张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组的制作方法

文档序号:17295956发布日期:2019-04-03 04:24阅读:172来源:国知局
张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组的制作方法

本发明涉及机械传动技术领域,尤其涉及一种张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组。



背景技术:

作为动力传输中的重要环节,传动装置的使用寿命以及使用可靠性尤为重要。但是,通常为了确保牵引部件能够充分地缠绕在旋转部件外,需要通过张紧装置对牵引构件施加张紧力。

例如在皮带传动装置中,为了确保皮带能够充分地缠绕在两个传动带轮外,需要通过张紧装置对皮带施加张紧力,由此保证皮带在工作过程中始终具有足够的张力,避免皮带发生任何的滑动。然而在具体工作过程中,位于传动轮两侧的皮带往往会受到不同的拉力,所以会在传动轮的一侧的皮带部分出现局部受力集中的现象,一旦皮带出现局部受力集中的现象,则可能导致皮带出现断裂的问题,进而导致传动装置失效。

尤其在风力发电技术领域,叶片的变桨系统中,牵引部件(例如齿形带)的可靠性更是至关重要。并且,在变桨系统的具体实施过程中,通常会在牵引部件被安装至旋转部件后,通过预紧装置在一定的张力范围对牵引部件施加初始预紧力。而牵引部件被预紧后,其结构内部则会产生内应力,一旦牵引部件在工作过程中两条边受到不均衡的拉力则有可能引发断裂,进而导致传动装置失效。然而现有方案中,变桨驱动系统中仅能够满足牵引部件的包角要求,无法调节牵引部件的局部受力集中的问题,容易引发牵引部件跳齿或局部断裂的问题。

因此,亟需一种新的张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组。



技术实现要素:

根据本发明的实施例,提供了一种张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组,能够实现能够改善牵引部件在工作中的受力环境,避免牵引部件局部受力集中,而引发牵引部件出现跳齿或者局部断裂现象而导致牵引部件失效,限制牵引部件的包角范围,提高张紧传动装置的可靠性中的一个或多个目的。

根据本发明实施例的一个方面,提供了一种张紧传动装置,张紧传动装置通过牵引部件与第二旋转部件配合传动,张紧传动装置包括:固定基座;第一旋转部件,枢转地连接至固定基座;张紧轮,位于第一旋转部件和第二旋转部件之间的牵引部件的外侧,并且张紧轮能够在牵引部件的推力作用下沿预定轨迹摆动;以及弹性调节部件,能够与张紧轮配合,使张紧轮由牵引部件外侧向牵引部件内侧压紧牵引部件,并制限张紧轮的摆动幅度。

根据本发明实施例的一个方面,固定基座包括:固定部分,通过连接件固定于外部支撑结构;和延伸部分,凸出地设置在固定部分上,并具有接收第一旋转部件的第一容置空间。

根据本发明实施例的一个方面,张紧传动装置还包括张紧轮保持部件,张紧轮保持部件连接张紧轮并将预定轨迹限定为圆弧轨迹。

根据本发明实施例的一个方面,张紧轮保持部件连接于固定基座。

根据本发明实施例的一个方面,张紧轮保持部件包括:连接部分,可转动地连接于固定基座;和支撑部分,与连接部分以及张紧轮连接,并在连接部分的带动下围绕第一旋转部件的旋转轴转动,以将预定轨迹限定为以第一旋转部件的旋转轴为中心的圆弧轨迹。

根据本发明实施例的一个方面,支撑部分包括与第一旋转部件连通的第二容置空间,张紧轮支承于第二容置空间中,以通过第二容置空间在第一旋转部件和张紧轮之间形成能够供牵引部件穿绕的穿绕空间。

根据本发明实施例的一个方面,张紧轮保持部件包括弧形引导轨道,弧形引导轨道将预定轨迹限定为以第一旋转部件的旋转轴为中心的圆弧轨迹,张紧轮可滑动地连接于弧形引导轨道。

根据本发明实施例的一个方面,张紧传动装置还包括限位部件,限位部件与张紧轮保持部件配合,以制限张紧轮的最大摆动幅度。

根据本发明实施例的一个方面,张紧传动装置包括一个张紧轮。

根据本发明实施例的一个方面,弹性调节部件连接于张紧轮和第一固定结构之间。

根据本发明实施例的一个方面,张紧传动装置包括两个张紧轮,两个张紧轮分别位于第一旋转部件和第二旋转部件之间,通过弹性调节部件能够使两个张紧轮从牵引部件的外侧同时相向地压紧牵引部件且沿预定轨迹朝向同一方向摆动。

根据本发明实施例的一个方面,弹性调节部件分别铰接连接于两个张紧轮;或者,弹性调节部件分别铰接于两个张紧轮和对应的第二固定结构之间。

根据本发明实施例的一个方面,弹性调节部件包括弹性阻尼器或弹簧。

根据本发明实施例的另一个方面,还提供了一种变桨系统,用于驱动风力发电机组的叶片进行变桨,叶片通过变桨轴承可转动地连接至风力发电机组的轮毂,变桨系统包括:驱动电机;上述的张紧传动装置,其中,第一旋转部件与驱动电机连接;第二旋转部件,第二旋转部件与叶片根部连接;以及牵引部件,牵引部件围绕第一旋转部件和第二旋转部件,并分别与第一旋转部件和第二旋转部件配合传动。

