专利名称：风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构及安装液压泵的方法
技术领域：
本发明涉及一种向安装在风轮发电机或潮流发电机的主轴上的用于产生电力的液压马达产生工作油压力的液压泵结构，以及一种将液压泵安装在主轴上的方法。
背景技术：
作为一种传统的风轮发电机，具有如下结构，其中风力使螺旋桨旋转，并且螺旋桨的旋转直接发送到直接发电机(direct-power generator),或经由具有指定增速比的变速箱发送到发电机，或者具有如下结构；其中螺旋桨的旋转经由流体式传动装置发送到发电机，该流体式传动装置是由液压泵和液压马达构成的变速箱。专利文献1、JP3822100B公开 了流体式传动装置的一个示例。另外，在专利文献2、US2010/0032959A中以及在专利文献3、US2010/0040470A中公开使用由液压马达和液压泵构成的流体式传动装置作为变速箱的更多示例。专利文献2和3提出了液压泵，该液压泵安装在风轮机的主轴上，构造为使得多个缸在主轴的径向方向上布置并且在周向方向上径向布置，而活塞可滑动地布置在缸中以便通过主轴的旋转与短舱侧的旋转之间的相对转速差来移动。引用列表专利文献专利文献I JP3822100B专利文献2 :US2010/0032959A专利文献3 :US2010/0040470A
发明内容
技术问题专利文献2和专利文献3公开了构成液压泵的环凸轮、液压活塞和缸。然而，这些文献中都没有具体提出如何相对于风轮机的主轴安装这些部件，或者如何以简化的方式执行安装过程，或者适合于将单元安装到主轴的结构等。另外，专利文献都没有公开液压泵的详细结构，诸如用于将液压泵支撑到主轴的泵轴承的布置。因此，必须作出改进以便提供简易地执行安装过程的简单结构。由此，能够减少相对于主轴安装液压泵的步骤的数量，降低执行安装过程的成本。鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种提高将液压泵安装在风轮发电机或潮流发电机的主轴上的简易性的液压泵结构，以及一种能够以简化方式执行的安装液压泵的方法。问题的解决方案为了实现该目的，本发明的第一方面是一种用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构，该风轮发电机或潮流发电机包括设有多个叶片的毂、连接到该毂的主轴和安装在该主轴上的液压泵，该液压泵结构包括液压泵单元，在该液压泵单元中，通过装配到主轴的外周上的圆柱形构件和布置在该圆柱形构件的外周侧的液压泵体而使所述液压泵成为一个整体，其中该液压泵体包括环凸轮、泵轴承、泵壳、多个活塞以及多个缸，该环凸轮安装在圆柱形构件的外周上，该泵壳经由泵轴承相对于圆柱形构件可旋转地设置并且固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧，该多个活塞容纳在泵壳中并且由利用主轴旋转的环凸轮驱动，而该多个缸在径向方向上引导多个活塞并且在周向方向上布置，并且其中液压泵单元构造为使得泵单元通过圆柱形构件可插入地固定到主轴。根据本发明的第一方面，该液压泵单元构造为使得通过圆柱形构件和液压泵体而使所述液压泵成为一个整体，该圆柱形构件装配到主轴的外周上，其中该液压泵体包括环凸轮、泵轴承、泵壳、多个活塞以及多个缸，该环凸轮安装在圆柱形构件的外周上，该泵壳经由泵轴承相对于圆柱形构件可旋转地设置并且固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧，该多个活塞容纳在泵壳中并且由利用主轴旋转的环凸轮驱动，而该多个缸在径向方向上引导多个活塞并且在周向方向上布置，并且其中液压泵单元构造为使得泵单元通过圆柱形构件可插入地固定到主轴，并且液压泵单元由圆柱形构件和液压泵体构成，该液压泵体布置 在圆柱形构件的外周侧。具体地，该液压泵单元形成为包括圆柱形构件，并且液压泵单元经由该圆柱形构件插入到主轴上，从而提高将液压泵单元安装到主轴的简易性。另外，在将液压泵安装到主轴之前能够逐个单元地检查液压泵的性能。能够严格地确保液压泵的性能以提高产品的可靠性。在液压泵在组装的同时安装在主轴上的传统情形中，完整的液压泵已经作为实际的机器安装在主轴上，因而由于对能够进行性能试验的产品的限制等，难以执行液压泵的详细验证试验。另外，优选在本发明的第一方面中，主轴具有减小直径的阶梯部，并且液压泵单元的圆柱形构件的尖部与该阶梯部形成接触以便定位该液压泵单元。如上所述，液压泵单元的圆柱形构件的尖部与主轴的阶梯部形成接触以便定位液压泵单元。由此，在诸如将液压泵单元插入到主轴上的步骤中，定位变得更容易，因而安装过程的可工作性以及定位该单元的精度和稳定性得以改进。另外，还优选在本发明的第一方面中，圆柱形构件通过锁紧盘连接、法兰联接、键连接和渐开线花键连接中的任一种固定到主轴。