本发明涉及风力发电领域，具体地说，本发明涉及一种齿形带变桨驱动装置、齿形带变桨装置和具有该齿形带变桨装置的风力发电机组。
背景技术：
齿形带变桨装置是风力发电机组上常见的一种变桨装置，在变桨时，通过卷绕在驱动齿轮上的齿形带驱动变桨盘转动，进而带动变桨轴承和叶片转动，实现机组功率调节或气动刹车。通常，齿形带通过张紧轮张紧在变桨轴承和驱动齿轮上，张紧轮能够增大齿形带与驱动齿轮之间的包角，即增大齿形带与驱动齿轮的接触面积。
齿形带变桨装置的驱动部件大都安装于轮毂上，除了上述的驱动齿轮和张紧轮，还包括组合式钢结构框架、电机和两个减速器，驱动齿轮、张紧轮和减速器均安装在组合式钢结构框架内，且驱动齿轮为悬臂梁结构，安装在螺栓组合式钢结构框架箱体内，导致驱动齿轮难以精确地定位，容易发生位置变化，进而导致驱动齿轮、张紧轮轴线、变桨盘轴线不平行，进而导致齿形带转动时发生跑偏现象。
另外，变桨驱动装置结构复杂，零部件繁多、体积庞大，成本高，且更换及维护不方便。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种齿形带变桨驱动装置，实现驱动齿轮和张紧轮的精确定位，减少跑偏现象，并简化结构。本发明的另一目的在于提供一种齿形带变桨装置和风力发电机组。
为此，根据本发明的一方面，提供了一种用于风力发电机组的齿形带变桨驱动装置，包括相邻的驱动齿轮和张紧轮，所述齿形带变桨驱动装置还包括整体式箱体，所述整体式箱体包括主体部，在所述主体部内设置有驱动齿轮装配安装部和张紧轮装配安装部，所述驱动齿轮和所述张紧轮分别安装在所述驱动齿轮装配安装部和张紧轮装配安装部上。
可选地，所述驱动齿轮的两端均通过轴承被支撑在所述驱动齿轮装配安装部上。
可选地，所述张紧轮的两端均通过轴承被支撑在所述张紧轮装配安装部上。
可选地，所述齿形带变桨驱动装置还包括相连接的电机和减速器，所述主体部与所述减速器的箱体固定连接。
可选地，所述整体式箱体还包括端盖，所述主体部的一端与所述齿形带变桨驱动装置的减速器的箱体相封闭地连接，所述端盖覆盖在所述主体部的敞开的另一端，在所述主体部的处于所述张紧轮附近的部分上开设有齿形带引出孔，以允许齿形带从所述整体式箱体内引出。
可选地，所述驱动齿轮装配安装部包括分别在所述主体部的内表面的两端一体地机加工出的第一支撑台和第二支撑台，所述驱动齿轮的两端分别被支撑在所述第一支撑台和所述第二支撑台上。
可选地，所述第一支撑台和所述第二支撑台在同一个机加工工艺中形成。
可选地，所述张紧轮装配安装部包括分别形成在所述主体部的内表面的两端一体地机加工出的第三支撑台和第四支撑台，所述张紧轮的两端分别被支撑在所述第三支撑台和所述第四支撑台上。
可选地，所述第三支撑台和所述第四支撑台在同一个机加工工艺中形成。
可选地，所述张紧轮的数量为一个。
可选地，所述第一支撑台、第二支撑台、第三支撑台和第四支撑台为轴承座。
根据本发明的另一方面，还提供了一种齿形带变桨装置，该齿形带变桨装置包括上述齿形带变桨驱动装置。
根据本发明的另一方面，还提供了一种风力发电机组，包括轮毂在所述轮毂上安装有上述齿形带变桨驱动装置。
可选地，在所述轮毂上形成有支座，所述齿形带变桨驱动装置安装在所述支座上。
通过设置整体式箱体，在两个端部均对驱动齿轮和张紧轮进行支撑，避免了悬臂梁式结构，提高两者的刚度。另外，通过在整体式箱体内通过高精度的机加工来设置驱动齿轮和张紧轮的装配安装部，显著提高了驱动齿轮和张紧轮的安装精度，提高了两者的平行度，减小了跑偏概率。另外，本发明所提供的齿形带变桨驱动装置的结构简单，总体积小，可直接装配在轮毂上，降低了成本。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的齿形带变桨驱动装置的结构示意图；
图2是根据本发明的实施例的齿形带变桨驱动装置被装配在轮毂上的状态示意图。
附图标记说明：
