齿形带张紧装置和风机变桨装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种齿形带张紧装置和风机变桨装置。所述齿形带张紧装置包括：齿板组件，齿板组件与齿形带固定连接；齿板座，齿板组件设置在齿板座上；张紧调节件，张紧调节件可移动地设置在齿板座上，且与齿板组件固定连接；螺栓拉伸器，螺栓拉伸器与张紧调节件固定连接，并可带动张紧调节件移动。采用本实用新型的技术方案，可以迅速精确地控制齿形带的初预紧力，在变桨动作的过程中，实现对齿形带的预紧力的精确控制，进而提高变桨效率。
【专利说明】
齿形带张紧装置和风机变桨装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种齿形带张紧装置和风机变桨装置。
【背景技术】
[0002]齿形带变桨是大型风力发电机组的一种重要变桨技术，主要是根据风速的变化随时调整叶片桨距角，来控制叶轮对风能的吸收。由于风力发电机的工作环境较为复杂，且变桨动作频繁，故风力发电机变桨装置要使齿形带保持一定的预紧力，才能保持齿形带的传动性能，进而保证风力发电机具有较高的变桨效率。
[0003]齿形带属于同步带，其初预紧力(初预紧力)与达到使用寿命时的循环次数的关系曲线如图1(图1中的齿形带节距8mm，宽20mm，带轮32齿，负载转矩Tq = 60N.m)所示，从图中可以看出，初预紧力过高或过低都会影响同步带的使用寿命。这说明精确控制初预紧力可以提高齿形带的寿命，进而延长齿形带的维护周期，同时提高风力发电机的变桨效率。
[0004]控制齿形带的初预紧力一直是风力发电机变桨控制的技术难点，现有的齿形带张紧装置结构设计不合理，对齿形带的初预紧力调节不便，其存在以下几问题:
[0005]1、采用液压扳手、扭矩扳手等工具对齿形带张紧装置进行预紧，来调整齿形带的初预紧力。由于齿形带张紧装置本身以及其与齿形带存在摩擦力，使得齿形带的预紧力调节范围有限，甚至齿形带张紧装置被拧坏，齿形带也未达要求的预紧力。
[0006]2、对齿形带的初预紧操作，需要在风力发电机进行反复变桨之后，通过多次调节齿形带张紧装置才能实现，费时费力。
[0007]3、现有的齿形带张紧装置，无法在风力发电机进行变桨动作时调节齿形带的预紧力，造成调整初预紧力的工作效率低。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的实施例提供一种齿形带张紧装置和风机变桨装置，以解决齿形带初预紧力调节不便的问题。
[0009]为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种齿形带张紧装置，包括:齿板组件，齿板组件与齿形带固定连接;齿板座，齿板组件设置在齿板座上;张紧调节件，张紧调节件可移动地设置在齿板座上，且与齿板组件固定连接;螺栓拉伸器，螺栓拉伸器与张紧调节件固定连接，并可带动张紧调节件移动。
[0010]进一步地，齿板座包括:板座主体，齿板组件设置在板座主体上；凸起，凸起位于板座主体的一侧，且凸起上设置有安装通孔，张紧调节件设置在安装通孔内，螺栓拉伸器连接在张紧调节件上，且设置在凸起的远离齿板组件的一侧。
[0011 ]进一步地，齿板组件包括:齿形板，齿形板设置在齿板座上，张紧调节件连接在齿形板上;压紧板，压紧板压设在齿形板上并与齿形板紧固连接，齿形带设置在齿形板与压紧板之间。
[0012]进一步地，张紧调节件上还设置有调节螺母。
[0013]进一步地，螺栓拉伸器包括:活塞缸;活塞，活塞设置在活塞缸内，且与活塞缸之间具有油腔;拉伸螺母，拉伸螺母与活塞固定连接，并随拉伸螺母移动，张紧调节件与拉伸螺母螺纹连接。
