变桨轴承的安装结构及风力发电机的叶轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种变桨轴承的安装结构及风力发电机的叶轮。
【背景技术】
[0002]变桨距风力发电机的叶片可以绕叶片中心轴旋转。依据风速的变化及停机的要求调节桨距角(一般为0° -90° )。在正常发电状态下，当变桨距风力发电机在低风速运转时，风力发电机的功率小于额定功率，桨距角在0°附近；风速增大至功率达到额定功率后，随着风速继续增加，控制系统通过改变叶片桨距角，使输出功率保持在额定功率。另外，在顺桨状态(90° )下，桨叶横向受到与转动方向相反的空气阻力，可以提供停机所需的制动力。
[0003]叶片桨距角的调节是通过变桨动力机构驱动变桨轴承内圈或外圈实现的。对于外圈变桨的情形，变桨轴承的内圈连接轮毂，外圈连接叶片；内圈变桨轴承则相反。
[0004]变桨轴承安装在轮毂上的位置和叶片安装在变桨轴承上的位置不是任意的。主要有两个因素:a.变桨轴承软区。轴承内外圈均有一个软区，这是滚道在进行表面淬火过程中，为了防止起始连接后出现二次淬火，遗留下来一个软区，装配过程中，要将软区放置到非负荷区域。对于外圈变桨的情形，一般情况下内圈安装在轮毂上不转动，软区放置在靠前端的45度位置，外圈因为随桨叶转动，放置在桨叶迎风面正对前端的非经常负荷区域。b.保证叶片桨距角正确。对于外圈变桨，在安装变桨控制传感器及调试时，一般以变桨轴承外圈的某一位置作为基准，如变桨零刻度线位置，这就要求叶片安装在轴承上时，叶片的零刻度线要与轴承的零刻度线相对应。
[0005]由上可见，变桨轴承分别与轮毂和叶片的连接，变桨轴承内圈和外圈上的通孔分别与轮毂和叶片上的螺孔一一对应，并且对应位置固定。叶片安装在变桨轴承上是在风电场完成的，装配条件相对差，容易出现错装，即安装孔未按要求的对应关系装配。如果出现错装，那么轴承零刻度线与叶片零刻度线也就错开一个角度。调试时按轴承零刻度线为参照，变桨控制系统中的桨距角和叶片实际桨距角也就有偏差。为了纠正偏差，需要采取技改措施，甚至重新安装叶片，费用往往数万元。
[0006]在风电场安装叶片时存在的另一个问题是错位，是指叶片安装孔和轴承安装孔不同心。偏心严重会使叶片螺栓法兰部位受剪，影响螺栓强度，甚至造成螺栓断裂，增加维护成本。为了解决错位问题，往往采用带螺纹的导正棒，装配时一般将两个导正棒的螺纹端旋入叶片螺栓孔，露出部分与轴承孔配合保证同心，其余螺栓装好后再将导正棒取下，最后安装导正棒部位螺栓。但在实际操作中，导正棒很容易卡死，不好取出，效率低下。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种防止叶片与变桨轴承之间出现错装或错位的变桨轴承的安装结构及风力发电机的叶轮，以降低变桨轴承的维护成本。
[0008]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0009]一种变桨轴承的安装结构，所述变桨轴承的安装结构包括叶片、定位销和内圈通过多个螺栓固定连接在轮毂上的变桨轴承；
[0010]所述叶片包括设置有多个螺孔的叶片法兰，所述螺孔与所述变桨轴承的外圈上的通孔数量相等，并且一一对应，多个螺栓穿过所述变桨轴承外圈上的所述通孔并螺纹连接在所述叶片法兰上的螺孔内，进而将所述叶片固定连接在所述变桨轴承的外圈上；
[0011]在所述变桨轴承外圈与所述叶片法兰连接的端面上设置有第一定位销孔，在所述叶片法兰上设置有第二定位销孔，所述第一定位销孔和所述第二定位销孔相对应，所述定位销穿插在所述第一定位销孔和所述第二定位销孔内，将所述叶片法兰与所述变桨轴承的外圈相对定位。
[0012]较优地，所述定位销插入所述第二定位销孔的一端为锥形。
[0013]较优地，所述定位销的数量为两个，分别为定位销A和定位销B ；
[0014]所述第一定位销孔的数量为两个，分别为第一定位销孔A和第一定位销孔B ;
[0015]所述第二定位销孔的数量为两个，分别为第二定位销孔A和第二定位销孔B，所述第一定位销孔A和所述第二定位销孔A相对应，所述第一定位销孔B和所述第二定位销孔B相对应；
[0016]所述定位销A穿插在所述第一定位销孔A和所述第二定位销孔A中，所述定位销B穿插在所述第一定位销孔B和所述第二定位销孔B中。
[0017]较优地，所述第一定位销孔A的中心、所述第一定位销孔B的中心和所述变桨轴承外圈的中心不在同一直线上。
[0018]较优地，所述第一定位销孔A的中心与所述变桨轴承轴心连线与所述变桨轴承外圈零刻度线之间的夹角等于所述第二定位销孔A的中心与所述叶片法兰轴心连线与所述叶片法兰零刻度线之间的夹角；