如上所述，除了将圆柱形构件插入并装配到主轴上的简单方法之外，圆柱形构件能够通过锁紧盘连接、法兰联接、键连接和渐开线花键连接中的任一种固定到主轴。由此，进一步确保圆柱形构件相对于主轴的固定。此外，还优选在本发明的第一方面中，圆柱形构件具有大直径部和小直径部，该小直径部布置在大直径部的两端上，该环凸轮布置在大直径部的外周侧，泵轴承安装在大直径部与小直径部之间的阶梯部上。利用具有大直径部以及布置在该大直径部的两端上的小直径部的圆柱形构件的上述结构，将泵壳支撑在圆柱形构件上的泵轴承分别安装在大直径部与小直径部之间的阶梯部上。由此，使泵轴承的定位容易并且在安装位置处变得更稳定。此外，优选在本发明的第一方面中，泵壳形成具有端壁的几乎圆柱形形状并且泵壳的端壁具有通过泵轴承支撑的内周开口。如上所述，泵轴承分别安装在大直径部与小直径部之间的阶梯部上，并且泵轴承在泵壳的两端上支撑泵壳的内周部。由此，泵壳的两个端面沿形成阶梯部的壁引导以便以稳定的方式将泵壳定位在主轴周围。此外优选在本发明的第一方面中，主轴具有空心结构。接下来，本发明的第二方面是一种安装风轮机的液压泵的方法，该液压泵具有第一方面的用于风轮机的液压泵结构，并且该方法包括如下步骤预先组装液压泵单元；然后将第一主轴轴承插入并固定到主轴,该第一主轴轴承将主轴可旋转地固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧；然后将已预先组装的液压泵单元经由液压泵单元的圆柱形构件装配到主轴上；并且然后通过固定构件将液压泵单元固定到主轴。根据本发明的第二方面，在预备步骤中预先对液压泵单元进行组装。如已经在液压泵结构中说明的，液压泵单元由圆柱形构件和液压泵体构成，该液压泵体布置在圆柱形·构件的外周侧。该液压泵体包括环凸轮、泵轴承、泵壳、活塞以及多个缸，该泵壳经由泵轴承相对于圆柱形构件可旋转地设置并且固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧，该活塞容纳在泵壳中并且由利用主轴旋转的环凸轮驱动，而所述多个缸在径向方向上引导活塞并且在周向方向上布置。首先，将主轴轴承插入并固定到主轴，该主轴轴承将主轴可旋转地固定在风轮发电机或潮流发电机的本体侧，然后将已预先组装的液压泵单元经由液压泵单元的圆柱形构件装配到主轴上；并且然后通过固定构件将液压泵单元固定到主轴。如上所述，液压泵预先进行组装，然后插入并固定到主轴。在将液压泵安装到主轴之前，能够逐个单元地检查液压泵的性能。能够严格地确保液压泵的性能以提高产品的可靠性。另外，与其中液压泵在组装的同时安装在主轴上的情形相比，液压泵在安装在主轴上之前已经组装，并且液压泵单元能够在不同的位置进行组装然后固定到主轴。由此，消除了对组装设备或试验设备的限制，并且液压泵单元的组装能够有效地执行。此外，在本发明的第二方面中，该安装方法可进一步包括如下步骤插入并固定第二主轴轴承，其中将第一主轴轴承插入并固定，然后将液压泵单元插入并固定，并且然后将第二主轴轴承插入并固定。通过分别在插入液压泵单元之前和之后插入第一主轴轴承和第二主轴轴承，主轴轴承能够固定在液压泵单元的前侧和后侧并且安装位置能够根据主轴轴承的位置改变。另外，优选在本发明的第二方面中，液压泵单元和第一主轴轴承从与毂相反的一侧插入并固定。液压泵单元和第一主轴轴承从与毂相反的一侧插入并固定。具体地，主轴直立布置，而毂侧在底部，且将液压泵单元和第一主轴轴承从上方插入。由此，液压泵单元的插入能够以稳定的方式执行。此外，第二方面的安装方法可进一步包括如下步骤在将第一主轴轴承和液压泵单元插入并固定到主轴的步骤之后，在第一主轴轴承和液压泵单元固定到主轴的状态下，将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。以这种方式，液压泵单元和主轴轴承相对于主轴固定，并且然后将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。由此，使将液压泵安装在短舱上的过程容易，此外液压泵单元相对于主轴的定位以更稳定的方式执行，从而可靠地实现液压泵的性能。此外优选在本发明的第二方面中，在将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱的步骤中，液压泵单元的泵壳经由减震机构固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。优选该减震机构具有抵抗振动的减震作用并且防止组装偏差和泵壳的变形，同时相对于短舱保持液压泵单元的泵壳的轴向中心，并且该减震机构安装在凸缘部上，该凸缘部在径向方向上从布置在泵壳的外周上的转矩臂的两侧突出。如上所述，泵壳经由减震机构固定到短舱。由此，能够防止组装偏差和壳体的变形，并且还具有抵抗来自液压泵侧的振动的减震作用。
