专利名称：一种主轴锁紧驱动装置及风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种主轴锁紧驱动装置。本实用新型还涉及一种具有上述主轴锁紧驱动装置的风力发电机。
背景技术：
风力发电机需要维护检修或遇到极端情况时，不仅需要将风力发电机安全停机， 还需要将风力发电机的主轴可靠锁定，避免风力发电机的叶片被风拨动，从而保证维修人员的安全和设备的完好。业内通常采用一种主轴锁紧装置实现主轴的锁定。主轴锁紧装置通常分为具有相互配合结构的两部分，一部分安装在主轴等回转部件上，另一部分安装在主轴轴承座、底架等固定部件上。操作过程中，首先让主轴实现低速转动，使主轴锁紧装置的两部分进行对正，而后使两部分相互插接或压力接触，继而使主轴锁定。风力发电机的主轴锁紧装置有多种形式，但是在主轴锁紧前都需要让主轴实现低速转动，从而使锁紧装置对正。因此如何驱动主轴以较低的转速平稳运转是其中关键的一
止
少ο目前国内外各家风机厂采用不同的方法驱动主轴实现低速转动，常用的方法主要有以下两种。第一种通过启动风机控制系统，使风轮低速运转，从而带动主轴回转，当主轴锁紧装置实现对正时，再将控制系统断电，并将主轴锁紧。这种方式虽然是利用控制系统进行操作控制，但是由于风轮运转受到风力及其他环境因素的影响，故主轴定位的精度较差，很难一次将主轴锁紧装置对正，需要频繁启动控制系统直至主轴锁紧装置对正，也会对风机的控制系统造成较大损害。第二种通过人工转动高速轴刹车盘使主轴转动，当风机主轴锁紧装置对正后，再将主轴锁紧。这种方式需要耗费大量人力强行拖动主轴运转，操作麻烦，并且存在一定的安全
急 ^^ ο因此，如何研发出一种操作方便、安全可靠、自动化程度较高的主轴锁紧驱动装置，在风力发电机的风轮需要锁紧时，可驱动主轴低速平稳运转，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
实用新型内容本实用新型的第一个目的是提供一种操作方便、安全可靠、自动化程度较高的主轴锁紧驱动装置，在风力发电机的风轮需要锁紧时，可驱动主轴低速平稳运转。本实用新型的第二个目的是提供一种具有上述主轴锁紧驱动装置的风力发电机。为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了一种主轴锁紧驱动装置，所述主轴锁紧驱动装置包括动力源、传动齿圈及用于与所述传动齿圈啮合的驱动齿轮，所述传动齿圈安装在所述主轴的外圆面，所述动力源的动力输出端与所述驱动齿轮的齿轮轴相连；风力发电机正常工作时，所述驱动齿轮与所述传动齿圈分离，风力发电机的风轮需要锁紧时， 所述驱动齿轮与所述传动齿圈啮合。优选的，所述驱动齿轮的齿面包括轮齿部分和无齿面部分，所述无齿面部分的直径小于所述轮齿部分的齿根圆的直径。优选的，所述驱动齿轮为分体式，该驱动齿轮由半齿轮、凸翼和设有安装轴孔的齿轮体拼接而成，所述半齿轮形成所述齿轮部分，所述凸翼形成所述无齿面部分，所述凸翼的直径小于所述半齿轮的齿根圆直径。优选的，所述驱动齿轮为全齿齿轮。优选的，所述驱动齿轮的齿轮轴上设有用于将驱动齿轮与动力源分离和结合的离合机构。优选的，所述动力源包括电机和减速机，所述电机的动力输出轴与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述驱动齿轮的齿轮轴相连。优选的，所述动力源为液压马达。本实用新型提供的主轴锁紧驱动装置采用动力源带动齿轮传动的结构，动力源的动力输出端与驱动齿轮的齿轮轴相连，传动齿圈安装在风机主轴的外圆面上，驱动齿轮与传动齿圈可形成啮合传动。当风机需要锁紧时，驱动齿轮与传动齿圈相啮合，动力源的动力经过驱动齿轮副的啮合传递，驱动主轴低速回转，当主轴锁紧装置的两部分有效对正后，动力源停机，驱动齿轮和传动齿圈迅速停止回转并且不会产生漂移，从而使主轴准确定位，而后主轴锁紧装置的静止部分与主轴锁紧装置的回转部分相配合，实现主轴锁紧；当风机正常运转时，驱动齿轮与传动齿圈不发生啮合，动力源的动力不会对主轴的正常运转产生影响，主轴正常运转的回转力矩也不会经过齿轮副传递到动力源，进而保证了动力源的安全。