根据本发明实施例的另一个方面,固定基座连接于轮毂。

根据本发明实施例的另一个方面,牵引部件为齿形带。

根据本发明实施例的另一个方面,第二旋转部件为与叶片根部连接的变桨轴承的外圈,牵引部件与外圈配合转动。

根据本发明实施例的另一个方面,第二旋转部件为与叶片根部连接的变桨轴承的内圈,内圈包括沿变桨轴承的轴向凸出于变桨轴承的外圈的环状延伸部,牵引部件通过环状延伸部与内圈配合转动。

根据本发明实施例的另一个方面,第二旋转部件为与叶片根部连接的环形的过渡连接段,牵引部件通过过渡连接段与叶片配合转动。

根据本发明实施例的另一个方面,过渡连接段与叶片为一体式结构。

根据本发明实施例的另一个方面,过渡连接段的外周沿径向凸出地设置有环形的支撑面,牵引部件通过支撑面与叶片配合转动。

根据本发明实施例的再一个方面,还提供了一种风力发电机组,包括上述的变桨系统。

综上,本发明实施例的张紧传动装置、变桨系统以及风力发电机组,采用牵引部件围绕于第一旋转部件和第二旋转部件,并分别与第一旋转部件和第二旋转部件配合传动,其中,第一旋转部件和第二旋转部件中的一者是主动轮,与驱动机构连接,另一者是从动轮,与执行机构连接。第一旋转部件通过固定基座被可旋转地支撑。而张紧轮支撑于第一旋转部件和第二旋转部件之间的牵引部件的外侧,并且张紧轮能够在牵引部件的推力作用下沿预定轨迹摆动。通过弹性调节部件与张紧轮配合,能够为张紧轮提供弹性拉力,使张紧轮能够由牵引部件外侧向牵引部件内侧压紧牵引部件,同时,能够通过弹性调节部件制限张紧轮的摆动范围,避免牵引部件的包角超过合理范围。因此,能够改善牵引部件在工作中的受力环境,避免牵引部件局部受力集中,而出现跳齿或者局部断裂现象,进而导致牵引部件失效。同时通过将牵引部件的包角限制在合理范围,能够提高张紧传动装置的可靠性,保证变桨系统的变桨精准度。另外,弹性调节部件还能够通过其弹性调节作用缓解牵引部件所受的冲击载荷,进一步提高牵引部件的使用可靠性。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明,其中:

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是根据本发明一个实施例的张紧传动装置的原理结构示意图;

图2是根据本发明另一个实施例的张紧传动装置的结构原理示意图;

图3是基于图2所示结构原理的张紧传动装置的一个具体示例的一种状态的示意图;

图4是图3所示张紧传动装置的另一种状态的示意图;

图5是图3中所示的张紧传动装置沿纵向剖切后的剖面示意图;

图6是根据本发明再一个实施例的张紧传动装置的使用状态示意图;

图7是根据本发明又一个实施例的张紧传动装置的使用状态示意图;

图8是根据本发明再另一个实施例的张紧传动装置的使用状态示意图;

图9是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件配合的一个具体示例的剖面结构示意图;

图10是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件配合的另一个具体示例的剖面结构示意图;

图11是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件配合的再一个具体示例的剖面结构示意图。

其中:

100-张紧传动装置;101-张紧传动装置;102-张紧传动装置;103-张紧传动装置;104-张紧传动装置;

11-固定基座;111-固定部分;111a-安装口;112-延伸部分;12-第一旋转部件;121-滚动轴承;122-端盖;14-第一张紧轮;141-滚动轴承;142-端盖;15-第二张紧轮;16-张紧轮保持部件;16a-第一张紧臂;16b-第二张紧臂;161-连接部分;162-支撑部分;162a-第一板体;162b-第二板体;162c-第二容置空间;163-滑动轴承;164-引导槽;17-弹性调节部件;18-限位部件;

20-传动轮;

30-变桨轴承;31-外圈;32-内圈;321-环状延伸部;322-齿轮齿;

40-轮毂;

50-叶片根部;501-齿轮齿;51-过渡连接段;511-环形连接件;512-支撑面;513-齿轮齿;

60-牵引部件。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本发明造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本发明的张紧传动装置以及变桨系统的具体结构进行限定。在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的张紧传动装置,连接在驱动机构和执行机构之间,将驱动机构的动力传递至执行机构,以驱动执行机构工作,并且张紧传动装置在工作时,其中的牵引部件的张紧力以及形成的包角始终能够被控制在合理范围内。因此能够增加张紧传动装置的使用可靠性,并能够增加牵引部件的使用寿命。

为了更好地理解本发明,下面结合图1至图11根据本发明实施例的张紧传动装置以及变桨系统进行说明。

图1是根据本发明一个实施例的张紧传动装置100的原理结构示意图。需要说明的是,图1中只示意性地示出了张紧传动装置100的原理,所以张紧传动装置100中的部分结构未被示出,并且图1中示出了张紧传动装置100通过牵引部件60与第二旋转部件(示例性地,为转动轮20)配合传动并处于初始状态(也就是不受力的状态)。如图1所示,在一个实施例中,张紧传动装置100包括:固定基座11(图1中只示意出了第一旋转部件12的固定支点,所以需要结合图3中的具体示例)、第一旋转部件12、张紧轮(即第二张紧轮15)和弹性调节部件17。牵引部件60围绕于第一旋转部件12和第二旋转部件,并分别与第一旋转部件12和第二旋转部件配合传动,其中,第一旋转部件12和第二旋转部件中的一者是主动轮,与驱动机构连接;另一者是从动轮,与执行机构连接。第一旋转部件12通过固定基座11被可旋转地支撑。而张紧轮支撑于第一旋转部件12和第二旋转部件之间的牵引部件60的外侧,并且张紧轮能够在牵引部件的推力作用下沿预定轨迹摆动。并且通过弹性调节部件17与张紧轮配合,能够为张紧轮提供张紧力,使张紧轮能够由牵引部件60外侧向牵引部件60内侧压紧牵引部件60,同时,弹性调节部件17还能够制限张紧轮的摆动范围。

