風力發電機組增強型輪轂的製作方法
2023-04-25 23:21:31
專利名稱：風力發電機組增強型輪轂的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機組的主要承載零件，特別是一種採用優化結構設 計的風力發電機組增強型輪轂。它適用於1. 5兆瓦雙饋異步風力發電機組。
背景技術：
眾所周知，輪轂是風力發電機組的核心零件之一，它是一個主要承載零件，可以承 擔來自風輪的全部六個方向的彎矩及軸向力的衝擊，也是風力發電機組中受力情況最為復 雜而且可靠性要求最高的關鍵零件。目前，輪轂承載重量大，殼體承受巨大的側向彎矩，在 極限工況下的應力集中區域內，易出現材料塑性變形和破壞，以及在隨機載荷下的疲勞破 壞。為解決上述問題，在一些相關專利文獻中已有報導，如中國專利號為200920264907. 3 的「一種風力發電機組風輪輪轂」記載了輪轂本體為中空的「T」形管體，「T」型管體上相對 稱的兩連接端分別設置有用於與兩葉片變槳軸承螺栓連接的多個連接孔，其結構只適用於 兩葉片的風機。目前，兆瓦級風機風輪絕大部分採用三葉片風輪，因為三葉片風輪運行平 穩，風機的動力學特性更好，對風機各部件的影響小。且從視覺角度看，三葉片風機運行均 勻對稱，而二葉片風機則視之不穩。如中國專利號為200920037216. X的「具有加強環板的 兆瓦級風力發電機組輪轂」公開了一種採用加強環板的兆瓦級風力發電機組輪轂，其輪轂 腔體內壁靠近圓面位置設置加強環板，克服了現有技術中存在的輪轂材料易出現塑性變形 和破壞等問題，但受結構所限，其抵抗疲勞破壞性能較差，因此有待改進。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種風力發電機組增強型輪轂，它解決了現有技術中存 在的在極限工況下的應力集中區域內，易出現材料塑性變形和疲勞破壞等問題，其結構設 計合理、應力分布優化，重量輕、承載能力強、應力集中敏感性低、抗振效果好。本實用新型所採用的技術方案是該風力發電機組增強型輪轂包括輪轂體、主軸 安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變槳軸承安裝凸臺、變槳櫃安裝座，其技術要點是所述呈球 狀輪轂體為三通形式，沿周向對稱設有三個所述變槳軸承安裝凸臺，每個所述變槳軸承安 裝凸臺均設有四個變槳櫃安裝座和一個變槳減速機安裝座；所述主軸安裝凸臺、變槳減速 機安裝座、變槳軸承安裝凸臺和變槳櫃安裝座與所述輪轂體整體鑄造成型。本實用新型具有的優點及積極效果是由於本實用新型採用理論算法與有限元分 析相結合的方法優化輪轂結構，使呈球狀輪轂體為三通形式，沿周向對稱設有三個變槳軸 承安裝凸臺，每個變槳軸承安裝凸臺均設有四個變槳櫃安裝座和一個變槳減速機安裝座； 所述主軸安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變槳軸承安裝凸臺和變槳櫃安裝座與輪轂體整體 鑄造成型，其合理分配承載重量與安全係數，改善輪轂體應力分布狀態，降低應力集中敏感 性，增加輪轂的承載能力，因此，結構設計合理、重量輕、承載能力強、應力集中敏感性低、抗 振效果好。它解決了現有技術中存在的在極限工況下的應力集中區域內，易出現材料塑性 變形和疲勞破壞等問題。以下結合附圖和實例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的一種具體結構示意圖。圖中序號說明1輪轂體、2主軸安裝凸臺、3變槳軸承安裝凸臺、4變槳減速機 安裝座、5變槳櫃安裝座。
具體實施方式
根據
圖1詳細說明本實用新型的具體結構。該風力發電機組增強型輪轂採用理論 算法與有限元分析相結合的方法優化輪轂結構，使輪轂上血應力集中處以及應力較大的區 域的結構得到優化設計，增加一些圓角過渡結構，減小輪轂連接凸臺的尺寸，使輪轂的受力 更均勻，降低尺寸突變處的應力集中，改善輪轂的受力狀況。它包括輪轂體1、主軸安裝凸臺 2、變槳軸承安裝凸臺3、變槳減速機安裝座4和變槳櫃安裝座5等件。其中呈球狀輪轂體1 為三通形式，沿周向對稱設有三個變槳軸承安裝凸臺3，每個變槳軸承安裝凸臺2均設有四 個變槳櫃安裝座5和一個變槳減速機安裝座4。主軸安裝凸臺2、變槳軸承安裝凸臺3、變槳 減速機安裝座4和變槳櫃安裝座5與輪轂體1整體鑄造成型，減少了聯接處的應力集中區 域，降低輪轂的應力敏感性。其中，主軸安裝凸臺2是輪轂與主軸的聯接凸臺，該聯接凸臺 是一個略高出輪轂體1球面的凸臺，由於凸臺的凸出尺寸相比輪轂體1的直徑小很多，故凸 臺的根部應力敏感性低。同理，變槳軸承安裝凸臺3的凸臺設計也是依據同樣的原理來降 低應力敏感性。
權利要求1. 一種風力發電機組增強型輪轂，包括輪轂體、主軸安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變 槳軸承安裝凸臺、變槳櫃安裝座，其特徵在於所述呈球狀輪轂體為三通形式，沿周向對稱 設有三個所述變槳軸承安裝凸臺，每個所述變槳軸承安裝凸臺均設有四個變槳櫃安裝座和 一個變槳減速機安裝座；所述主軸安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變槳軸承安裝凸臺和變槳 櫃安裝座與所述輪轂體整體鑄造成型。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種風力發電機組增強型輪轂，它解決了現有技術中存在的在極限工況下的應力集中區域內，易出現材料塑性變形和疲勞破壞等問題，包括輪轂體、主軸安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變槳軸承安裝凸臺、變槳櫃安裝座，其技術要點是所述呈球狀輪轂體為三通形式，沿周向對稱設有三個所述變槳軸承安裝凸臺，每個所述變槳軸承安裝凸臺均設有四個變槳櫃安裝座和一個變槳減速機安裝座；所述主軸安裝凸臺、變槳減速機安裝座、變槳軸承安裝凸臺和變槳櫃安裝座與所述輪轂體整體鑄造成型。其結構設計合理、應力分布優化，重量輕、承載能力強、應力集中敏感性低、抗振效果好。
文檔編號F03D11/00GK201874759SQ20102064402
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者孫常生, 張權, 王磊, 閆凌宇 申請人:瀋陽遠大機電裝備有限公司