专利名称：风力发电机组增强型轮毂的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机组的主要承载零件，特别是一种采用优化结构设 计的风力发电机组增强型轮毂。它适用于1. 5兆瓦双馈异步风力发电机组。
背景技术：
众所周知，轮毂是风力发电机组的核心零件之一，它是一个主要承载零件，可以承 担来自风轮的全部六个方向的弯矩及轴向力的冲击，也是风力发电机组中受力情况最为复 杂而且可靠性要求最高的关键零件。目前，轮毂承载重量大，壳体承受巨大的侧向弯矩，在 极限工况下的应力集中区域内，易出现材料塑性变形和破坏，以及在随机载荷下的疲劳破 坏。为解决上述问题，在一些相关专利文献中已有报导，如中国专利号为200920264907. 3 的“一种风力发电机组风轮轮毂”记载了轮毂本体为中空的“T”形管体，“T”型管体上相对 称的两连接端分别设置有用于与两叶片变桨轴承螺栓连接的多个连接孔，其结构只适用于 两叶片的风机。目前，兆瓦级风机风轮绝大部分采用三叶片风轮，因为三叶片风轮运行平 稳，风机的动力学特性更好，对风机各部件的影响小。且从视觉角度看，三叶片风机运行均 勻对称，而二叶片风机则视之不稳。如中国专利号为200920037216. X的“具有加强环板的 兆瓦级风力发电机组轮毂”公开了一种采用加强环板的兆瓦级风力发电机组轮毂，其轮毂 腔体内壁靠近圆面位置设置加强环板，克服了现有技术中存在的轮毂材料易出现塑性变形 和破坏等问题，但受结构所限，其抵抗疲劳破坏性能较差，因此有待改进。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种风力发电机组增强型轮毂，它解决了现有技术中存 在的在极限工况下的应力集中区域内，易出现材料塑性变形和疲劳破坏等问题，其结构设 计合理、应力分布优化，重量轻、承载能力强、应力集中敏感性低、抗振效果好。本实用新型所采用的技术方案是该风力发电机组增强型轮毂包括轮毂体、主轴 安装凸台、变桨减速机安装座、变桨轴承安装凸台、变桨柜安装座，其技术要点是所述呈球 状轮毂体为三通形式，沿周向对称设有三个所述变桨轴承安装凸台，每个所述变桨轴承安 装凸台均设有四个变桨柜安装座和一个变桨减速机安装座；所述主轴安装凸台、变桨减速 机安装座、变桨轴承安装凸台和变桨柜安装座与所述轮毂体整体铸造成型。本实用新型具有的优点及积极效果是由于本实用新型采用理论算法与有限元分 析相结合的方法优化轮毂结构，使呈球状轮毂体为三通形式，沿周向对称设有三个变桨轴 承安装凸台，每个变桨轴承安装凸台均设有四个变桨柜安装座和一个变桨减速机安装座； 所述主轴安装凸台、变桨减速机安装座、变桨轴承安装凸台和变桨柜安装座与轮毂体整体 铸造成型，其合理分配承载重量与安全系数，改善轮毂体应力分布状态，降低应力集中敏感 性，增加轮毂的承载能力，因此，结构设计合理、重量轻、承载能力强、应力集中敏感性低、抗 振效果好。它解决了现有技术中存在的在极限工况下的应力集中区域内，易出现材料塑性 变形和疲劳破坏等问题。以下结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的一种具体结构示意图。图中序号说明1轮毂体、2主轴安装凸台、3变桨轴承安装凸台、4变桨减速机 安装座、5变桨柜安装座。
具体实施方式
根据
图1详细说明本实用新型的具体结构。该风力发电机组增强型轮毂采用理论 算法与有限元分析相结合的方法优化轮毂结构，使轮毂上血应力集中处以及应力较大的区 域的结构得到优化设计，增加一些圆角过渡结构，减小轮毂连接凸台的尺寸，使轮毂的受力 更均勻，降低尺寸突变处的应力集中，改善轮毂的受力状况。它包括轮毂体1、主轴安装凸台 2、变桨轴承安装凸台3、变桨减速机安装座4和变桨柜安装座5等件。其中呈球状轮毂体1 为三通形式，沿周向对称设有三个变桨轴承安装凸台3，每个变桨轴承安装凸台2均设有四 个变桨柜安装座5和一个变桨减速机安装座4。主轴安装凸台2、变桨轴承安装凸台3、变桨 减速机安装座4和变桨柜安装座5与轮毂体1整体铸造成型，减少了联接处的应力集中区 域，降低轮毂的应力敏感性。其中，主轴安装凸台2是轮毂与主轴的联接凸台，该联接凸台 是一个略高出轮毂体1球面的凸台，由于凸台的凸出尺寸相比轮毂体1的直径小很多，故凸 台的根部应力敏感性低。同理，变桨轴承安装凸台3的凸台设计也是依据同样的原理来降 低应力敏感性。
权利要求1. 一种风力发电机组增强型轮毂，包括轮毂体、主轴安装凸台、变桨减速机安装座、变 桨轴承安装凸台、变桨柜安装座，其特征在于所述呈球状轮毂体为三通形式，沿周向对称 设有三个所述变桨轴承安装凸台，每个所述变桨轴承安装凸台均设有四个变桨柜安装座和 一个变桨减速机安装座；所述主轴安装凸台、变桨减速机安装座、变桨轴承安装凸台和变桨 柜安装座与所述轮毂体整体铸造成型。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种风力发电机组增强型轮毂，它解决了现有技术中存在的在极限工况下的应力集中区域内，易出现材料塑性变形和疲劳破坏等问题，包括轮毂体、主轴安装凸台、变桨减速机安装座、变桨轴承安装凸台、变桨柜安装座，其技术要点是所述呈球状轮毂体为三通形式，沿周向对称设有三个所述变桨轴承安装凸台，每个所述变桨轴承安装凸台均设有四个变桨柜安装座和一个变桨减速机安装座；所述主轴安装凸台、变桨减速机安装座、变桨轴承安装凸台和变桨柜安装座与所述轮毂体整体铸造成型。其结构设计合理、应力分布优化，重量轻、承载能力强、应力集中敏感性低、抗振效果好。
文档编号F03D11/00GK201874759SQ20102064402
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者孙常生, 张权, 王磊, 闫凌宇 申请人:沈阳远大机电装备有限公司