接下来，本发明的第三方面是一种安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，该液压泵具有第一方面的用于风轮机的液压泵结构。该方法包括如下步骤预先组装液压泵单元；然后将第三主轴轴承插入并固定到主轴，该第三主轴轴承将主轴可旋转地固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧；然后将第四主轴轴承与第三主轴轴承相邻地或与第三主轴轴承有距离地插入并固定到主轴；然后将已预先组装的液压泵单元经由液压泵单元的圆柱形构件装配在主轴上；并且然后通过固定构件将液压泵单元固定到主轴。根据本发明的第三方面，在将液压泵单元插入到主轴上之前，将第三主轴轴承和第四主轴轴承插入并固定到主轴。插入并固定主轴轴承的步骤在插入大的液压泵单元的步骤之前执行。因而，能够可靠地执行液压泵单元到主轴的固定。另外，液压泵单元能够在没有来自两个主轴轴承的限制的情况下固定，并且将液压泵安装在主轴上的简易性得以提高。其余的操作效果与本发明的第二方面相同。此外优选在本发明的第三方面中，液压泵单元以及第三主轴轴承和第四主轴轴承从与毂相反的一侧插入并固定。液压泵单元和第一主轴轴承从与毂相反的一侧插入并固定。具体地，主轴直立布置，而毂侧在底部，且液压泵单元和第一主轴轴承从上方插入。由此，液压泵单元的插入能够以稳定的方式执行。本发明的第三方面的安装方法可进一步包括如下步骤在将第三主轴轴承和第四主轴轴承以及液压泵单元插入并固定到主轴的步骤之后，在第三主轴轴承和第四主轴轴承以及液压泵单元被固定到主轴的状态下，将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。以这种方式，液压泵单元和主轴轴承相对于主轴固定，并且然后将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。由此，使将液压泵安装在短舱上的过程容易，此外液压泵单元相对于主轴的定位以更稳定的方式执行，从而可靠地实现液压泵的性能。另外，优选在本发明的第三方面中，在将主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱的步骤中，液压泵单元的泵壳经由减震机构固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱。优选该减震机构具有抵抗振动的减震作用并且防止组装偏差和泵壳的变形，同时相对于短舱保持液压泵单元的泵壳的轴向中心，并且该减震机构安装在凸缘部上，该凸缘部在径向方向上从布置在泵壳的外周上的转矩臂的两侧突出。如上所述，泵壳经由减震机构固定到短舱。由此，能够防止组装偏差和壳体的变形，并且还具有抵抗来自液压泵侧的振动的减震作用。
本发明的有利效果根据本发明的第一方面，液压泵单元构造为使得液压泵通过使圆柱形构件和液压泵体成为一个整体而形成，该圆柱形构件装配到主轴的外周上，其中该液压泵体包括环凸轮、泵轴承、泵壳、活塞以及多个缸，该环凸轮安装在圆柱形构件的外周上，该泵壳经由泵轴承相对于圆柱形构件可旋转地设置并且固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧，该活塞容纳在泵壳中并且由利用主轴旋转的环凸轮驱动，而所述多个缸在径向方向上引导该活塞并且在周向方向上布置，并且其中液压泵单元构造为使得泵单元通过圆柱形构件可插入地固定到主轴，并且液压泵单元由圆柱形构件和液压泵体构成，该液压泵体布置在圆柱形构件的外周侧。由此，液压泵单元能够经由圆柱形构件插入到主轴上并且将液压泵单元安装到主轴的简易性得以提高。另外，在将液压泵安装到主轴之前能够逐个单元地检查液压泵的性能。能够严格地确保液压泵的性能以提高产品的可靠性。另外，根据本发明的第二方面，该安装方法包括如下步骤预先组装液压泵单元； 然后将第一主轴轴承插入并固定到主轴，该第一主轴轴承将主轴可旋转地固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧；然后将已预先组装的液压泵单元经由液压泵单元的圆柱形构件装配到主轴上；并且然后通过固定构件将液压泵单元固定到主轴。由此，在将液压泵安装到主轴之前能够逐个单元地检查液压泵的性能。能够严格地确保液压泵的性能以提高产品的可靠性。另外，与其中液压泵在组装的同时安装在主轴上的情形相比，液压泵在安装在主轴上之前已经组装，并且液压泵单元能够在不同的位置进行组装然后固定到主轴。由此，消除了对组装设备或试验设备的限制并且液压泵单元的组装和检查能够有效地执行。根据本发明的第三方面，在将液压泵单元插入到主轴上之前，将第三主轴轴承和第四主轴轴承插入并固定到主轴。插入并固定主轴轴承的步骤在插入大的液压泵单元的步骤之前执行。因而，液压泵单元到主轴的固定能够以稳定的方式执行。另外，液压泵单元能够在没有来自两个主轴轴承的限制的情况下固定，并且将液压泵安装在主轴上的简易性得以提高。