该主轴锁紧驱动装置结构简单，操作方便，驱动可靠；并且由于齿轮传动是定比传动，传动平稳，无爬行，从而能够实现主轴的平稳运行与准确定位。为了实现上述第二个目的，本实用新型还提供了一种风力发电机，包括主轴，该风力发电机采用上述的主轴锁紧驱动装置实现主轴锁紧前的定位，该主轴锁紧驱动装置的传动齿圈安装在所述主轴的外圆面。由于上述的主轴锁紧驱动装置具有上述技术效果，具有主轴锁紧驱动装置的风力发电机也应具有相应的技术效果。
图1为本实用新型所提供的主轴锁紧驱动装置的一种具体实施方式
的结构示意图；图2为图1中驱动齿轮结构示意图；其中，图1-图2中电机1、主轴锁紧装置的静止部分2、减速机3、驱动齿轮4、传动齿圈5、主轴锁紧装置的回转部分6。
具体实施方式
[0027]为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示，本实用新型提供的主轴锁紧驱动装置包括动力源、传动齿圈5及用于与传动齿圈啮合的驱动齿轮4，传动齿圈5安装在主轴的外圆面上，动力源的动力输出端与驱动齿轮4的齿轮轴相连，驱动齿轮4与传动齿圈5有啮合和分离两种状态；风力发电机正常工作时，所述驱动齿轮4与所述传动齿圈5分离，风力发电机的风轮需要锁紧时，所述驱动齿轮4与所述传动齿圈5啮合。当风机需要锁紧时，驱动齿轮4与传动齿圈5相啮合，动力源的动力经过驱动齿轮副的啮合传递，驱动主轴低速回转，当主轴锁紧装置的两部分有效对正后，动力源停机，驱动齿轮4和传动齿圈5迅速停止回转并且不会产生漂移，从而使主轴准确定位，而后主轴锁紧装置的静止部分2与主轴锁紧装置的回转部分6相配合，实现主轴锁紧；当风机正常运转时，驱动齿轮4与传动齿圈5不发生啮合，动力源的动力不会对主轴的正常运转产生影响， 主轴正常运转的回转力矩也不会经过齿轮副传递到动力源，进而保证了动力源的安全。具体的方案中，动力源可包括电机1和减速机3，电机1的动力输出轴与减速机3 的动力输入端连接，减速机3的动力输出端与驱动齿轮4的齿轮轴相连。电机1的动力通过减速机3的减速，再经过齿轮副的传递，进而驱动主轴低速平稳运转。由于采用了独立的电机驱动，使主轴锁紧驱动装置便于控制，运动速度稳定，不易产生故障。由于运用了减速机3，可以使电机1的输出转速有较大的降低，从而保证了主轴的低速回转。如图2所示，优选的方案中，驱动齿轮4可为半齿式，其齿面包括轮齿部分和无齿面部分8，其中无齿面部分8的直径小于齿根圆7的直径。当驱动齿轮4的无齿面部分8 与传动齿圈5相对时，驱动齿轮4与传动齿圈5不发生啮合或干涉，从而保证风机的正常运转，并且不会损坏动力源；驱动齿轮4的轮齿部分与传动齿圈5相对时，驱动齿轮4与传动齿圈5发生啮合，将动力源的动力传递到传动齿圈5，以驱动主轴回转。并且，驱动齿轮4与传动齿圈5为间歇式啮合，进而主轴的回转也为间歇性的，从而使主轴定位更加可靠。进一步的方案，驱动齿轮4可做成分体式，由半齿轮、凸翼和设有安装轴孔的齿轮体拼接而成，所述凸翼形成所述无齿面部分8，所述凸翼的直径小于所述半齿轮的齿根圆直径，这种结构的驱动齿轮加工工艺简单，制造成本较低。上述半齿轮的轮齿部分的弧度并不局限于半个圆周，轮齿部分与无齿面部分8圆周方向的比例可根据需要进行设置。上述实施例中，驱动齿轮为半齿式，本实用新型并不局限于此，驱动齿轮4还可为全齿式齿轮。具体的方案中，可在驱动齿轮4的齿轮轴上加装一个离合机构，当风机正常运转时，通过离合机构的动作，将驱动齿轮4与动力源的动力脱离开，驱动齿轮4随主轴和传动齿圈5回转，而不会对动力源产生损害。另外，还可增加一个驱动齿轮分离机构，当驱动齿轮4与动力源的动力脱离后，在驱动齿轮分离机构的作用下，驱动齿轮4可沿径向进行滑移，使驱动齿轮4与传动齿圈5分离。