[0014]进一步地，螺栓拉伸器还包括弹簧，弹簧设置在活塞缸内并抵接在活塞缸的内壁与活塞之间，且弹簧的伸缩方向与活塞的移动方向一致。
[0015]根据本实用新型的另一方面，还提供一种风机变桨装置，包括:变桨轴承;驱动齿轮，驱动齿轮可转动地设置在固定物上;张紧轮，张紧轮可转动地设置在固定物上;齿形带，齿形带绕过驱动齿轮和张紧轮，且齿形带的至少一端通过齿形带张紧装置固定在变桨轴承的外圈上，齿形带张紧装置为上述实施例中的齿形带张紧装置。
[0016]进一步地，齿形带的两端均通过齿形带张紧装置固定在变桨轴承的外圈上。
[0017]进一步地，驱动齿轮与齿形带啮合，并驱动齿形带移动。
[0018]本实用新型的实施例的齿形带张紧装置、风机组变桨装置，通过螺栓拉伸器与张紧调节件相配合的方式来对齿形带的初预紧力进行调节，能够为齿形带提供合适的初预紧力，并提高对齿形带初预紧力调节的效率。
【附图说明】
[0019]图1为齿形带的初预紧力与达到使用寿命时的循环次数的关系曲线；
[0020]图2为本实用新型的实施例的不带螺栓拉伸器的齿形带张紧装置的俯视图；
[0021]图3为本实用新型的实施例的不带螺栓拉伸器的齿形带张紧装置的剖视图；
[0022]图4为本实用新型的实施例的齿形带张紧装置的螺栓拉伸器的剖视图；
[0023]图5为本实用新型的实施例的风机变桨装置的初始状态的结构示意图；
[0024]图6为本实用新型的实施例的风机变桨装置转动一定角度的结构示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1、齿板座；11、凸起;12、板座主体;20、齿板组件;21、压紧板;22、齿形板;30、张紧调节件;31、调节螺母;41、活塞缸;42、活塞;43、拉伸螺母;44、弹簧;45、锁紧螺母;46、油口；50、变桨轴承;60、驱动齿轮;61、张紧轮;80、轮毂;90、齿形带。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型实施例的齿形带张紧装置和风机变桨装置进行详细描述。
[0028]如图2至图4所示，根据本实用新型的实施例，齿形带张紧装置包括齿板组件20、齿板座10、张紧调节件30和螺栓拉伸器。其中，齿板组件20与齿形带90固定连接，其设置在齿板座10上，并可相对于齿板座10移动，以带动齿形带90移动进而张紧齿形带90。张紧调节件30可移动地设置在齿板座10上，且与齿板组件20固定连接，调节张紧调节件30即可使齿板组件20相对齿板座10移动，进而调节齿形带90上的初预紧力。螺栓拉伸器与张紧调节件30固定连接，其可带动张紧调节件30移动，进而调节张紧调节件30在齿板座10上的位置。当齿形带90上的预紧力产生变化时，其作用在张紧调节件30上的作用力变化，使得张紧调节件30上的预紧力变化，由于螺栓拉伸器的油压固定，因此其可以调节张紧调节件30使其预紧力回复至原始状态，进而使齿形带90达到预紧要求。
[0029]具体地，在将齿板组件20通过张紧调节件30安装到齿板座10上，并将齿形带90的一端固定连接在齿板组件20上之后，将螺栓拉伸器安装至张紧调节件30上，这样就可以通过螺栓拉伸器来带动张紧调节件30相对于齿板座10移动，使张紧调节件30可以带动齿板组件20在齿板座10上移动，进而带动与齿板组件20连接的齿形带90的一端移动，实现齿形带90的张紧。
[0030]使用螺栓拉伸器对张紧调节件30进行调节，相较于现有的使用力矩扳手对张紧调节件30进行调节具有如下优点:螺栓拉伸器反应迅速，其使用纯拉力调节张紧调节件30，无扭剪力和侧向力，对连接部分的接触面不会造成摩擦损伤，能够精确地控制张紧调节件30的移动量，进而使齿形带90的预紧力可以得到迅速精确地控制。