[0019]所述第一定位销孔B的中心与所述变桨轴承轴心连线与所述变桨轴承外圈零刻度线之间的夹角等于所述第二定位销孔B的中心与所述叶片法兰轴心连线与所述叶片法兰零刻度线之间的夹角。
[0020]较优地，所述定位销A为圆柱销，所述第一定位销孔A和所述第二定位销孔A的形状均与所述定位销A相匹配；
[0021]所述定位销B为菱形销，所述第一定位销孔B和所述第二定位销孔B的形状均与所述定位销B相匹配；
[0022]所述定位销A的中心与所述定位销B的中心之间的连线与所述定位销B的截面的菱形的长对角线垂直。
[0023]一种变桨轴承的安装结构，所述变桨轴承的安装结构包括叶片、定位销和外圈通过螺栓固定连接在轮毂上的变桨轴承；
[0024]所述叶片包括设置有螺孔的叶片法兰，所述螺孔与所述变桨轴承内圈上的通孔数量相等，并且一一对应，螺栓穿过所述变桨轴承外圈上的所述通孔并螺纹连接在所述叶片法兰上的螺孔内，进而将所述叶片固定连接在所述变桨轴承的内圈上；
[0025]所述变桨轴承内圈与所述叶片法兰连接的端面上设置有第一定位销孔，所述叶片法兰上设置有第二定位销孔，所述第一定位销孔和所述第二定位销孔相对应，所述定位销穿插在所述第一定位销孔和所述第二定位销孔内，将所述叶片法兰与所述变桨轴承的内圈相对定位。
[0026]一种风力发电机的叶轮，所述叶轮包括以上任意技术特征的变桨轴承的安装结构。
[0027]通过采用所述变桨轴承外圈与所述叶片法兰连接的端面上设置有第一定位销孔，所述叶片法兰上设置有第二定位销孔，所述第一定位销孔和所述第二定位销孔相对应，所述定位销穿插在所述第一定位销孔和所述第二定位销孔内，将所述叶片法兰与所述变桨轴承的外圈相对定位，使得本实用新型具有:设计合理、结构简单、成本低廉，能够防止叶片与变桨轴承之间出现错装或错位，从而降低了变桨轴承的维护成本的优点。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的变桨轴承的安装结构中变桨轴承与与叶片和轮毂连接示意图；
[0029]图2为本实用新型的变桨轴承的安装结构的实施例一中定位销安装示意图；
[0030]图3为图2中变桨轴承连接叶片法兰的端面示意图；
[0031]图4为图2中叶片法兰连接变桨轴承的端面示意图；
[0032]图5为图2中变桨轴承的非负荷区域示意图；
[0033]其中:1-叶片；2_定位销；3_变桨轴承；4_轮毂；5_内圈；6_叶片法兰；7_螺孔；
8-外圈；9_第一定位销孔；10-第二定位销孔；11-第一定位销孔A ; 12-第一定位销孔B ;13-第二定位销孔A ; 14-第二定位销孔B ; 15-变桨轴承的外圈零刻度线；16_叶片法兰零亥渡线；17-外圈软带区；18-内圈软带区；19-非符合区域；F-风向。
【具体实施方式】
[0034]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型的变桨轴承的安装结构及风力发电机的叶轮进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035]实施例一
[0036]如图1和图2所示，一种变桨轴承的安装结构，包括叶片1、定位销2和内圈5通过多个螺栓固定连接在轮毂4上的变桨轴承3 ;叶片I包括设置有多个螺孔7的叶片法兰6，螺孔7与变桨轴承3的外圈8上的通孔数量相等，并且一一对应，多个螺栓穿过变桨轴承3的外圈8上的通孔并螺纹连接在叶片法兰6上的螺孔7内，进而将叶片I固定连接在变桨轴承3的外圈8上。
[0037]在变桨轴承3的外圈8与叶片法兰6连接的端面上设置有第一定位销孔9，在叶片法兰6上设置有第二定位销孔10，第一定位销孔9和第二定位销孔10相对应，定位销2穿插在第一定位销孔9和第二定位销孔10内，将叶片法兰6与变桨轴承3的外圈8相对定位。
[0038]通过定位销2对叶片法兰6与变桨轴承3的外圈8的定位作用，能够使叶片I通过叶片法兰6准确地安装到变桨轴承3的外圈8上，避免出现外圈8上的通孔与叶片法兰6上的螺孔出现对应错误或者对应不准确形成错位的现象出现。
[0039]较优地，定位销2插入第二定位销孔10的一端为锥形。在安装时，可以先将定位销2安装在第一定位销孔9内，然后再将叶片I安装到变桨轴承3的外圈8上，在叶片法兰6与变桨轴承3的外圈8对正后，定位销2的锥形端能够很容易的插入叶片法兰6上的第二定位销孔10中，给安装工作提供了方便。
[0040]作为一种可实施方式，定位销2的数量为两个，分别为定位销A(图未示出)和定位销B(图未示出)。如图3所示，第一定位销孔9的数量为两个，分别为第一定位销孔All和第一定位销孔B12，第一定位销孔Al I和第一定位销孔B12不对称设置。如图4所示，第二定位销孔10的数量为两个，分别为第二定位销孔A13和第二定位销孔B14，第一定位销孔All和第二定位销孔A13相对应，