一种风力发电机组轮毂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风力发电机技术领域，特别是涉及一种风力发电机组轮毂。
【背景技术】
[0002]随着人类社会能源需求的急速增长和日益严重的气候、环境问题，风力发电作为可大规模开发利用的可再生能源之一，在技术研究、装备制造及零部件配套等方面都得到了迅速的发展。迫于市场和竞争的压力，风电场运营商必须尽可能地降低发电成本。优化风机结构，降低整机质量是降低发电成本最有效的途径之一，单机容量的不断增大，载荷的增加使得对各部件的强度要求增加，同时部件的刚度增加、固有频率下降。这就要求整机结构能够抑制风轮、塔筒和传动系统振动，减小振动带来的动态载荷。单机容量增大，风轮直径和扫掠面积增加使机组承受的载荷更大，更复杂；风轮直径的增加使得在风轮扫掠范围内的风切变更显著，湍流更复杂，叶片的重量及质量分布差异也更加明显。风轮三只叶片受到气动力的差异，再加上由于制造、安装工艺引起的风轮的机械不平衡，会形成很大的风轮非对称载荷，最有代表性的是轮毂所受的弯矩。该弯矩会导致轮毂的碟形力矩和传动轴的弯曲力矩，进而影响轮毂、主轴乃至传动系统的寿命。
【发明内容】
[0003]针对上述存在的技术问题，本发明提供一种风力发电机组轮毂，通过改变轮毂整体铸件结构，提高机组可靠性能。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]一种风力发电机组轮毂，所述轮毂为空心偏心球结构，即外圈与内圈不同心，外圈与内圈沿主轴方向偏心距Η为10-20mm。
[0006]进一步地，所述轮毂上开有3个减重孔，所述3个减重孔靠近主轴侧，沿外圈中心线均布。
[0007]进一步地，所述轮毂在对应叶片口端分别设有两个可交换使用的对称腹板I，所述两腹板I上均带有减速机安装孔、变桨控制柜支架凸台及控制元件凸台，两个减速机安装孔中心连接线与轮毂沿主轴方向中心线角度α为35-45°。
[0008]进一步地，所述轮毂上的腹板I自由端为波浪弧形，所述波浪弧形由突出圆弧和沿突出圆弧对称的两凹弧相切构成。
[0009]进一步地，所述腹板I自由端突出圆弧直径为840-1040mm，相对于该突出圆弧对称的两侧凹弧直径为1400-1600mm。
[0010]进一步地，所述轮毂上的腹板I厚度为70-80mm。
[0011]进一步地，所述轮毂的发电机连接端设置有腹板II，其上开有与发电机配合的螺栓孔，沿腹板II外周均匀设置有9-12个导流罩后支架凸台。
[0012]进一步地，所述轮毂的前端盖腹板带有中心通孔，作为轮毂内部件更换通道，在非维护阶段，该中心通孔通过水晶板封闭。
[0013]本发明的有益效果为:
[0014]通过本发明优化的轮毂铸件的结构，减轻机组对结构件的强度要求，降低机组零部件故障率，从而提高机组可靠性，延长机组寿命。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图2为图1的A-A剖视图。
[0017]图3为图2的P向视图。
[0018]图中:1.外圈，2.内圈，3.腹板I，4.变桨控制柜支架凸台，5.减速机安装孔，6.控制元件凸台，7.凹弧，8.突出圆弧，9.腹板II，10.减重孔，11.导流罩后支架凸台，12.螺栓孔，13.前端盖腹板，14.中心通孔。
【具体实施方式】
[0019]下面通过实施例和附图对本发明作进一步详述。
[0020]实施例1:如图1所示，一种风力发电机组轮毂，所述轮毂为空心偏心球结构，即外圈1与内圈2不同心，夕卜圈1与内圈2沿主轴方向偏心距Η为10mm。在风机运行时，轮毂靠近主轴侧承载需求大于前端位置的承载需求，因此该设计是为了保证风机运行时风轮与主轴连接位置具有足够的强度，在不增加重量的前提下，保证机组20年的使用寿命。
[0021]所述轮毂上开有3个减重孔10，所述3个减重孔10靠近主轴侧，沿外圈1中心线均布。在主轴侧外圈按外圆中心线均布，在检修时可用于更换部件通道。该设计为在满足极限强度及疲劳强度的要求下，减轻轮毂重量，并提供出一个可以为轮毂内部更换小型元器件的通道。
[0022]如图3所示，所述轮毂在对应叶片口端分别设有两个可交换使用的对称腹板I 3，所述两腹板I 3上均带有减速机安装孔5、变桨控制柜支架凸台4及控制元件凸台6，两个减速机安装孔5中心连接线与轮毂沿主轴方向中心线角度α为35-45°，本例选择40°。通过最优的角度排布，使用最少的材料，保证轮毂能够承受通过叶片转递过来的弯矩和扭矩；考虑变桨电机、变桨减速机的安装要求，合理分布；考虑变桨系统的实际使用环境，两个腹板I 3及对称设计的两个变桨减速机安装孔5，避免因为其中一侧的齿面损坏，将整个风轮吊到地面来进行更换，通过冗余安装孔的设计，可在空中将变桨系统更换到另一侧，快速恢复机组功能，减少机组维护时间提高经济效益。