由此,当第一旋转部件12通过牵引部件60和第二旋转部件配合传动时,牵引部件60在第一旋转部件12两侧分别受到不同的拉力而出现两侧松紧不一致的情况。即,牵引部件60会从初始位置(图1所示位置)运动至受力位置(图中未示出),因此,牵引部件60位于第一旋转部件12两侧的边会受到不同拉力(例如牵引部件60左侧边受到的拉力大于右侧边)。此时,通过弹性调节部件17为张紧轮提供拉力限制张紧轮在牵引部件60推力作用下朝向远离牵引部件60方向的摆动幅度,能够将牵引部件60紧边一侧所受拉力传递至松边一侧(即张紧轮会压紧牵引部件60的右侧边)。

因此能够在工作过程中调节牵引部件60的受力状态,从而降低牵引部件60需要的初始预紧力。因此,能够改善牵引部件60在工作中的受力环境,避免牵引部件60局部受力集中,而导致牵引部件60出现跳齿或者局部断裂现象,同时通过弹性调节部件17还能够将牵引部件60的包角限制在合理范围内,从而提高张紧传动装置100的可靠性。另外,弹性调节部件17还能够通过其弹性调节作用缓解牵引部件60所受的冲击载荷,从而提高牵引部件60的使用可靠性。

图2是根据本发明另一个实施例的张紧传动装置101的结构原理示意图;图3是基于图2所示结构原理的张紧传动装置101的一个具体示例的一种状态的示意图;图4是图3所示张紧传动装置101的另一种状态的示意图;图5是图3中所示的张紧传动装置101沿纵向剖切后的剖面示意图。需要说明的是,图3至图5是基于图3中的结构原理的一个具体结构示例。

本实施例中的张紧传动装置101包括:固定基座11、第一旋转部件12、第一张紧轮14、第二张紧轮15、张紧轮保持部件16以及弹性调节部件17。图1中所示出的张紧传动装置100中只具有一个张紧轮,即第二张紧轮15;而图2至图5中的张紧传动装置101中具有两个张紧轮,即第一张紧轮14和第二张紧轮15。以下仅以具有两个张紧轮的张紧传动装置101为例进行详细说明,而在张紧传动装置101的结构基础上去掉第一张紧轮14以及与第一张紧轮14相关的结构则可以得到只有第二张紧轮15的张紧传动装置100。示例性地,在本实施例中,牵引部件60可以为齿形带,第一旋转部件12为具有轴孔的皮带轮,以通过该轴孔与和驱动电机连接的减速器的输出轴传动连接。第二旋转部件为能够与其他执行机构连接的传动轮20。

根据本发明的一个具体示例,固定基座11包括固定部分111和延伸部分112,其中,固定部分111可以通过连接件固定于外部支撑结构(图中未示出),而延伸部分112凸出地设置在固定部分111上,可以用于接收第一旋转部件12。在本实施例中,示例性地,固定部分111为盘状结构,并且在盘状结构的大致中心位置开设有安装口111a,并且在固定部分111的边缘设置有多个连接孔(也就是构成法兰连接边,图中未示出)。而对应地,需要在外部支撑结构上设置有与固定部分111相匹配的法兰连接边。由此,便可以将固定部分111沿安装口111a套合于与驱动电机连接的减速器外,并采用紧固件经由固定部分111上设置的连接孔和外部支撑结构的法兰连接边上的法兰孔将固定基座11固定于外部支撑结构。当然,本发明实施例对于外部支撑结构不进行限定,外部支撑结构只要能够对固定基座11起到支撑作用,以通过固定基座11可旋转地支撑第一旋转部件12,并使第一旋转部件12能够与牵引部件60配合实现对传动轮20进行驱动的目的即可。

在本实施例中,延伸部分112为凸出设置在固定部分111上的类似套筒结构,即延伸部分112具有用于接收第一旋转部件12的第一容置空间(图中未指示出)。类似套筒结构是指,为了使牵引部件60能够围绕第一旋转部件12,第一旋转部件12所处空间的壁部沿第一旋转部件12的周向不能封闭,并且第一旋转部件12沿周向与延伸部分112之间预设有能够供牵引部件60穿绕的穿绕空间。在一个可选的实施例中,为了满足固定基座11的结构强度,固定部分111和延伸部分112为一体式结构。第一旋转部件12通过滚动轴承121可转动地设置在延伸部分112的第一容置空间中,以使第一旋转部件12能够围绕其旋转轴旋转。可以理解地,第一旋转部件12还可以通过滑动轴承可转动地支承于第一容置空间中。将第一旋转部件12安装在延伸部分112的第一容置空间中后,即可通过端盖122为第一旋转部件12以及滚动轴承121提供轴向的压紧力。

当然,对于固定基座11的固定部分111和延伸部分112的具体结构,本发明的实施例并不进行限制。固定部分111还可以由其他的轴座或者是框架结构制成,而延伸部分112还可以是其他形式的凸台,只要能够通过延伸部分112实现可转动地支撑第一旋转部件12的目的即可。