100：齿形带变桨驱动装置，1：电机，2：减速器，3：主体部，4：端盖，5：紧固螺栓，6：螺纹孔，7：驱动齿轮，8：驱动轴，9：螺栓，10：轴承，11：轴承，12：注油孔，13：密封隔圈，14：轴承，15：张紧轮，16：轴承，17：第一支撑台，18：第二支撑台，20：第四支撑台，22：第三支撑台，24：轮毂，25：支座，26：齿形带，27：齿形带引出孔。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种齿形带变桨驱动装置100，用于在风力发电机组上驱动变桨轴承带动叶片执行变桨操作。该齿形带变桨驱动装置100可包括作为动力源的电机1和减速器2，电机1的输出轴通过花键与减速器2的输入轴连接，减速器2可降低从电机1接收的转速，并增大扭矩，实现适宜的变桨速度。电机1和减速器2可通过螺栓连接在一起。齿形带变桨驱动装置100还包括驱动齿轮7和张紧轮15，驱动齿轮7与张紧轮15相邻且平行地安装，以避免卷绕在驱动齿轮7和张紧轮15上的齿形带26(图2中示出)跑偏。驱动齿轮7可固定地安装在驱动轴8上，例如，驱动齿轮7可通过花键连接安装在驱动轴8上，从而两者一起旋转。另外，驱动轴8可与减速器2的输出轴固定，从电机1输出的转速和扭矩可通过减速器2传递到驱动轴8和驱动齿轮7，驱动齿轮7可带动齿形带26运动，实现叶片变桨。
齿形带变桨驱动装置100还包括整体式箱体，驱动齿轮7和张紧轮15均装配在该整体式箱体内，并且在整体式箱体内形成有驱动齿轮装配安装部和张紧轮装配安装部，而驱动齿轮7便被支撑在驱动齿轮装配安装部上且张紧轮15被支撑在张紧轮装配安装部上。
整体式箱体的外轮廓大体上呈圆柱状，可包括大体上呈筒状且内部被形成有腔室的主体部3，驱动齿轮装配安装部和张紧轮装配安装部可形成在主体部3上。在本发明的优选实施例中，驱动齿轮装配安装部和张紧轮装配安装部可在整体式箱体的主体部3的内表面上一体地机加工而成。
安装驱动齿轮7的两端都可被支撑在驱动齿轮装配安装部上，而张紧轮15的两端也可都被支撑在张紧轮装配安装部上，例如，可通过轴承来支撑驱动齿轮7和张紧轮15。通过在整体式箱体的内部机加工出驱动齿轮7和张紧轮15的装配位置，避免了在箱体内部另外安装支撑构件(由于安装误差和支撑构件的加工误差等因素，可能导致驱动齿轮7和张紧轮15最终的装配位置出现较大偏差)，从而通过高精度的机加工可靠保证并显著提高两者的装配精度，提高驱动齿轮7和张紧轮15的轴线平行度。
另外，整体式箱体还可包括端盖4，主体部3大体上呈圆筒状，其一端是敞开的，以便安装驱动齿轮7和张紧轮15，端盖4便覆盖在主体部3的敞开的那端，例如，图1中所示的左端。端盖4可具体地通过多个螺栓9紧固在主体部3上。在端盖4上还可开设有注油孔12，以便为整体式箱体内的各个部件提供润滑。
整体式箱体可与减速器2的箱体固定在一起。在图1中所示的方位下，主体部3的另一端(例如图1中所示的右端)可大体上向外延伸有敞开的筒体，减速器2的一部分被容纳在该筒体内，且主体部3可通过周向上均匀分布的多个紧固螺栓5与减速器2的箱体固定在一起，使得两者的连接面紧密接触而实现封闭连接，防止异物从连接位置进入整体式箱体或减速器2内。另外，减速器2与主体部3之间的连接还可以采用其他的合适的方式进行，并不限于以上方式。
在主体部3的内部机加工有分别安装驱动齿轮7和张紧轮15的两个相连通的空间，即，驱动齿轮安装空间和张紧轮安装空间。根据实际的操作需要(例如，变桨所需的包角的大小)，可在初期设计阶段适当地调整驱动齿轮7与张紧轮15之间的位置关系。在这种情况下，端盖4可以采用分体式端盖形式，例如，可由两个端盖构成，分别在左端封闭驱动齿轮安装空间和张紧轮安装空间。
驱动齿轮装配安装部可包括在驱动齿轮安装空间内形成在主体部3的内表面右端的第一支撑台17以及形成在主体部3的内表面左端的第二支撑台18。第一支撑台17可以是从主体部3的内表面上一体地机加工出的环状的凸台，驱动齿轮7的右端可通过轴承10安装在该凸台上。第二支撑台18也可以是从主体部3的内表面上一体地机加工出的环形的凸台，驱动齿轮7的左端可通过轴承11被支撑在该凸台上。同时，第一支撑台17和第二支撑台18是在同一个加工工艺中在相同的加工参数下加工出来的，比如，在车床上利用同一个刀具先在主体部3内机加工出第二支撑台18，然后刀具继续朝主体部3内伸入再机加工出第一支撑台17，这样可最大程度地确保第一支撑台17和第二支撑台18的同轴度。