[0031]如图2和图3所示，在本实施例中，齿板座10包括板座主体12和设置在板座主体12的一侧的凸起11。该凸起11可以与板座主体12—体成型，也可以两者分别加工之后再通过焊接、铆接等方式固定连接。
[0032]板座主体12用于放置齿板组件20。凸起11上设置有安装通孔，张紧调节件30穿设在该安装通孔中，张紧调节件30的一端与齿板组件20连接，另一端与螺栓拉伸器连接。螺栓拉伸器设置在凸起11的远离齿板组件20的一侧。
[0033]在本实施例中，张紧调节件30为螺杆。在其他实施例中，张紧调节件30还可以为其他带有螺纹段的结构，只要其能够与齿板组件20固定连接，并与螺栓拉伸器连接即可。
[0034]优选地，张紧调节件30上设置有调节螺母31，其与张紧调节件30螺纹连接，可以通过旋转调节螺母31来调节张紧调节件30的位置，使其带动齿板组件20移动。在齿形带90需要较大范围地调节其张紧程度时，通过螺栓拉伸器无法实现齿形带90所要达到的张紧状态，例如在将齿形带90连接到齿板组件20上时，需要齿形带90达到预定的初张紧状态，可以通过调节螺母31调节张紧调节件30的方式来实现。
[0035]齿板组件20包括齿形板22和压紧板21，两者固定连接实现与齿形带90的可靠连接。齿形板22可移动地设置在齿板座10上，张紧调节件30连接在齿形板22上。压紧板21压设在齿形板22上并与齿形板22紧固连接，齿形带90设置在齿形板22与压紧板21之间。该齿形板22上设置有形状与齿形带90的齿形相配合的齿槽，以使其与齿形带90可以贴合的更紧，保证压紧板21和齿形板22配合能够将齿形带90夹紧。
[0036]压紧板21与齿形板22相配合的方式，可以将齿形带90与齿板组件20稳固地连接起来。当然，为了使压紧板21能够将齿形带90压紧，可以通过螺钉等装置将压紧板21和齿形板22紧固起来。
[0037]如图4所示，在本实施例中，螺栓拉伸器包括活塞缸41、活塞42和拉伸螺母43。其中，活塞42设置在活塞缸41内，且与活塞缸41之间具有油腔，油腔内能够填充压力介质。拉伸螺母43与活塞42固定连接，并随活塞42移动，张紧调节件30与拉伸螺母43螺纹连接，由此实现对张紧调节件30的调节，以实现对齿形带90的张紧。
[0038]活塞缸41上连接有油口 46，该油口 46与油腔连通。从油口 46可以向油腔中通入压力介质，通入的压力介质的液压压力作用在活塞42上。当变桨过程中齿形带90上的预紧力变化时，其作用在张紧调节件30上的力变化，使得张紧调节件30上的预紧力变化，导致张紧调节件30作用在活塞42上的力变化，由于油腔中的液压压力固定，因此活塞42会产生移动，与活塞42连接的拉伸螺母43会随之移动，进而带动张紧调节件30产生移动，实现对齿形带90的张紧，且使张紧调节件30上的预紧力回复初始状态。
[0039]较优地，螺栓拉伸器还包括弹簧44，其设置在活塞缸41内并抵接在活塞缸41的内壁与活塞42之间，且弹簧44的伸缩方向与活塞42的移动方向一致。弹簧44有助于活塞42回位，有助于排空油腔内的压力介质，在螺栓拉伸器不使用时确保油腔内清洁。
[0040]可选地，该螺栓拉伸器还包括锁紧螺母45，其用于锁紧张紧调节件30，当不需要调节齿形带90上的预紧力时，可以通过锁紧螺母45锁紧张紧调节件30。
[0041]根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供一种风机变桨装置，该风机变桨装置将前述的齿形带张紧装置应用于风力发电机的变桨装置的齿形带90的初预紧步骤中。
