一种水平垂直混合Γ型轴风力机械传动机构的制作方法

本发明属于节能环保领域，具体涉及一种水平垂直混合γ型轴风力机械传动机构。

背景技术：

风力发电机工作装置通常都位于几十米高的塔筒顶端机舱内，其主要构成为风轮装置、主轴装置、增速箱装置、偏航装置、发电机装置及辅助装置，其中发电机重量占据整个机舱重量1/4～1/2。过重的机舱重量导致塔筒直径、壁厚及连接尺寸加大，同时也导致塔筒固有频率下降，使之更接近风轮一阶频率及叶片的通过频率，会给风机的运转带来潜在危害，降低风力发电机风轮及机舱重量无疑是解决上述问题的最佳途径。但目前还未见报道！

技术实现要素：

发明目的：本发明提供一种水平垂直混合γ型轴风力机械传动机构，其是将风轮能量经由该传动系统将能量传至放置于地面的发电机以减轻机舱重量，或将功率用于驱动其它地面设备，同时便于发电机及增速箱等设备的维护，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：本发明是按照以下技术方案实施的：

水平垂直混合“γ”型轴风力机械传动机构，其特征在于：该传动机构主要包括主轴(2)、塔顶增速箱(4)、竖直传动轴(11)、底段塔筒(16)和安装在塔底的塔底增速箱(17)。该发明主要在于将位于塔顶增速箱，塔顶放置一台增速箱(4)、塔底放置一台增速箱(17)；

横向的主轴(2)末端悬臂端套装增速箱(4)，增速箱(4)的输出轴连接竖向的竖直传动轴(11)，竖直传动轴(11)与主轴(2)形成“γ”型结构；竖直传动轴(11)的底部连接至底段塔筒(16)内的塔底增速箱(17)，该结构特点为将原来单一位于塔顶的大速比增速箱改变为两个尺寸速比均较小的两个小型增速箱，分别置于塔顶和塔底，增速同时，改变传动方向，降低塔顶增速箱体积，便于安装维护，实现了主轴混合传动，同时降低了机舱重量，高速端在塔底，塔底增速箱及发电机都便于维护。(塔顶增速箱(14)和塔底增速箱(17)为常规结构，这里主要强调水平转垂直传动整体结构，增速箱无特殊要求)。

主轴(2)通过主轴承座(3)支撑，主轴(2)和主轴承座(3)构成的主轴装置，主轴装置中的两个轴承座(3)，用钢管刚性焊接成一体，用来支撑主轴(2)。

增速箱(4)用弹性减振支座(7)支撑在机舱底盘上。

增速箱(4)外壳用销轴支撑在机舱底盘上。

传动轴(11)自上而下分为多段，增速箱(4)的输出轴通过挠性联轴器(9)连接至最上端的传动轴(11)，相邻的两段传动轴(11)之间通过挠性联轴器(13)连接。

竖直传动轴(11)设置在塔筒(15)内，塔筒(15)分为多段，每个竖直传动轴(11)对应一段塔筒(15)，竖直传动轴(11)通过塔筒(15)上下两端的传动轴轴承(10)支撑。

塔底增速箱(17)连接至放置于塔底的发电机(18)。

优点及效果：一种水平垂直混合γ型轴风力机械传动机构，传动装置主要分为六个部分：主轴装置、塔顶增速箱、联轴器、竖直传动轴、塔底增速箱、发电机或其它地面装置。主轴装置为两个轴承座，用钢管刚性焊接成一体，用于支撑主轴；主轴末端挑装一个增速箱，该增速箱增速到合适的输出速度，同时改变传动方向，使输出轴沿塔筒中心线指向塔底，为防止增速箱转动，增速箱外壳用销轴支撑在机舱底盘上；增速箱输出轴端是一个弹性联轴器，它把增速箱输出轴与塔筒中的传动轴挠性的连接在一起；由于塔筒较高，需要有几段塔筒，每节塔筒中都有一段传动轴，彼此用弹性联轴器连接起来；在塔筒的最底低端或者任意位置，安装二次增速箱，以变换传动方向及增速，最后的输出采用发电机或者其它动力装置。

机舱重量的降低可以允许增高塔筒，使得风力发电机能在更宽广的风速下运转。而降低机舱重量的措施之一就是将发电机及增速箱等设备移至地面，通过较长的传动轴将风轮的转动能量传至地面。同时，放置于地面的发电机及增速箱等设备也便于维护。同时，地面功率装置也可以不限于发电机，可以是其它的动力设备。