另外,基于以上固定基座11的结构和功能,可以理解地,在其他的示例性实施例中,固定基座11也可以只是由板状或者框架结构构成,并可通过紧固件固定于外部支撑结构上。当然,第一旋转部件12也可以是具有转动轴的皮带轮,此时,第一旋转部件12则可以通过其旋转轴采用可转动的连接方式连接于由板状或者框架结构构成的固定基座11上。

请继续参见图3至图5,根据本发明的一个实施例,张紧传动装置101还包括张紧轮保持部件16,以通过张紧轮保持部件16将预定轨迹限定为圆弧轨迹,并且张紧轮保持部件16分别连接第一张紧轮14和第二张紧轮15,以将第一张紧轮14和第二张紧轮15分别支撑在第一旋转部件12和传动轮20之间的牵引部件60两侧,并能够围绕同一个旋转轴摆动。

在本实施例中,示例性地,由于张紧传动装置101包括第一张紧轮14和第二张紧轮15,对应地,张紧轮保持部件16具有两个张紧臂,即第一张紧臂16a和第二张紧臂16b,其中,第一张紧臂16a一端可转动地连接于固定基座11,另一端可转动地支撑第一张紧轮14;而第二张紧臂16b一端可转动地连接于固定基座11,另一端可转动地支撑第二张紧轮15。为了简化张紧传动装置101的结构,以及装配流程,第一张紧臂16a和第二张紧臂16b具有相同的结构,以下仅以连接第一张紧轮14的第一张紧臂16a为例对张紧轮保持部件16进行说明。

具体地,第一张紧臂16a包括连接部分161和支撑部分162。连接部分161连接在固定基座11的延伸部分112上,由于延伸部分112为上述实施例中提到的类似套筒的结构,所以,对应地,连接部分161设置有与延伸部分112相适应的安装口(图中未指示出)。由此,连接部分161可以通过该安装口采用滑动轴承163可转动地围设在延伸部分112外(如图5所示)。由此,连接部分161能够带动与其连接的支撑部分162围绕第一旋转部件12的旋转轴转动。也就是说,参考图4所示结构中,第一张紧臂16a将上述预定轨迹限定为以第一旋转部件12的旋转轴为中心的圆弧轨迹。但是,不限定第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的旋转中心与第一旋转部件12的旋转轴中心一致。

支撑部分162包括彼此相对且平行布置的第一板体162a和第二板体162b,第一板体162a和第二板体162b之间形成第二容置空间162c,第二容置空间162c与在固定基座11的延伸部分112中设置的第一容置空间连通,也就是说第二容置空间162c与第一旋转部件12连通。第一张紧轮14的轴向两端分别通过滚动轴承141可转动地支承于第一板体162a和第二板体162b。示例性地,滚动轴承141还可以替换为滑动轴承。将第二张紧轮14设置在第二容置空间162c中后,即可通过端盖142为第二张紧轮14和滚动轴承141提供轴向的压紧力。通过第二容置空间162c即可在第一张紧轮14和第一旋转部件12之间形成能够供牵引部件60(即齿形带)穿绕的穿绕空间。第二张紧臂16b同样具有第二容置空间162c,通过第二张紧臂16b设置的第二容置空间162c即可在第二张紧轮15和第一旋转部件12之间形成供牵引部件60穿绕的穿绕空间。

参照上述的第一张紧臂16a的构成方式,第二张紧臂16b具有与第一张紧臂16a相同的结构,只是第二张紧臂16b通过其支撑部分(图中未指示出)以与第一张紧臂16a对称的方式安装于固定基座11的延伸部分112上,并且第二张紧臂16b的连接部分161包围在第一张紧臂16a的连接部分161外侧(如图5所示)。因此,第一张紧轮14和第二张紧轮15对称地位于第一旋转部件12的两侧,使得第一旋转部件12、第一张紧轮14和第二张紧轮15之间的连线被构成三角形。

由此,牵引部件60可经由第一容置空间和分别设置在第一张紧臂16a和第二张紧臂16b上的第二容置空间162c,从第一张紧轮14和第一旋转部件12之间以及第二张紧轮15和第一旋转部件12之间穿绕而过,并同时围绕在第一旋转部件12和传动轮20的外周。同时两个张紧轮分别位于牵引部件60外侧并相向地压紧牵引部件60。另外,当张紧传动装置101只包括一个张紧轮时,则通过一个张紧轮由牵引部件60的一侧压紧牵引部件60。

另外,在其他的实施例中,可以理解地,第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的支撑部分162还可以由框架结构构成,以通过框架形成上述的第二容置空间162c。此外,在另外的一些实施例中,第一张紧臂16a和第二张紧臂16b还可以可转动地安装在固定基座11的除延伸部分112以外的部分,此时,张紧轮保持部件16则将预定轨迹限定为以其连接部分161的中心为旋转中心的圆弧轨迹。当然第一张紧臂16a和第二张紧臂16b还可以可旋转地连接在除固定基座11以外的其他结构上,只要能够实现将第一张紧轮14和第二张紧轮15分别支撑在第一旋转部件12和传动轮20之间的牵引部件60两侧,并使第一张紧轮14和第二张紧轮15沿预定的圆弧轨迹摆动即可。