[0042]如图5所示，该风机变桨装置包括变桨轴承50、驱动齿轮60、张紧轮61、齿形带90和齿形带张紧装置。其中，驱动齿轮60和张紧轮61通过转轴设置在固定物上(该固定物可以为风力发电机组的轮毂80，该轮毂80与变桨轴承50的内圈固定连接)，且可绕转轴转动，齿形带90绕过驱动齿轮60和张紧轮61，且齿形带90的至少一端通过齿形带张紧装置固定在变桨轴承50的外圈上。
[0043]具体地，驱动齿轮60可以与齿形带90啮合，并驱动齿形带90移动。张紧轮61与驱动齿轮60设置在齿形带90的两侧，以使张紧轮61可以与齿形带张紧装置配合对齿形带90进行有效地张紧。在将齿形带90固定在变桨轴承50的外圈上时，可以通过辅助装置(例如，在变桨轴承50的外圈上设置固定座)将与齿形带90连接的齿形带变桨装置固定在变桨轴承50的外圈上。
[0044]在对齿形带90进行初张紧时，可以先调节调节螺母31使齿形带90具有一定预紧力，然后在张紧调节件30上安装螺栓拉伸器，驱动驱动齿轮60转动，使其带动齿形带90转动，进而使变桨轴承50的外圈随着齿形带90—起转动，在转动过程中齿形带90上的预紧力产生变化，螺栓拉伸器将这一变化吸收，使齿形带90张紧，完成对齿形带90的初张紧。在这一过程中，螺栓拉伸器实现自动张紧，无需人工调节，自动性好，且只需进行一次变桨就可以实现对齿形带90的初张紧，更加快捷高效。
[0045]如图5至图6所示，对齿形带90进行初张紧的过程中，螺栓拉伸器的具体工作过程和原理如下:
[0046]齿形带90的第一端与驱动齿轮60之间的部分齿形带为第一部分齿形带;齿形带90的第二端与驱动齿轮60之间的部分齿形带为第二部分齿形带。
[0047]在通过调节螺母31使齿形带90具有一定预紧力之后，将螺栓拉伸器安装至张紧调节件30上。驱动齿轮60转动，使齿形带90移动，此时，第一部分齿形带和第二部分齿形带中的一个与变桨轴承50的包角会减小，这部分齿形带与变桨轴承50的部分摩擦力会转化为齿形带90的预紧力而使这部分齿形带上的预紧力增大，造成齿形带90延伸一定长度(齿形带90存在一定的延伸率)。随着齿形带90的延伸，齿形带90的预紧力会再次下降，其作用在张紧调节件30上的力下降。由于螺栓拉伸器的液压压力固定，因此，拉伸螺母43和活塞42会移动(其移动量为齿形带90的延伸量)，而拉动张紧调节件30，进而带动齿形带90移动，使齿形带90被张紧，张紧完成后将齿板组件20与齿板座10通过螺栓固定，使齿形带90保持其预紧力。只要使变桨轴承50完成一次变桨，就可以通过螺栓拉伸器对齿形带90完成张紧。通过控制螺栓拉伸器的液压压力即可控制齿形带90上的初预紧力。
[0048]为了保证齿形带90两端受力均匀，可以在齿形带90的两端均连接上述的齿形带张紧装置。
[0049]本实施例中，通过螺栓拉伸器控制齿形带90的预紧力，可以有效提高齿形带90预紧力的调节效率，相对于使用力矩扳手调节齿形带90的预紧力，其调节效率可以提高2?3倍。而且，通过对螺栓拉伸器的控制，可以控制齿形带90具有合理的预紧力，增加齿形带90的寿命及延长其维护周期。
[0050]在变桨动作进行的过程中，通过控制螺栓拉伸器的油腔中的压力介质的液压压力，可以对齿形带90的预紧力进行实时地精确控制，避免齿形带90的预紧力变大或变小所造成的齿形带寿命缩短、齿形带无法工作、无法变桨的问题，从而提高变桨可靠性。
[0051]需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分组合成新的部件，以实现本实用新型的目的。
[0052]本实用新型的实施例的齿形带张紧装置具有如下效果:
[0053]利用螺栓拉伸器与张紧调节件相配合的方式来调节齿形带的预紧力，能够迅速精确地控制齿形带的预紧力；
