专利名称：一种风力发电机组后机架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机组的部件结构，具体说是一种风力发电机组后机架外形结构，主要用于大功率水平轴风力发电机组。
背景技术：
近年来随着我国经济的高速增长，全国电力供应紧张的矛盾越来越突出，因此作为除水电之外，可再生能源开发利用中最成熟、最具规模和最有商业化发展前景的风力发电近几年来也得到了高速的发展。风力发电主要包括风轮、机舱以及塔筒等部分，其中机架是安装在机舱内的。机架的作用就是把风轮载荷转移到偏航轴承上，并且为齿轮箱和发电机提供支撑。在风力发电机中，机架和齿轮箱相连，而且在原则上它们是一个独立的单元，所以，在一般情况下，机架作为独立的实体。对兆瓦级大功率发电机组来说，机架一般分为前部机架和后机架。后机架为发电机、电气柜体等提供支撑，并为人员对设备的维护提供通道。而近几年来伴随着国内风电产业的发展，对风机的制造成本和安全稳定性能有了进一步的要求。后机架在设计后机架时需要考虑的主要问题，第一，结构型式满足发电机、 电气柜体等部件的安装，并为人员对设备的维护提供通道；第二，满足制造工艺性要求，并对制造成本进行了考虑；第三，满足风机在各种运行工况下载荷强度的要求。而现有后机架没有考虑上述问题或考虑的不够全面。为综合解决上述问题，设计一款新的后机架是很有必要的。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有风力发电机组后机架的不足，提供一种既能满足发电机、电气柜体等部件的安装要求，并为人员对设备的维护提供通道，且结构优良、强度满足要求、工艺简单和成本低廉的后机架。根据实用新型的目的所提出的技术实施方案是一种风力发电机组后机架，采用悬臂式的结构型式，后机架的两根主梁为纵向变截面结构梁，且越往后机架末端主梁的截面积越小；两根主梁通过紧固件与前部机架悬臂式相连接在一起；在两根主梁的中间设有两根横梁；在两根主梁的末端还设有端梁，两根主梁与两根横梁和端梁均通过焊接连接在一起，成为一个框架结构的后机架；在两根横梁之间与主梁平行的方向焊接有一副梁，在两根横梁和副梁与一边的主梁的水平面区域内，布置有两根发电机安装梁，发电机安装梁分别焊接在副梁与一边的主梁上。本实用新型具体的优点表现为结构型式紧凑、简单；自身装配简单，并为其它部件的安装提供了良好的平台；制造工艺性良好；强度能够满足各种工况的要求；制造成本较低。
[0009]图1为本实用新型后机架的结构示意图；图2为本实用新型后机架的结构示意俯视图；图3为后机架在机舱中的位置示意图；图4为后机架在机舱中的位置示意俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施对本实用新型做进一步的描述。图1和图2给出了本实用新型的一个实施结构示意图，从附图中可以看出，本实用新型为一种风力发电机组后机架10，后机架10采用悬臂式的结构型式，后机架10的两根主梁1和2为纵向变截面结构梁，且两根主梁1和2越往后机架末端主梁的截面积越小；两根主梁1和2通过紧固件与前部机架11悬臂式相连接在一起；在两根主梁1和2的中间设有两根横梁3和4 ；在两根主梁1和2的末端还设有端梁5，两根主梁1和2与两根横梁3和 4和端梁5均通过焊接连接在一起，成为一个框架结构的后机架10 ；在两根横梁3和4之间与主梁平行的方向焊接有一副梁7 ；在两根横梁3和4和副梁7与一边的主梁1或2的水平面区域内，布置有两根发电机安装梁8和9，发电机安装梁8和9分别焊接在副梁7与一边的主梁1或2上。从附图3和4中可以看出本实用新型的后机架在风力发电机组机舱中的安装位置和作用。后机架10的前部设有一连接板6，连接板6通用过紧固件和前部机架11相连接。 发电机12安装后机架10内的两根发电机安装梁8和9上；电气柜体13通过支架安装在后机架10后部一侧；过道平台14安装在后机架10后部的另一侧；齿轮箱油冷散热器15安装在后机架10后部过道平台14的下方。在后机架10两根主梁1和2的两侧的底部分别固定有两个托板17，后机架10底部侧面的四个托板17和18分别与桁架16安装在一起。后机架10整体悬臂的固定位置为前端两个腰形法兰，机架上平面和下平面有4. 5度的夹角， 尾部留有齿轮箱油冷散热器安装平台。后机架10通过各种板厚的Q345E钢板焊接而成。对所有焊缝参照IS05817-C进行100%外观检查。焊接前要先将厚度大于30mm的板料预热到100 — 150°C，其他板料预热到60 — 80°C ；焊后清理所有焊缝，氧化皮等杂物。对焊缝进行磁粉探伤和超声波探伤。 对焊接满足要求的后机架10进行人工时效处理。为确保设计的后机架10能够满足强度要求，使用有限软件和疲劳软件对其受力和疲劳损伤值进行分析计算。查GB/T 1591得到使用板材的屈服极限强度，后机架10在极限工况下计算得到的应力结果值均小于材料的屈服极限值，表明极限强度满足要求。使用疲劳软件结合疲劳载荷谱和材料的SN曲线计算得到焊缝位置的损伤值，损伤均小于0. 5， 表明后机架的疲劳强度满足要求。
权利要求1.一种风力发电机组后机架，其特征是采用悬臂式的结构型式，后机架的两根主梁为纵向变截面结构梁，且越往后机架末端主梁的截面积越小；两根主梁通过紧固件与前部机架悬臂式相连接在一起；在两根主梁的中间设有两根横梁；在两根主梁的末端还设有端梁，两根主梁与两根横梁和端梁均通过焊接连接在一起，成为一个框架结构的后机架。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组后机架，其特征是在两根横梁之间与主梁平行的方向焊接有一副梁，在两根横梁和副梁与一边的主梁的水平面区域内，布置有两根发电机安装梁，发电机安装梁分别焊接在副梁与一边的主梁上。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组后机架，其特征是在后机架两根主梁的两侧的底部分别固定有两个托板，后机架底部侧面的四个托板分别与桁架安装在一起。
专利摘要一种风力发电机组后机架，其特征是采用悬臂式的结构型式，后机架的两根主梁为纵向变截面结构梁，且越往后机架末端主梁的截面积越小；两根主梁通过紧固件与前部机架悬臂式相连接在一起；在两根主梁的中间设有两根横梁；在两根主梁的末端还设有端梁，两根主梁与两根横梁和端梁均通过焊接连接在一起，成为一个框架结构的后机架。本实用新型结构满足发电机、电气柜体等部件的安装，并为人员对设备的维护提供通道；满足制造工艺性要求，对制造成本进行了考虑；满足风机在各种运行工况下载荷强度的要求。
文档编号F03D11/00GK202170848SQ20112017349
公开日2012年3月21日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者晏红文, 杨兆忠, 王立鹏, 郭知彼, 颜志伟 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司