请继续参见图2和图3所示,根据本发明的示例性实施例,弹性调节部件17连接在第一张紧轮14和第二张紧轮15之间,以使第一张紧轮14和第二张紧轮15彼此之间形成相互制约的拉力,从而使第一张紧轮14和第二张紧轮15能够从牵引部件60的外侧同时相向地压紧牵引部件60,并制限第一张紧轮14和第二张紧轮15的摆动幅度。

需要说明的是,为了实现第一张紧轮14和第二张紧轮15沿预定的圆弧轨迹摆动,弹性调节部件17需要连接在第一张紧轮14和第二张紧轮15之间。例如,弹性调节部件17可以采用万向节或鱼眼轴承等连接件与相对应的第一张紧轮14和第二张紧轮15连接。

具体地,弹性调节部件17可以采用各种总长度可变且能够限制第一张紧轮14和第二张紧轮15朝向远离彼此的方向的摆动幅度的连接装置。例如,弹性调节部件17可以是弹簧。当弹性调节部件17为弹簧时,可以将弹簧分别铰接连接于第一张紧臂16a和第二张紧臂16b,并且需要对弹簧的拉伸范围进行设定。也就是说,将弹簧铰接连接于第一张紧臂16a和第二张紧臂16b后,通过弹簧使第一张紧臂16a和第二张紧臂16b彼此产生相互制约的拉力,从而制限第一张紧轮14和第二张紧轮15的摆动幅度,即对牵引部件60的包角进行限制。

另外,第一张紧轮14与第二张紧轮15之间的弹性调节部件17的个数可以如图2中所示的一个,也可以为多个。而且当在第一张紧轮14和第二张紧轮15之间设置多个弹性调节部件17,各弹性调节部件17的结构也可以不一样。

示例性地,牵引部件60为齿形带时,在第一旋转部件12通过牵引部件60与传动轮20配合传动的过程中,如图2所示,当第一旋转部件12在驱动机构的驱动下开始与牵引部件60啮合转动时,例如,第一旋转部件12朝向顺时针方向转动时(按照图2所示的观察方向),由于牵引部件60的位于第一旋转部件12左侧的部分首先开始拉动传动轮20转动。也就是说,牵引部件60的位于第一旋转部件12左侧的部分受到的拉力大于牵引部件60位于第一旋转部件12右侧的部分受到的拉力,则此时牵引部件60在第一旋转部件12的两侧分别呈现出紧边和松边。

因此,压紧在第一旋转部件12左侧的牵引部件60部分上的第一张紧轮14则会受到沿顺时针方向的托举力,同时,第一张紧轮14会通过弹性调节部件17拉动第二张紧轮15随同第一张紧轮14一同沿由张紧轮保持部件16限定的圆弧轨迹沿顺时针摆动。所以,牵引部件60位于第一旋转部件12右侧的松边此时会受到由第二张紧轮15摆动而提供的沿顺时针的压紧力,从而可将牵引部件60紧边受到的拉力传递至松边一侧。由此,第一张紧轮14和第二张紧轮15通过弹性调节部件17的拉力作用朝向同一方向摆动,能够自动调整牵引部件60在第一旋转部件12两侧的受力状态。这样,可以降低对牵引部件60最初的预紧力需求,因此可以改善牵引部件60的受力环境,从而能够实现延缓牵引部件60的疲劳受损、降低牵引部件60失效风险、增加牵引部件60的使用寿命的目的,并避免牵引部件60局部受力集中发生断裂,从而提高牵引部件60的使用可靠性。

另外,通过设置弹性调节部件17,第一张紧轮14和第二张紧轮15的摆动幅度被制约。可以理解地,通过调节弹性调节部件17的弹性范围,可以改变第一张紧臂16a和第二张紧臂16b之间所呈夹角的范围,也就是改变第一张紧轮14和第二张紧轮15之间的打开距离的范围,进而实现调节牵引部件60的包角范围的目的。在一个可选的实施例中,示例性地,可以将牵引部件60的包角范围预设为150°至180°,基于牵引部件60的包角范围,可以对应地设置弹性调节部件17的弹性范围。因此能够保证牵引部件60的包角始终被控制在合理的范围内,避免牵引部件60与第一旋转部件12之间的包角过小出现跳齿现象。

而且,由于第一张紧轮14和第二张紧轮15之间的距离能够弹性调节,所以在牵引部件60工作的过程中(示例性地,在牵引部件60受载均匀的状态下),可以经由第一张紧轮14和第二张紧轮15始终为牵引部件60提供基础的预紧力,从而能够提高牵引部件60的使用可靠性。而当牵引部件60受到交变载荷影响时,还能够通过弹性调节部件17的弹性调节作用缓解牵引部件60受到的冲击载荷,避免牵引部件60受到冲击载荷影响发生断裂。

在一个可选的实施例中,弹性调节部件17还可以包括弹性阻尼器,即图2中示出的,同时具有弹簧和能够提供反作用力的液压缸。此处需要注意的是,对于包括有液压油缸的弹性调节部件17,如何控制液压油缸中的液压使液压油缸工作,是液压机械领域的普通技术人员所知晓,因此在本发明揭示的技术方案的基础上,本领域技术人员能够使液压油缸实现缓冲连接的功能。例如,可以使各液压油缸与液压站连通,液压主站与控制器相连,通过控制器控制液压站输出的液压,从而控制液压油缸内的压力,在液压油缸的总长度变化的同时向第一张紧轮14和第二张紧轮15提供反作用力。因此,在牵引部件60受到交变载荷时,通过弹性调节部件17中的阻尼器能够吸收第一张紧轮14和第二张紧轮15的振动,避免第一张紧轮14和第二张紧轮15频繁、过速地摆动,而对牵引部件60造成疲劳损伤。