这样，风机正常运转时产生的力矩就不会对驱动齿轮4造成影响。上述实施例中，动力源为电机1和减速机3，本实用新型并不局限于此，该动力源还可以为液压马达，液压马达的动力输出端可与减速机的动力输入端连接，减速机的输出端与驱动齿轮的齿轮连接，液压马达的液压动力可以从风机的液压系统中方便地获取，这种方案也应在本实用新型的保护范围内。本实用新型还提供了一种风力发电机，包括主轴，该风力发电机采用上述的主轴锁紧驱动装置实现主轴锁紧前的定位，该主轴锁紧驱动装置的传动齿圈安装在所述主轴的外圆面。由于上述的主轴锁紧驱动装置具有上述技术效果，具有主轴锁紧驱动装置的风力发电机也应具有相应的技术效果。以上所述仅是实用新型的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种主轴锁紧驱动装置，用于驱动风力发电机的主轴做低速运转，其特征在于，所述主轴锁紧驱动装置包括动力源、传动齿圈及用于与所述传动齿圈啮合的驱动齿轮，所述传动齿圈安装在所述主轴的外圆面，所述动力源的动力输出端与所述驱动齿轮的齿轮轴相连；风力发电机正常工作时，所述驱动齿轮与所述传动齿圈分离，风力发电机的风轮需要锁紧时，所述驱动齿轮与所述传动齿圈啮合。
2.根据权利要求1所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述驱动齿轮的齿面包括轮齿部分和无齿面部分，所述无齿面部分的直径小于所述轮齿部分的齿根圆的直径。
3.根据权利要求2所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述驱动齿轮为分体式，该驱动齿轮由半齿轮、凸翼和设有安装轴孔的齿轮体拼接而成，所述半齿轮形成所述齿轮部分，所述凸翼形成所述无齿面部分，所述凸翼的直径小于所述半齿轮的齿根圆直径。
4.根据权利要求1所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述驱动齿轮为全齿齿轮。
5.根据权利要求1-4任一项所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述驱动齿轮的齿轮轴上设有用于将驱动齿轮与动力源分离和结合的离合机构。
6.根据权利要求1所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述动力源包括电机和减速机，所述电机的动力输出轴与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述驱动齿轮的齿轮轴相连。
7.根据权利要求1所述的主轴锁紧驱动装置，其特征在于，所述动力源为液压马达。
8.一种风力发电机，包括主轴，其特征在于，该风力发电机采用权利要求1-7任一项所述的主轴锁紧驱动装置实现主轴锁紧前的定位，该主轴锁紧驱动装置的传动齿圈安装在所述主轴的外圆面。
专利摘要本实用新型涉及风力发电机技术领域，公开了一种主轴锁紧驱动装置，包括动力源、传动齿圈及用于与所述传动齿圈啮合的驱动齿轮，所述动力源的动力输出端与所述驱动齿轮的齿轮轴相连，所述传动齿圈安装在所述主轴的外圆面，所述驱动齿轮与所述传动齿圈有啮合和分离两种状态。主轴需要锁紧时，动力源的动力通过驱动齿轮和传动齿圈的啮合进行传递，驱动主轴低速回转，当主轴锁紧装置有效对正后，动力源停机，主轴准确定位，而后实现主轴锁紧。当风力发电机正常运转时，驱动齿轮与传动齿圈分离，保证了风机运行的安全。本实用新型还公开了一种具有上述主轴锁紧驱动装置的风力发电机。
文档编号F03D11/00GK202194786SQ20112031713
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者张新玉, 王玉玉, 边疆, 陈修强 申请人:三一电气有限责任公司