图I是本发明的风轮机的总体结构的总图。图2是本发明的第一优选实施例中的液压泵的总图。图3是沿图2的平面X-Y截取的液压泵和主轴的剖面图。图4是液压泵的横截面的透视图。图5是在与液压泵的轴线垂直的方向上液压泵的主要部件的剖面图。图6是显示作为液压泵的部件的环凸轮的形状的说明图。图7是显示作为液压泵的部件的辊和活塞的形状的说明图。图8是显示在第一优选实施例中安装液压泵的过程的流程图。图9是本发明的第二优选实施例中的液压泵的总体结构的总图。图10是第二优选实施例的主轴轴承的说明图。图11是第三优选实施例的主轴轴承的说明图。
具体实施例方式现在将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。然而，预期的是如果没有特别指定，则尺寸、材料、形状、其相对位置等将被理解为仅仅是说明性的而不限制本发明的范围。(第一优选实施例)(总体结构)首先，参照图I对使用液压泵的风轮发电机的总体结构进行说明。风轮发电机I主要由直立安装在基座上的塔架2、安装在塔架2的顶部上的短舱4、安装在短舱4上的转子毂(毂)6、安装在毂6上的多个叶片8以及主轴12构成，该主轴 12与毂6互连并且将旋转力传递到下文描述的液压泵(液压泵单元)10。另外,短舱4容纳液压管16和发电机18,该液压管16将由液压泵10产生的液压压力引向布置在下游侧的液压马达14，而由该液压马达14产生的旋转力传递到该发电机18。图2显示了短舱4中的液压泵10、主轴轴承20和21以及短舱4的框架22的构造。如图中所示，第一主轴轴承20和第二主轴轴承22分别布置在液压泵的前侧和后侧。框架22由支撑和固定液压泵10的第一框架部22a以及支撑和固定液压马达14和发电机18的第二框架部22b构成。液压泵10、第一主轴轴承20和第二主轴轴承21布置在第一框架部22a中。另外，第一框架部22a沿主轴12的轴向方向相对于水平面向上倾斜。第一主轴轴承20被第一主轴轴承盖24包围并且通过设置在径向方向上的两侧的凸缘构件26固定到支撑轨28上。支撑轨28沿主轴的方向形成在与第一框架部22a的纵向方向垂直的宽度方向上的两侧。第二主轴轴承21以与第一主轴轴承20类似的方式通过位于径向方向上的两侧的凸缘构件32固定到支撑轨28上。第一主轴轴承20和第二主轴轴承21设计为承受来自重量以及由风施加到主轴12的推力的径向和轴向载荷。液压泵10容纳在形成几乎圆柱形形状的泵壳34中。转矩臂36是通过将其绕泵壳34的外周布置的顶半圆部和底半圆部连接而由该底半圆部和底半圆部构成的两部分构件。减震机构38设置在顶半圆部和底半圆部连接的接合处，以便将转矩臂36固定到支撑轨28上。以这种方式，液压泵10、第一主轴轴承20和第二主轴轴承21分别固定到短舱4的框架22的第一框架部22a。接下来，图2显示了 X方向和Y方向，该X方向是主轴12的轴向中心线，而该Y方向垂直于X方向。图3显示了沿图2的平面X-Y截取的主要部件的剖面图。另外，图3的液压栗10及其部件的局部放大视图在图4到图7中显不。在图3中，具有空心结构的主轴12从毂侧形成毂安装部40、具有减小直径的第一阶梯部42和具有减小直径的第二阶梯部44，并且主轴12的直径以第一直径D1、第二直径D2和第三直径D3的顺序以阶梯式样减小。液压泵10安装在具有第二直径D2的位置处。圆柱形构件46装配到第二直径D2的外周上。圆柱形构件46包括大直径部48和布置在大直径部48的两端上的小直径部50、50。环凸轮52安装在大直径部48的外周上，并且泵轴承54、54安装在大直径部48与小直径部50之间的阶梯部上。(液压泵结构)参照图3到图7对液压泵10(液压泵单元)的详细结构进行说明。环凸轮52固定到圆柱形部46的大直径部的外周。如图6中所示，环凸轮52通过借助销55或螺栓(未示出)将多个凸轮件52a、52b等在圆柱形部47的周向方向上安装在圆柱形部47的大直径部48的外周侧而形成。在轴向方向上可布置多个环凸轮52。该优选实施例显示了其中四个环凸轮52布置在圆柱形部47的大直径部上的示例性情形。但是环凸轮的数量能够根据液压泵的容量而适当地改变。另外，环凸轮52可具有限定多个波形部的凸轮面，但不限于此。环凸轮52可以是具有均匀凸轮面并且相对于主轴12的轴心偏心布置的偏心凸轮。活塞58支撑布置在其底部上的辊56，如图7中所示。辊56与环凸轮52的凸轮面形成接触。活塞58在缸60中以滑动方式移动以沿该凸轮面引导该棍。另外,缸60相对于·主轴12的轴心在径向方向上布置并且在周向方向上径向布置。如图5中所示，辊56与形成在环凸轮52的外周上的凸轮面形成接触。与主轴12的旋转相结合，活塞沿环凸轮52的凸轮面向内和向外移动。在该过程期间，工作油从缸60中的每一个缸内的压力室反复地引入或排出。低压控制阀64布置在通向压力室62的进口管路中以允许油向压力室62的流入。每个低压控制阀64控制为判定每个相应的压力室是否作为泵操作(低压控制阀64在最大容积的点处关闭以用作泵以及保持打开以使作为泵的功能无效)，因而控制油的流出量。另夕卜，高压控制阀66布置在排出管路中以允许油向高压管路16的排出。