如图4所述,另外,在一个可选的实施例中,为了防止第一张紧轮14和第二张紧轮15摆动幅度过大,而不能对牵引部件60的受力进行有效调整,张紧传动装置101中还可以设置有限位部件18。示例性地,限位部件18为止挡块,限位部件18设置在第一张紧臂16a的连接部分161上的靠近第二张紧臂16b的连接部分(图中未指示出)的顶部边缘的位置处。由于第二张紧臂16b的连接部分套设在第一张紧臂16a的连接部分161外,所以限位部件18能够与第二张紧臂16b的连接部分的顶边缘配合,以制限第一张紧臂16a和第二张紧臂16b相对彼此的转动角度,从而限定出牵引部件60的包角的最小值,因此能够保证牵引部件60的传动可靠性。当然,本发明实施例对于限位部件18的具体设置位置以及设置结构不进行限制,只要是能够沿第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的运动路径设置,实现对第一张紧轮14和第二张紧轮15的最大摆动幅度进行制限的目的即可。

另外,在其他的实施例中,限位部件18的数量还可以是两个,例如将两个限位部件18分别设置在图4所示的固定基座11的固定部分111边缘且分别位于第一张紧臂16a的左侧(按照图4所示的观察方向)和第二张紧臂16b的右侧(按照图4所示的观察方向)。从而通过两个止挡块在第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的转动过程中分别对第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的最大摆动幅度进行制限,即将牵引部件60的包角限定在合理范围内,以提高牵引部件60传动的可靠性。

另外,本发明对于弹性调节部件17的设置方式并不进行限制,在其他的实施例中,弹性调节部件17也可以不连接在第一张紧轮14和第二张紧轮15之间。图6是根据本发明再一个实施例的张紧传动装置102的结构原理示意图;图7是根据本发明又一个实施例的张紧传动装置103的结构原理示意图。为了便于理解,图6和图7中所示实施例与上述的张紧传动装置101中相同的部件使用相同的标号,并且对于已经说明的部件将不会再次赘述。

如图6所示,在一个可选的实施例中,张紧传动装置102还可以包括两个弹性调节部件17,其中,一个弹性调节部件17铰接连接在第一张紧臂16a和第二固定结构之间,另一个弹性调节部件17铰接连接在第二张紧臂16b和第二固定结构之间(未示出第二固定结构,只示意出了两个弹性调节部件17的固定端)。并且两个弹性调节部件17同时连接在第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的远离彼此的一侧(即图6所示的第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的上方)。以在第一张紧轮14和第二张紧轮15摆动的过程中通过弹性调节部件17分别为第一张紧轮14和第二张紧轮15提供推力,从而通过第一张紧轮14和第二张紧轮15彼此配合,实现自动对牵引部件60受力进行调节的目的。即,通过弹性调节部件17的初始压力,为牵引部件60提供一部分预紧力;而当牵引部件60在第一旋转部件12的两侧受力不一致而出现紧边和松边时,弹性调节部件17能够弹性调整牵引部件60紧边和松边的受力,避免牵引部件60出现局部受力集中的问题。当弹性调节部件17为弹性阻尼器时,还能够缓冲牵引部件60受到的冲击载荷。

如图7所示,在本实施例中,张紧传动装置103同样包括两个弹性调节部件17,并且,其中一个弹性调节部件17铰接连接在第一张紧臂16a和第二固定结构之间,另一个弹性调节部件17铰接连接在第二张紧臂16b和第二固定结构之间,但是与图6中示出的张紧传动装置102不同之处在于,张紧传动装置103的两个弹性调节部件17同时连接在第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的靠近彼此的一侧(即图6所示的第一张紧臂16a和第二张紧臂16b的下方)。

当然,本发明实施例对第二固定结构的具体形式不进行限制,第二固定结构可以是固定基座11本体,也可以是连接在固定基座11上的平台或者板,还可以是张紧传动装置102以外的其他能够起支撑作用的结构。另外,第二固定结构可以是能够同时连接两个弹性调节部件17的部件,也可以包括分别对应两个弹性调节部件17设置的彼此独立的部件。

另外,对应第一张紧轮14和第二张紧轮15设置的两个弹性调节部件17也可以采用不同的设置方式。按照图6所示参照方向,例如,可以将其中一个弹性调节部件17连接在第一张紧臂16a的远离第二张紧臂16b一侧,而将另一个弹性调节部件17连接在第二张紧臂16b的靠近一侧第一张紧臂16a一侧。另外,当张紧轮传动装置101中只包括一个张紧轮时,弹性调节部件17则可以设置在张紧轮和第一固定结构之间,当然第一固定结构和第二固定结构的设置形式相同,故不再加以赘述。

图8是根据本发明再另一个实施例的张紧传动装置104的结构示意图。如图8所示,为了便于理解,本实施例与上述实施例的张紧传动装置101中相同的部件使用相同的标号,并且对于已经说明的结构将不会再次进行描述。但是,需要说明的是,在图8中只示意出了张紧传动装置104的原理结构,因此,张紧传动装置104中的一些部件未被示出。本实施中的张紧传动装置104包括固定基座11(图中未示出)、第一旋转部件12、第一张紧轮14、第二张紧轮15以及张紧轮保持部件16和弹性调节部件17。

