機的組成主要有葉片、塔筒、對風裝置(也稱偏航機構(gòu))等。其中,偏航機構(gòu)是為了應對風向變化對風機造成的影響,詳細而言,當風輪所處平面與來流風向垂直時,風輪可獲得最大風能,但自然界的風向是隨機變化的,因此,為了確保能使風輪總是處于捕獲最大風能的位置,就須使用偏航機構(gòu)來控制機艙的轉(zhuǎn)動,從而帶動安裝在機艙上的風輪葉片轉(zhuǎn)動,使其總是處于迎風狀態(tài)。

目前,風力發(fā)電機組采用的偏航機構(gòu)都是電動的,主要由偏航軸承、偏航驅(qū)動裝置、偏航制動裝置等組成。這種偏航機構(gòu)適用于數(shù)百千瓦級甚至兆瓦級的大型風機組,然而,隨著風力發(fā)電技術(shù)的應用日益廣泛,風機將成為該技術(shù)的主流設(shè)備并走進千家萬戶,這時適用于家用發(fā)電或小規(guī)模企業(yè)發(fā)電的小型風力發(fā)電機就很有必要了。

因此,就需要設(shè)計出一種適合小型風機用且成本低廉的偏航機構(gòu)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種適用于小型風力發(fā)電機且可防扭纜并不同于現(xiàn)有風機電動偏航機構(gòu)的機械偏航機構(gòu)。

本發(fā)明的機械偏航機構(gòu),包括機械驅(qū)動裝置、偏航嚙合齒輪組,還包括偏航塔筒段,所述偏航嚙合齒輪組設(shè)置在機械驅(qū)動裝置中,且固定于偏航塔筒段里;所述偏航塔筒段設(shè)置在風力發(fā)電機的塔筒上部,與機艙相接;所述機艙與機械驅(qū)動裝置的大齒圈間通過螺紋緊固。

所述機械驅(qū)動裝置由一對外嚙合齒輪4、14和一對內(nèi)嚙合齒輪8、9組成,所述外嚙合齒輪分別裝在雙螺桿軸2和齒輪軸13上,所述雙螺桿軸2上加工有緊定螺紋孔和軸肩,通過緊定螺釘6來固定鎖緊套5,通過軸肩限制雙螺桿軸2的軸向移動范圍,當雙螺桿軸2上部的軸肩軸向運動至與螺母7相接觸時,雙螺桿軸2的軸向移動達到極限并停止轉(zhuǎn)動,進而限制外齒輪4的轉(zhuǎn)動角度來控制機艙的轉(zhuǎn)動角度。

所述齒輪軸13兩端用推力球軸承10和16固定并安裝在塔筒(也就是機架)內(nèi)。

所述雙螺桿軸2通過雙螺紋與加工在塔筒(機架)上部內(nèi)的雙螺母3和7旋合安裝在塔筒(機架)內(nèi),所述雙螺母3、7均加工為剖分式。

所述偏航塔筒段加工為剖分式。

所述大齒圈8上加工有連接機艙的螺紋孔。

本發(fā)明采用外嚙合齒輪和內(nèi)嚙合齒輪的組合形式,通過電動機帶動雙螺桿軸2轉(zhuǎn)動來控制輸入外齒輪4的轉(zhuǎn)動和軸向運動范圍從而控制固定連接在大齒圈8上的機艙的轉(zhuǎn)動角度以實現(xiàn)風機的對風,并防止機艙轉(zhuǎn)過多圈引起扭纜。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,外部尺寸小,且不需使用多種電動控制設(shè)備和裝置,成本低,同時又能通過開關(guān)電機來控制偏航角度,操作簡便,可廣泛應用于千瓦級以下的小型風力發(fā)電機組。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機械偏航機構(gòu)的初始狀態(tài)總體圖。

圖2是本發(fā)明機械偏航機構(gòu)處于極限偏航位置的總體圖。

圖3是圖2中外嚙合齒輪Ⅰ處的局部放大圖。

圖4是圖1的A-A剖視圖。

圖5是圖1中外嚙合齒輪Ⅱ處的局部放大圖。

圖6是圖1中內(nèi)嚙合齒輪Ⅲ處的局部放大圖。

圖7是圖1中鎖緊套筒Ⅳ處的局部放大圖。

1塔筒(機架)、2雙螺桿軸、3螺母(1)、4外齒輪(1)、5鎖緊套筒、6緊定螺釘、7螺母(2)、8大齒圈、9小齒輪、10套筒(1)、11軸承端蓋、12軸承機架、13齒輪軸、14外齒輪(2)、15套筒(2)、16推力球軸承、17螺紋孔。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明提供的初始狀態(tài)總體圖,圖2為處于極限位置的總體圖。本發(fā)明的機械偏航機構(gòu)如圖1所示,偏航驅(qū)動裝置設(shè)置在偏航塔筒段里,雙螺桿軸2通過兩個剖分式螺母3和7支撐在塔筒段內(nèi),鎖緊套筒5通過兩個緊定螺釘6固定連接在雙螺桿軸2上并隨之一起運動;安裝在雙螺桿軸2上的外齒輪4與外齒輪14嚙合帶動齒輪軸13轉(zhuǎn)動,從而帶動通過套筒10軸向固定安裝在齒輪軸13上的小齒輪9轉(zhuǎn)動,大齒圈8通過小齒輪9傳遞的運動帶動機艙轉(zhuǎn)動;塔筒(機架)與齒輪軸間用密封圈密封。

本發(fā)明中的機械偏航機構(gòu)由電動機驅(qū)動雙螺桿軸2轉(zhuǎn)動并通過與雙螺母3和7的旋合產(chǎn)生慢速軸向移動,外齒輪4也隨之轉(zhuǎn)動并與外齒輪14嚙合帶動齒輪軸13轉(zhuǎn)動,同時,外齒輪4也在慢速軸向移動,鎖緊套筒5與雙螺桿軸2一起轉(zhuǎn)動并慢速軸向移動;當葉輪達到迎風狀態(tài)時,關(guān)閉電動機,雙螺桿軸2停止運動使得大齒圈8也停止轉(zhuǎn)動從而機艙也停止轉(zhuǎn)動;當雙螺桿軸2慢速軸向移動一定距離使得其上部的軸肩接觸到螺母7時,雙螺桿軸2便達到極限位置,機艙轉(zhuǎn)動的角度也達到極限。

本發(fā)明的機械偏航機構(gòu)可通過對雙螺桿軸上螺紋的計算使雙螺桿軸在極限范圍內(nèi)運動的同時機艙轉(zhuǎn)動角度在0~360度之間,不產(chǎn)生扭纜;而現(xiàn)有的大型風機組偏航機構(gòu)都是在機艙轉(zhuǎn)過一定圈數(shù)后再控制解纜系統(tǒng)進行解纜,成本高,操作較復雜。

本發(fā)明的機械偏航機構(gòu)尺寸小,體積小,成本低,解決了小型風力發(fā)電機組的運輸和安裝困難等問題,降低了小型風機組的發(fā)電成本,對風力發(fā)電技術(shù)的推廣乃至走進千家萬戶有重要意義。

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