缸60中的压力室62的上述排出控制分别对在周向方向上布置的多个缸中的每一个缸执行。其余的环凸轮52、辊56和用于剩余环凸轮和缸60的每一个的活塞布置为以与上述相同的方式操作。控制器(未示出)布置为对于工作状态或无效状态之间的每个排列控制缸60中的每一个缸的状态，以便控制从缸60供应到液压马达14的排出油的压力和量。缸60、60、60、60中的每一个缸通过缸支撑构件68支撑在泵壳34中。缸支撑构件68具有形成在其中的进口管路和排出管路以与缸60中的每一个缸的压力室62连通并且容纳低压控制阀64和高压控制阀66。另外，缸60中的每一个缸可直接形成在缸支撑构件68中。具体地，缸支撑构件68可构造为使得缸形成在其中。此外，低压控制阀64构造为使得工作油从形成在缸支撑构件68外部的低压油管65供应到低压控制阀64，而高压控制阀69构造为使得已在压力室62中被压缩的工作油从高压控制阀经由高压油管69排出到液压马达14侧。泵壳34由前侧壁70、后侧壁72和外周壁74构成并且形成具有顶部和底部的圆柱形形状。液压管等连接到后侧壁72，使得这些管与形成在缸支撑构件68中的每个管路连通。前侧壁70和后侧壁72在其内周部处分别通过安装在圆柱形构件46的大直径部48与小直径部50之间的阶梯部上的泵轴承54、54支撑。因而，泵壳34可旋转地安装在圆柱形构件46上。另外，泵壳34经由转矩臂36固定到短舱4的框架22，该转矩臂36布置在泵壳34的外侧。例如，转矩臂36联接到后侧壁72。在其它实施例中，转矩臂36可联接到前侧壁70。如上所述，泵轴承54、54分别安装在大直径部48与小直径部之间的阶梯部上。因而，泵轴承54、54的定位较容易并且泵轴承54、54的安装位置稳定。另外，泵壳34的前侧壁70和后侧壁72分别抵靠大直径部48与小直径部50之间的阶梯部导向和布置。具体地，泵壳34的前侧壁70和后侧壁72滑动地接触大直径部48与小直径部50之间的阶梯部的表面以布置在那里，因而泵壳34能够牢固地布置在主轴12周围。如上所述，泵壳34经由转矩臂36和减震机构38固定到短舱4的第一框架部22a。因而，主轴12的旋转在泵壳34与圆柱形构件46之间产生相对的转速差。通过该相对旋转差操作的液压泵机构形成在泵壳34中。液压泵体76布置在圆柱形构件的外周侧。液压泵体76由环凸轮52、泵轴承54、 泵壳34、活塞58、多个缸60以及缸支撑构件68构成，所述环凸轮52安装在圆柱形构件46的外周上，所述泵壳34经由泵轴承54相对于圆柱形部46可旋转地支撑并且固定到短舱4侧，所述活塞58容纳在泵壳34中并且由通过主轴12的旋转而旋转的环凸轮52驱动，所述多个缸60在径向方向上引导活塞58并且在周向方向上布置，而该缸支撑构件68支撑缸60并且其中形成有油管。液压泵是由圆柱形构件46以及在圆柱形构件46的外周上的液压泵体76构成的液压泵单元10。另外，圆柱形构件46的尖端的尖部与阶梯部42形成接触以便使圆柱形构件46定位。圆柱形构件46通过锁紧盘连接件80固定到主轴12。此外，圆柱形构件46可通过法兰联接、键连接、渐开线花键连接等固定到主轴12。利用该连接结构，圆柱形构件46不仅能够相对于主轴12压配合，而且能够牢固地固定到主轴12。(安装过程)在液压泵单元10、主轴12、第一主轴轴承20和第二主轴轴承21的上述结构中，参照图8的流程图对将液压泵单元10、第一主轴轴承20和第二主轴轴承21安装在主轴12上的方法进行说明。首先，在步骤SI中，在预备步骤中预先对液压泵单元10进行组装。此处液压泵单元10指已经通过将液压泵体76装配到其中而组装的完整液压泵10，如上所述，该液压泵体76将布置在圆柱形构件46的外周侧。液压泵应在安装在主轴12上之前进行组装。接下来，在步骤S2中，将第一主轴轴承20可插入地固定到主轴12，该第一主轴轴承20将主轴可旋转地固定到短舱4的第一框架部22a。具体地，将主轴12直立布置，并且从上方将第一主轴轴承20压到主轴12的具有第一直径Dl的部分上。在步骤S3中，从上方将已经在步骤SI中组装的液压泵单元压到主轴12上，使得圆柱形构件46的内周部装配到主轴12的具有第二直径D2的部分。同时，圆柱形部46的尖部接触第一阶梯部42以定位在那里，从而使安装位置精确和稳定。在步骤S4中，通过借助固定构件将液压泵单元10固定到主轴12来使该液压泵相对于主轴12成为一个整体。该固定构件可以是上述用以将圆柱形构件46固定到主轴12的锁紧盘连接件80。由此，进一步加强圆柱形构件46到主轴12的固定。在步骤S5中，将第二主轴轴承21可插入地固定到主轴12。在该步骤期间，第二主轴轴承21的前端部与第二阶梯部44形成接触并且定位。因而，安装位置变得更精确和稳定。然后，在步骤S6中，在第一主轴轴承20、第二主轴轴承21和液压泵单元10安装在主轴12上的状态下将主轴12固定到短舱4。