与上述实施例中的张紧传动装置101的不同之处在于,张紧传动装置104中的张紧轮保持部件16包括弧形的引导槽164。具体地,引导槽164为以第一旋转部件12的旋转轴为中心的圆弧形滑槽,由此,通过引导槽164将上述的预定轨迹限定为以第一旋转部件12的旋转轴为中心的圆弧轨迹。而第一张紧轮14和第二张紧轮15分别可滑动地连接于引导槽164,以通过弹性调节部件17和引导槽164共同作用实现使第一张紧轮14和第二张紧轮15支撑于第一旋转部件12和传动轮20之间的牵引部件60两侧,并沿预定的圆弧轨迹摆动的目的。

具体地,为了通过弹性调节部件17和引导槽164共同实现上述目的,可以分别将第一张紧轮14和第二张紧轮15可转动地连接在滑块上,进而将连接有第一张紧轮14和第二张紧轮15的两个滑动可滑动地插置于引导槽164中,而弹性调节部件17分别与两个滑块铰接连接。当然,第一张紧轮14和第二张紧轮15还可以通过其他的连接方式分别与弹性调节部件17以及引导槽164连接,本发明的实施例对此并不进行限制,只要能够实现第一张紧轮14和第二张紧轮15沿圆弧轨迹摆动的目的即可。本实施例中的张紧传动装置104与上述实施例中的张紧传动装置101具有相同的优点,所以在此处不再加以赘述。

另外,张紧传动装置104通过设置引导轨道,免去了需要在张紧轮保持部件16中设置第一张紧臂16a和第二张紧臂16b,并需要将第一张紧臂16a和第二张紧臂16b可转动地连接在固定基座11上的复杂操作,所以张紧传动装置104的结构和装配简单。并且能够通过引导轨道的两端为第一张紧轮14和第二张紧轮15提供行程限位作用,因此能够避免第一张紧轮14和第二张紧轮15摆动幅度过大而不能有效地限制牵引部件60的包角的问题,从而能够进一步增加牵引部件60的使用寿命,同时提高张紧传动装置104的使用可靠性。

而且,在第一张紧轮14和第二张紧轮15沿弧形引导轨滑动的过程中,弧形引导轨本身能够为第一张紧轮14和第二张紧轮15提供一定的摩擦力,所以能够降低第一张紧轮14和第二张紧轮15在牵引部件60推力作用下的摆动频率,因此能够进一步限制第一张紧轮14和第二张紧轮15的振动频率,从而更好地解决牵引部件60局部受力集中以及受交变载荷影响而容易出现疲劳损伤的问题。

另外,对于本实施例的张紧传动装置104,还可以将上述的弧形的引导槽164替换为其他的引导轨道,以通过其他的引导轨道与弹性调节部件17配合实现使第一张紧轮14和第二张紧轮15沿预定的圆弧轨迹摆动的目的。在本实施例中,示例性地,引导轨道还可以为弧形的导轨(图中未示出),弧形的导轨同样可以将预定轨迹限定为以第一旋转部件12的旋转轴为中心的圆弧轨迹。具体地,为了将第一张紧轮14和第二张紧轮15可滑动地连接于导轨,导轨的朝向第一张紧轮14和第二张紧轮15的表面具有截面形状为燕尾形的滑轨,而第一张紧轮14和第二张紧轮15分别连接有滑块,而且滑块具有与导轨的燕尾形滑轨形状相匹配的滑槽。由此,即可通过滑块和导轨之间的卡接配合将第一张紧轮14和第二张紧轮15同时可滑动地连接在导轨上。而弹性调节部件17同样分别与第一张紧轮14和第二张紧轮15的滑块铰接连接,以制限第一张紧轮14和第二张紧轮15的摆动幅度。

本发明实施例的张紧传动装置104中,对于引导槽164和导轨的设置位置并不进行限定,例如可以将引导槽164或导轨设置在板体上,并将该板体固定在任意的固定结构上,只要能够通过引导槽164或导轨与弹性调节部件17配合,实现使第一张紧轮14和第二张紧轮15沿预定的圆弧轨迹摆动并能够相向地压紧牵引部件60的目的即可。

另外,上述各个实施例中,仅仅示出了第一旋转部件12、第一张紧轮14以及第二张紧轮15通过轴承可转动地设置在相应的支撑结构上的方式,即分别通过轴承可转动地设置在固定基座11和张紧轮保持部件16上,但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中,为了使第一旋转部件12、第一张紧轮14以及第二张紧轮15能够与牵引部件60顺利地传动,还可以将第一旋转部件12、第一张紧轮14以及第二张紧轮15固定设置在相应的支撑结构上,而同时在第一旋转部件12、第一张紧轮14以及第二张紧轮15外周可转动地套设类似轴套形式的部件。

此外,在另外的一些实施例中,还可以通过张紧轮保持部件16以外的其他结构实现将第一张紧轮14和第二张紧轮15分别保持于第一旋转部件12和第二旋转部件之间的牵引部件60外侧,并同时相向地压紧牵引部件60,而且能够在牵引部件60的推力作用下摆动,对此本发明的实施例并不进行限制。