[0054]通过对螺栓拉伸器的控制，实现了对齿形带的初预紧力和在变桨动作的过程中齿形带的预紧力的精确控制，有效地提高了变桨效率；
[0055]控制齿形带受到合理的预紧力，可以增加齿形带的寿命和降低其维护周期，进而减少齿形带的使用成本。
[0056]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种齿形带张紧装置，其特征在于，包括: 齿板组件(20 )，所述齿板组件(20)与齿形带(90)固定连接； 齿板座(1)，所述齿板组件(20)设置在所述齿板座(1)上； 张紧调节件(30)，所述张紧调节件(30)可移动地设置在所述齿板座(10)上，且与所述齿板组件(20)固定连接； 螺栓拉伸器，所述螺栓拉伸器与所述张紧调节件(30)固定连接，并可带动所述张紧调节件(30)移动。2.根据权利要求1所述的齿形带张紧装置，其特征在于，所述齿板座(10)包括: 板座主体(12)，所述齿板组件(20)设置在所述板座主体(12)上； 凸起(11)，所述凸起(11)位于所述板座主体(12)的一侧，且所述凸起(11)上设置有安装通孔，所述张紧调节件(30)设置在所述安装通孔内，所述螺栓拉伸器连接在所述张紧调节件(30)上，且设置在所述凸起(11)的远离所述齿板组件(20)的一侧。3.根据权利要求1或2所述的齿形带张紧装置，其特征在于，所述齿板组件(20)包括: 齿形板(22)，所述齿形板(22)设置在所述齿板座(10)上，所述张紧调节件(30)连接在所述齿形板(22)上； 压紧板(21)，所述压紧板(21)压设在所述齿形板(22)上并与所述齿形板(22)紧固连接，所述齿形带(90)设置在所述齿形板(22)与所述压紧板(21)之间。4.根据权利要求2所述的齿形带张紧装置，其特征在于，所述张紧调节件(30)上还设置有调节螺母(31)。5.根据权利要求1所述的齿形带张紧装置，其特征在于，所述螺栓拉伸器包括: 活塞缸(41); 活塞(42)，所述活塞(42)设置在所述活塞缸(41)内，且与所述活塞缸(41)之间具有油腔； 拉伸螺母(43)，所述拉伸螺母(43)与所述活塞(42)固定连接，并随所述活塞(42)移动，所述张紧调节件(30)与所述拉伸螺母(43)螺纹连接。6.根据权利要求5所述的齿形带张紧装置，其特征在于，所述螺栓拉伸器还包括弹簧(44)，所述弹簧(44)设置在所述活塞缸(41)内并抵接在所述活塞缸(41)的内壁与所述活塞(42)之间，且所述弹簧(44)的伸缩方向与所述活塞(42)的移动方向一致。7.一种风机变桨装置，其特征在于，包括: 变桨轴承(50); 驱动齿轮(60)，所述驱动齿轮(60)可转动地设置在固定物上； 张紧轮(61)，所述张紧轮(61)可转动地设置在所述固定物上； 齿形带(90)，所述齿形带(90)绕过所述驱动齿轮(60)和所述张紧轮(61)，且所述齿形带(90)的至少一端通过齿形带张紧装置固定在所述变桨轴承(50)的外圈上，所述齿形带张紧装置为权利要求1至6中任一项所述的齿形带张紧装置。8.根据权利要求7所述的风机变桨装置，其特征在于，所述齿形带(90)的两端均通过所述齿形带张紧装置固定在所述变桨轴承(50)的外圈上。9.根据权利要求7所述的风机变桨装置，其特征在于，所述驱动齿轮(60)与所述齿形带(90)啮合，并驱动所述齿形带(90)移动。
【文档编号】F03D15/00GK205479178SQ201521019259
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月9日
【发明人】李祺, 高斯
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司