在将主轴12固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱4的步骤中，将液压泵单元10的泵壳34经由减震机构38固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧的短舱4，该减震机构38具有抵抗振动的减震作用并且防止泵壳34的变形及组装偏差，同时相对于短舱4维持液压泵单元10的泵壳34的轴向中心，并且该减震机构38安装在凸缘部26上，该凸缘部26在径向方向上从布置在泵壳34的外周上的转矩臂36的两侧突出。因此，泵壳34经由减震机构38固定到该短舱，因而，能够防止当将泵壳34安装到短舱4时的变形和组装偏差，并且另外发挥减震作用，抵抗来自液压泵侧的振动。以这种方式，液压泵单元10通过使用包括圆柱形构件46的液压泵而形成，并且液压泵单元10可经由圆柱形构件46插入到主轴12上，从而提高将液压泵单元10安装到主轴12的简易性。另外，在将液压泵安装到主轴12之前能够逐个单元地检查液压泵的性能。能够严格地确保液压泵的性能以提高产品的可靠性。在液压泵在组装的同时安装在主轴上的传统情形中，完整的液压泵已经作为实际的机器安装在主轴上，因而由于性能试验的有限范围、有限的试验设备等，难以执行液压泵的详细验证试验。此外，在其中液压泵10在安装在主轴上之前已经组装的情形中，液压泵单元能够在不同的位置进行组装，然后固定到主轴12。由此，消除了对组装设备或试验设备的限制并且液压泵单元的组装能够有效地执行。(第二优选实施例)参照图9和图10对第二优选实施例进行说明。第二优选实施例的主轴与第一优选实施例的主轴具有不同的结构和布置。如图9中所示，代替第一优选实施例中的第一主轴轴承和第二主轴轴承，仅设置第一主轴轴承90来支撑主轴12。一个主轴轴承设置在毂侧并且第一主轴轴承的结构在图10中显示。将多排自对准滚柱轴承用作第一主轴轴承90。另外，第一主轴轴承90被第一主轴轴承盖92包围并且通过设置在径向方向上的两侧的凸缘构件94固定到支撑轨28上。支撑轨28沿主轴的方向形成在第一框架部22a的宽度方向上的两侧。自对准滚柱轴承具有高径向载荷能力，并且能够承受重载荷和冲击载荷，在一定程度上经受两个方向上的轴向载荷并且本身自对准。因而，一个自对准滚柱轴承作为第一主轴轴承90布置在毂侧，在与毂相反的一侧，液压泵单元经由液压泵单元10的泵轴承54、54支撑在短舱4上。如第二优选实施例中所示，在主轴12仅通过第一主轴轴承90支撑的情形中，与泵单元在两个单独步骤中装配到主轴12上的第一优选实施例不同，液压泵单元能够在一个步骤中装配到主轴12上。由此，组装过程得以简化并且能够以更高的效率来执行。由于省去了第二主轴轴承，整个结构能够更小和更轻。另外，能够在既不从主轴12取下任何轴承，也不从支撑轨28取下主轴12的情况下将液压泵从主轴12取下。(第三优选实施例)参照图11对第三优选实施例进行说明。第三优选实施例的主轴与第二优选实施例的主轴具有不同的结构和布置。图11显示了布置在泵单元10与毂6之间的第三主轴轴承100和第四主轴轴承102。第三主轴轴承100和第四主轴轴承102将主轴12可旋转地固定在风轮发电机或潮流发电机的本体侧。主轴12仅通过第三主轴轴承100和第四主轴轴承102支撑并固定到短舱4侧。组装通过如下执行将第三主轴轴承100插入并固定到主轴12，然后将第四主轴轴承102与第三主轴轴承100相邻地或与第三主轴轴承100有距离地插入并固定到主轴 12，然后将已预先组装的液压泵单元10经由液压泵单元10的圆柱形构件装配在主轴12上，然后通过固定构件将液压泵单元10固定到主轴12以便成为一个整体，该固定构件是锁紧盘连接件80。第三主轴轴承100和第四主轴轴承102被轴承盖104包围并且通过设置在径向方向上的两侧的凸缘构件106 (参见图2)固定到支撑轨28上，该轴承盖104布置为在第三主轴轴承100和第四主轴轴承102上滑动。支撑轨28 (参见图2)沿主轴12形成在第一框架部22a的宽度方向上的两侧。根据该第三优选实施例，在将液压泵单元10装配到主轴12上之前，将第三主轴轴承100和第四主轴轴承102插入并固定到主轴。具体地，插入两个主轴轴承，但是插入和固定主轴轴承的步骤在插入大液压泵单元10的步骤之前执行。因而，能够可靠地执行液压泵单元到主轴的固定。另外，液压泵单元10支撑在主轴12的轴向端上，且两个主轴轴承布置在毂侧。因而，能够缩短用于插入液压泵单元10的距离，并且与组合液压泵结构的结构的情形不同，容易将液压泵单元安装到主轴上。此外，其余的结构和操作效果与第一优选实施例和第二优选实施例相同。用于第一、第二和第三优选实施例中的任一个实施例的拆卸工序是上述组装工序的反向过程。组装或拆卸工序可以在工厂中、在风轮机安装位置乃至在风轮机的安装之后执行。如上所述，第一、第二和第三优选实施例使用本发明应用于风轮发电机的示例性情形。但是本发明也可应用于潮流发电机。潮流发电机指安装在适当位置诸如海洋、河流和湖泊中并且使用潮汐能来发电的发电机。除了叶片8通过水而不是风的运动旋转之外，潮流发电机与风轮发电机I具有相同的结构。