[0023]如图3所示，所述轮毂上的腹板I 3自由端为波浪弧形，所述波浪弧形由突出圆弧8和沿突出圆弧8对称的两凹弧7相切构成，形成回旋刀形状。所述腹板I自由端突出圆弧8的直径为840-1040mm，本例直径为840mm，相对于该突出圆弧8对称的两侧凹弧7直径为1400-1600mm，本例直径为1600mm。所述轮毂上的腹板I 3的厚度为70_80mm，本例厚度为72.5mmο
[0024]如图1-图3所示，所述轮毂沿主轴方向，一端为腹板II 9，用于连接发电机，另一端为前端盖腹板13。所述轮毂的发电机连接端设置的腹板II 9，其上开有与发电机配合的螺栓孔12，沿腹板II 9外周均匀设置有9-12个(本例为12个)导流罩后支架凸台11，用于安装导流罩后支架。该设计可保证导流罩稳定的固定在轮毂上，通过9-12个连接点，可将导流罩的载荷平缓的传递到轮毂上。
[0025]所述轮毂的前端盖腹板13带有中心通孔14，作为轮毂内部件更换通道，在非维护阶段，该中心通孔14通过水晶板封闭，既能作为透光孔，也能减少灰尘杂质的渗入，保证轮毂内部是个密闭的空间。
[0026]实施例2:本例与实施例1不同的是:所述轮毂的外圈1与内圈2沿主轴方向偏心距Η为20mm。轮毂上两个减速机安装孔5中心连接线与轮毂沿主轴方向中心线角度α为35°，所述腹板I自由端突出圆弧8的直径为1040mm，相对于该突出圆弧8对称的两侧凹弧7直径为1400mm，所述轮毂上的腹板I 3的厚度为80mm，所述轮毂的发电机连接端设置的腹板II 9外周均匀设置有9个导流罩后支架凸台11。
[0027]实施例3:本例与实施例1不同的是:所述轮毂的外圈1与内圈2沿主轴方向偏心距Η为15mm。轮毂上两个减速机安装孔5中心连接线与轮毂沿主轴方向中心线角度α为45°，所述腹板I自由端突出圆弧8的直径为900mm，相对于该突出圆弧8对称的两侧凹弧7直径为1500mm，所述轮毂上的腹板I 3的厚度为75mm，所述轮毂的发电机连接端设置的腹板II 9外周均匀设置有10个导流罩后支架凸台11。
【主权项】
1.一种风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂为空心偏心球结构，即外圈与内圈不同心，外圈与内圈沿主轴方向偏心距Η为10-20mm ;所述轮毂上开有3个减重孔，所述3个减重孔靠近主轴侧，沿外圈中心线均布。2.根据权利要求1所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂在对应叶片口端分别设有两个可交换使用的对称腹板I，所述两腹板I上均带有减速机安装孔、变桨控制柜支架凸台及控制元件凸台，两个减速机安装孔中心连接线与轮毂沿主轴方向中心线角度α为 35-45。。3.根据权利要求2所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂上的腹板I自由端为波浪弧形，所述波浪弧形由突出圆弧和沿突出圆弧对称的两凹弧相切构成。4.根据权利要求3所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述腹板I自由端突出圆弧直径为840-1040mm，相对于该突出圆弧对称的两侧凹弧直径为1400_1600mm。5.根据权利要求2所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂上的腹板I厚度为70-80mmo6.根据权利要求2所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂的发电机连接端设置有腹板II，其上开有与发电机配合的螺栓孔，沿腹板II外周均匀设置有9-12个导流罩后支架凸台。7.根据权利要求2所述风力发电机组轮毂，其特征在于:所述轮毂的前端盖腹板带有中心通孔，作为轮毂内部件更换通道，在非维护阶段，该中心通孔通过水晶板封闭。
【专利摘要】一种风力发电机组轮毂，属于风力发电机技术领域。所述轮毂为空心偏心球结构，即外圈与内圈不同心，外圈与内圈沿主轴方向偏心距H为10-20mm。所述轮毂上开有3个减重孔，所述3个减重孔靠近主轴侧，沿外圈中心线均布。通过本实用新型优化的轮毂铸件的结构，减轻机组对结构件的强度要求，降低机组零部件故障率，从而提高机组可靠性，延长机组寿命。
【IPC分类】F03D80/00
【公开号】CN205025696
【申请号】CN201520706462
【发明人】董振男, 赖如辉, 昝思鹏, 蔡晓峰, 刘衍选
【申请人】沈阳华创风能有限公司, 青岛华创风能有限公司, 通辽华创风能有限公司, 宁夏华创风能有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年9月10日