类似地，张紧轮装配安装部可包括在张紧轮安装空间内形成在主体部3的内表面右端的第三支撑台22以及形成在主体部3的内表面左端的第四支撑台20。第三支撑台22可以是从主体部3的内表面上一体地机加工出的环状的凸台，张紧轮15的右端可通过轴承16安装在凸台上。同样，第四支撑台20也可以是从主体部3的内表面上一体地机加工出的环形的凸台，张紧轮15的左端可通过轴承14安装在该凸台上。同样，第三支撑台22和第四支撑台20也是在同一个机加工工艺中加工出来的，从而可使两个支撑台之间的同轴度最大化。
以上所述的第一支撑台17、第二支撑台18、第三支撑台22和第四支撑台20的具体形式为轴承座，用来支撑驱动齿轮7和张紧轮15的轴承可直接安装在各自的轴承座上。
另外，在轴承10和11的面对驱动齿轮7的一端与驱动齿轮7之间均安装有密封隔圈13，在密封隔圈13与主体部3的支撑轴承的安装面之间还可安装有毛毡，以密封轴承10和11。类似地，在轴承14和16的面对张紧轮15的一端与张紧轮15之间也安装有密封隔圈和毛毡(未示出)，以密封轴承14和16。
需要说明的是，除了以上在整体式箱体内形成凸台来支撑驱动齿轮7和张紧轮15以外，本发明还可以采用其他的结构形式，只要是从整体式箱体内部一体地机加工出来的特征即可。例如，还可以在整体式箱体内机加工出槽等表面特征来安装驱动齿轮7和张紧轮15。另外，还可以在整体式箱体内部机加工出其他的表面特征或者安装其他加强肋等部件来提高结构强度。
另外，在主体部3的靠近张紧轮15的部分上还开设有齿形带引出孔27，以便将齿形带26从整体式箱体内引出。另外，在本发明所提供的实施例中，张紧轮15的数量可设置一个，可通过在齿形带变桨驱动装置结构设计时，根据所需的包角大小，预设驱动齿轮7与张紧轮15之间的位置关系。
当然，也可以采用两个张紧轮15分别布置在驱动齿轮7的两侧，同样，也可以通过调节张紧轮15相对于驱动齿轮7的位置关系来调节齿形带26的张紧程度。
在装配时，本发明所提供的齿形带变桨驱动装置100可直接装配在轮毂24上，省略了变桨盘等零部件，从而可简化结构和装配流程。在轮毂24上可形成支座25，齿形带变桨驱动装置100可被安装在支座25上，两者之间可通过周向分布的多个螺栓连接。为此，可在整体式箱体上开设多个螺纹孔6(图1中仅示出了一个)。
通过设置整体式箱体，一方面，与现有的组合式结构框架相比，整体结构强度得以显著提升，并且在两个端部处都实现了对驱动齿轮7和张紧轮15的支撑，避免了悬臂梁式结构，提高了驱动齿轮7和张紧轮15的刚度，有助于减小齿形带跑偏概率。另一方面，通过在整体式箱体内通过高精度的机加工来设置驱动齿轮7和张紧轮15的装配安装部，从而相对于利用额外的组合式框架来装配驱动齿轮7和张紧轮15而言，显著提高了驱动齿轮7和张紧轮15的安装精度，提高了两者的平行度，这进一步减小了跑偏概率。另外，相对于现有的齿形带变桨驱动装置而言，本发明所提供的齿形带变桨驱动装置仅采用一个减速器和一个张紧轮，从而显著简化了结构，使得整体结构更加紧凑，减小了总体积，便于装配和检索，在此基础上，齿形带变桨驱动装置便可直接装配在轮毂上，而不用再利用中间变桨盘连接，从而降低了整个齿形带变桨装置的成本。
此外，根据本发明的实施例，还提供了一种齿形带变桨装置，包括变桨轴承、齿形带26和齿形带变桨驱动装置100。变桨轴承的内圈可与轮毂24连接，外圈可与叶片连接，齿形带26从整体式箱体中引出之后连接到变桨轴承的外圈上的预紧装置，这样，在齿形带驱动装置100运行之后，带动齿形带26运动进而带动变桨轴承的外圈转动，从而驱使叶片进行变桨操作。
另外，根据本发明的实施例，还提供了一种包括上述齿形带变桨驱动装置的风力发电机组，这里不再赘述风力发电机组的其他结构。
上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。