另外,根据本发明的实施例,还提供了一种变桨系统(图中未示出整体结构)。变桨系统包括:驱动电机、上述任一实施例中的张紧传动装置、第二旋转部件以及牵引部件60,其中张紧传动装置中的第一旋转部件12作为主动轮与驱动电机传动连接,而第二旋转部件与风力发电机组的叶片(图中未示出)连接并带动叶片转动。在变桨系统中,示例性地,为了实现精确的传动,张紧传动装置中的牵引部件60为传送带,例如齿形带,而第一旋转部件12为与齿形带配合的带轮。但是需要说明的是,当张紧传动装置应用于其他领域中,则牵引部件60还可以是传送链或牵引钢丝,则第一旋转部件12为与传送链配合传动的链轮或其他旋转部件。由于变桨系统具有上述实施例中的张紧传动装置,所以具有与张紧传动装置相同的优点,因此,能够提高变桨系统的使用可靠性,避免变桨系统中的传动结构出现问题,影响整个风力发电机组的正常工作。

另外,通过阅读以上实施例,可以理解地,本发明实施例中提及的张紧传动装置,还可以应用于其他的领域中,连接在驱动机构和执行机构之间以实现动力传输的目的。

此外,当将上述实施例中的张紧传动装置应用于风力发电机的变桨系统中时,上述的第一固定结构和第二固定结构则可以被理解为风力发电机组的轮毂或者设置在轮毂上的其他固定结构。

通常,风力发电机组的叶片通过变桨轴承30可转动地连接于轮毂40,变桨轴承30包括外圈31和内圈32,在一个示例性实施例中,外圈31与叶片连接,而内圈32与轮毂连接,因此第一旋转部件12能够通过牵引部件60与外圈31配合传动,以实现驱动叶片变桨的目的。

图9是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件60配合的一个具体示例的剖面结构示意图;图10是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件60配合的另一个具体示例的剖面结构示意图;图11是根据本发明实施例的变桨系统中的第二旋转部件与牵引部件60配合的再一个具体示例的剖面结构示意图。需要说明的是,在图9至图11中只示出了牵引部件60和第二旋转部件的配合部分的结构。

请参见图9,在一个可选的实施例中,变桨系统中的第二旋转部件为变桨轴承30的内圈32。具体地,当与牵引部件60配合传动的第二旋转部件为内圈32时,则变桨轴承30的外圈31与轮毂40固定连接,而内圈32则与叶片根部50固定连接。由于张紧传动装置(图中未示出)位于叶片外侧,所以内圈32需要通过设置沿变桨轴承30的轴向凸出于外圈31的环状延伸部321,通过在环状延伸部321的外周面设置齿轮齿322与牵引部件60啮合配合。由此,即可通过牵引部件60与内圈32传动配合,实现驱动叶片变桨的目的。

通过此种传动配合方式实现驱动叶片执行变桨动作,相较于牵引部件60与变桨轴承30的外圈31传动配合驱动叶片进行变桨的方式,在保证叶片规格相同的情况下,则可以增加内圈32的尺寸,因此可以增加连接在变桨轴承30和叶片之间的螺栓的节圆直径和螺栓的数量,并且牵引部件60在内圈32外周的包围面积随之增大,因此能够提高叶片根部50的抗载能力,同时降低了单个螺栓所受的载荷,从而降低了变桨轴承30所受的载荷,能够进一步增加变桨系统的使用可靠性。

请参见图10,在另一个可选的实施例中,变桨系统中的第二旋转部件为与叶片根部50连接的环形的过渡连接段51。具体地,当与牵引部件60配合传动的第二旋转部件为过渡连接段51时,则变桨轴承30的外圈31与轮毂40固定连接,而内圈32则通过过渡连接段51与叶片根部50固定连接。示例性地,牵引部件60为齿形带,而过渡连接段51与叶片为一体式结构,也就是说可以在叶片的根部的外周面直接设置齿轮齿501,以通过齿轮齿501与牵引部件60啮合配合,由此,即可通过牵引部件60与叶片配合传动,实现驱动叶片变桨的目的。

通过此种传动配合方式实现驱动叶片执行变桨动作,能够提高叶片的变桨精确度,并且可以在叶片进行生产的同时加工齿轮齿501,免去了在变桨轴承30上设置齿轮齿的复杂加工过程,降低了变桨系统的加工难度,同时也降低了变桨系统的成本。

请参见图11,在又一个可选的实施例中,变桨系统中的第二旋转部件同样为与叶片根部50连接的环形的过渡连接段51,但是与图10所示的应用情况不同之处在于,此实施例中的过渡连接段51与叶片为分体结构。同样地,变桨轴承30的外圈31与轮毂40固定连接,而内圈32则通过过渡连接段51与叶片根部50固定连接。示例性地,牵引部件13为齿形带。过渡连接段51的外表面通过环形连接件511连接环形的支撑面512,支撑面512的外周面设置有齿轮齿513,以通过齿轮齿513与牵引部件60啮合配合,由此,即可通过牵引部件60与叶片配合传动,实现驱动叶片变桨的目的。

通过此种传动配合方式实现驱动叶片执行变桨动作,能够增加牵引部件60在叶片根部50外周的包围面积,因此能够提高叶片根部50的抗载能力。,并且可以将过渡连接段51制作为标准件,进行批量生产,因此能够提高变桨系统的生产效率,并降低其制作成本。

另外,根据本发明的另一个实施例,还提供了一种风力发电机组(图中未示出),其包括上述实施例的变桨系统,因此具有与变桨系统相同的优点,故不再加以赘述。

本发明可以以其他的具体形式实现,而不脱离其精神和本质特征。因此,当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的,本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义,并且,落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且,在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合,以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上,应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

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