潮流发电机包括通过潮流旋转的主轴12、安装在主轴12上的液压泵(液压泵单元)10、液压马达14和用于产生电力的发电机18，由液压泵10产生的液压压力引向该液压马达14。此处使用相同的附图标记来说明与第一优选实施例共同的部件。液压泵10形成组合的液压泵单元。另外，以与风轮发电机I的液压泵结构相同的方式，液压泵(液压泵单元)10包括装配在主轴12的外周上的圆柱形构件46以及布置在圆柱形构件46的外周侧的液压泵体76。经由圆柱形构件46能够将液压泵单元10插入并固定到主轴12。工业实用性根据本发明，安装在风轮机的主轴上的液压泵构造为提高将单元安装到主轴的简易性并且实现简化的安装过程。由此，这能够很好地应用于风轮发电机的液压泵。附图标记列表I风轮发电机2 塔架4 短舱
6 毂8 叶片10液压泵(液压泵单元)12 主轴14液压马达16液压管18发电机20第一主轴轴承21第二主轴轴承22 框架22a第一框架部22b第二框架部24第一主轴轴承盖26、32、94、106 凸缘部28支撑轨30第二主轴轴承盖34 泵壳36转矩臂38减震机构40毂安装部42第一阶梯部44第二阶梯部46圆柱形构件48大直径部50小直径部52环凸轮54泵轴承56 辊58 活塞60 缸62压力室
64低压控制阀66高压控制阀68缸支撑构件70前侧壁72后侧壁74外周壁76液压泵部80锁紧盘连接机构
·
90第一主轴轴承92第一主轴轴承盖100第三主轴轴承102第四主轴轴承104轴承盖106凸缘部Dl第一直径D2第二直径D3第三直径
权利要求
1.一种用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构，所述风轮发电机或潮流发电机包括配备有多个叶片的毂、连接到所述毂的主轴和安装在所述主轴上的液压泵，所述液压泵结构包括 液压泵单元，在所述液压泵单元中，通过装配到所述主轴的外周上的圆柱形构件和布置在所述圆柱形构件的外周侧上的液压泵体而使所述液压泵成为一个整体， 其中，所述液压泵体包括环凸轮、泵轴承、泵壳、多个活塞以及多个缸，所述环凸轮安装在所述圆柱形构件的外周上，所述泵壳经由所述泵轴承相对于所述圆柱形构件可旋转地设置并固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧，所述多个活塞容纳在所述泵壳中并由与所述主轴一起旋转的所述环凸轮促动，而所述多个缸在径向方向上引导所述多个活塞并在周向方向上布置，并且 其中，所述液压泵单元构造为使得通过所述圆柱形构件所述泵单元可插入地固定到所述主轴。
2.根据权利要求I所述的用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构， 其中，所述主轴具有减小直径的阶梯部，并且所述液压泵单元的所述圆柱形构件的尖部与所述阶梯部形成接触，以便定位所述液压泵单元。
3.根据权利要求I所述的用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构， 其中，所述圆柱形构件通过锁紧盘连接、法兰联接、键连接和渐开线花键连接中的任一种固定到所述主轴。
4.根据权利要求I所述的用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构， 其中，所述圆柱形构件具有大直径部和小直径部，所述小直径部设置在所述大直径部的两端上，所述环凸轮布置在所述大直径部的外周侧上，所述泵轴承安装在所述大直径部与所述小直径部之间的阶梯部上。
5.根据权利要求4所述的用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构， 其中，所述泵壳形成为具有端壁的几乎圆柱形形状，并且所述泵壳的所述端壁具有由所述泵轴承支撑的内周开口。
6.根据权利要求I到5中任一项所述的用于风轮发电机或潮流发电机的液压泵结构， 其中，所述主轴具有空心结构。
7.一种安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，所述液压泵具有根据权利要求I到6中任一项所述的液压泵结构，所述方法包括如下步骤 预先组装所述液压泵单元； 然后将第一主轴轴承插入并固定到所述主轴，所述第一主轴轴承将所述主轴可旋转地固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上； 然后将已预先组装的所述液压泵单元经由所述液压泵单元的圆柱形构件装配到所述主轴上；并且 然后通过固定构件将所述液压泵单元固定到所述主轴。
8.根据权利要求7所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，进一步包括如下步骤 插入并固定第二主轴轴承， 其中，将所述第一主轴轴承插入并固定，然后将所述液压泵单元插入并固定，并且然后将所述第二主轴轴承插入并固定。
9.根据权利要求7所述的组装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，所述液压泵单元和所述第一主轴轴承从与所述毂相反的一侧插入并固定。
10.根据权利要求7所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，进一步包括如下步骤 在将所述第一主轴轴承和所述液压泵单元插入并固定到所述主轴的步骤之后，在所述第一主轴轴承和所述液压泵单元被固定到所述主轴的状态下，将所述主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的短舱。
11.根据权利要求10所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，在将所述主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的所述短舱的步骤中，所述液压泵单元的所述泵壳经由减震机构固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的所述短舱，所述减震机构具有抵抗振动的减震作用。
12.根据权利要求11所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，所述减震机构防止组装差异和所述泵壳的变形，同时相对于所述短舱维持所述液压泵单元的所述泵壳的轴向中心，并且，所述减震机构安装在凸缘部上，所述凸缘部从布置在所述泵壳的外周上的转矩臂的两侧在径向方向上突出。
13.一种安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，所述液压泵具有根据权利要求I到6中任一项所述的液压泵结构，所述方法包括如下步骤 预先组装所述液压泵单元； 然后将第三主轴轴承插入并固定到所述主轴，所述第三主轴轴承将所述主轴可旋转地固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上； 然后将第四主轴轴承与所述第三主轴轴承相邻地或者离开所述第三主轴轴承一距离地插入并固定到所述主轴； 然后将已预先组装的所述液压泵单元经由所述液压泵单元的圆柱形构件装配在所述主轴上；并且 然后通过固定构件将所述液压泵单元固定到所述主轴。
14.根据权利要求13所述的组装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，将所述液压泵单元以及所述第三主轴轴承和第四主轴轴承从与所述毂相反的一侧插入并固定。
15.根据权利要求13所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法，进一步包括如下步骤在将所述第三主轴轴承和第四主轴轴承以及所述液压泵单元插入并固定到所述主轴的步骤之后，在所述第三主轴轴承和第四主轴轴承以及所述液压泵单元固定到所述主轴的状态下，将所述主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的短舱。
16.根据权利要求15所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，在将所述主轴固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的所述短舱的步骤中，所述液压泵单元的所述泵壳经由减震机构固定到风轮发电机或潮流发电机的本体侧上的所述短舱。
17.根据权利要求16所述的安装风轮发电机或潮流发电机的液压泵的方法， 其中，所述减震机构具有抵抗振动的减震作用并且防止组装差异和所述泵壳的变形，同时相对于所述短舱维持所述液压泵单元的所述泵壳的轴向中心，并且所述减震机构安装 在凸缘部上，所述凸缘部从布置在所述泵壳的外周上的转矩臂的两侧在径向方向上突出。
全文摘要
本发明的目的是提供一种提高将液压泵安装在主轴上的简易性的液压泵结构，以及一种能够以简化方式执行的安装液压泵的方法。通过使装配到主轴12的外周上的圆柱形构件46和布置在该圆柱形构件46的外周侧的液压泵体76成为一个整体，而形成液压泵单元10。液压泵体76包括安装在圆柱形构件46的外周上的环凸轮52、泵轴承54、泵壳34、容纳在泵壳34中并且由该环凸轮驱动的多个活塞58以及在径向方向上引导所述多个活塞并且在周向方向上布置的多个缸60，并且液压泵单元10构造为使得泵单元10可通过圆柱形构件46可插入地固定到主轴12。
文档编号F03D11/02GK102803717SQ20108000309
公开日2012年11月28日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者堤和久, 野口俊英, 是松康弘, 清水将之, 阿拉斯代尔·罗伯逊, 乌韦·施泰因, 豪克·卡斯滕斯 申请人:三菱重工业株式会社