通过本发明的实施，两个主轴承安装在刚性连接在一起的轴承座中，提高了两个轴承对心精度；齿轮箱被挑在主轴悬臂末端，使得齿轮箱随主轴末端任意摇摆而不影响齿轮箱内齿轮啮合精度；增速箱分为塔顶及塔下两部分，使得两个齿轮箱增速比都不大，减少了发热，并且塔顶齿轮箱增速不大，可以使塔筒内传动轴转速不是过高而避免由此引起的传动轴可能过大的振动；采用挠性联轴器连接各段传动轴，可以避免各轴不同心引起的装配困难和吸收振动；通过塔底增速箱增速后即可驱动发电机，也可以驱动其它地面动力装置。

附图说明

●图1为本发明整机结构示意图。

图1中，标号1―风轮2―主轴3―主轴承座4―增速箱5―空心轴6―锁紧盘联轴器7―减振支座8―偏航轴承9―挠性联轴器10―传动轴轴承11―传动轴12―顶部塔筒13―挠性联轴器14—塔筒连接螺栓15—中间塔筒16—底段塔筒17—塔底增速箱18—发电机

具体实施方式

水平垂直混合“γ”型轴风力机械传动机构，其特征在于：该传动机构主要包括主轴(2)、塔顶增速箱(4)、竖直传动轴(11)、底段塔筒(16)和安装在塔底的塔底增速箱(17)。该发明主要在于将位于塔顶增速箱，塔顶放置一台增速箱(4)、塔底放置一台增速箱(17)；

横向的主轴(2)末端悬臂端套装增速箱(4)，增速箱(4)的输出轴连接竖向的竖直传动轴(11)，竖直传动轴(11)与主轴(2)形成“γ”型结构；竖直传动轴(11)的底部连接至底段塔筒(16)内的塔底增速箱(17)，该结构特点为将原来单一位于塔顶的大速比增速箱改变为两个尺寸速比均较小的两个小型增速箱，分别置于塔顶和塔底，增速同时，改变传动方向，降低塔顶增速箱体积，便于安装维护，实现了主轴混合传动，同时降低了机舱重量，高速端在塔底，塔底增速箱及发电机都便于维护。(塔顶增速箱(14)和塔底增速箱(17)为常规结构，这里主要强调水平转垂直传动整体结构，增速箱无特殊要求)。

主轴(2)通过主轴承座(3)支撑，主轴(2)和主轴承座(3)构成的主轴装置，主轴装置中的两个轴承座(3)，用钢管刚性焊接成一体，用来支撑主轴(2)。

增速箱(4)用弹性减振支座(7)支撑在机舱底盘上。

增速箱(4)外壳用销轴支撑在机舱底盘上。

传动轴(11)自上而下分为多段，增速箱(4)的输出轴通过挠性联轴器(9)连接至最上端的传动轴(11)，相邻的两段传动轴(11)之间通过挠性联轴器(13)连接。

竖直传动轴(11)设置在塔筒(15)内，塔筒(15)分为多段，每个竖直传动轴(11)对应一段塔筒(15)，竖直传动轴(11)通过塔筒(15)上下两端的传动轴轴承(10)支撑。

塔底增速箱(17)连接至放置于塔底的发电机(18)。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。

本发明主要分为六个部分：主轴(2)和主轴承座(3)构成的主轴装置、塔顶增速箱(4)、联轴器(9)、竖直传动轴(11)、塔底增速箱(17)、发电机或其它地面装置(18)，具体见附图1。主轴装置中的两个轴承座(3)，用钢管刚性焊接成一体，用来支撑主轴(2)，这样的轴承座制造简便，且同心性好；主轴(2)末端悬臂端套装一个增速箱(4)，这样做的好处是增速箱(4)随主轴(2)可自由摇摆晃动，但并不影响箱内齿轮的啮合。增速箱(4)输入轴为空心轴(5)，主轴(2)末端穿过空心轴(5)，在端头处用锁紧盘式联轴器(6)将主轴(2)与空心轴(5)锁紧连接成一体，增速箱(4)用弹性减振支座(7)支撑在机舱底盘上。增速箱(4)将主轴(2)输入的转速增加到适当值，并经其中的锥齿轮将输出轴方向转向沿塔筒(12)中心向下，转速的增加值使得分段直到塔底的传动轴(11)转速不至于过高造成自身振动及晃动，又不会引起与塔筒(12)、(15)、(16)的共振。塔顶增速箱将输出轴头转向沿塔筒轴线，其方式不仅限于锥齿轮及蜗轮蜗杆。

为防止套装的增速箱(4)绕主轴(2)转动，增速箱(4)外壳用销轴支撑在机舱底盘上。增速箱(4)输出轴端是一个挠性联轴器(9)，它把增速箱(4)输出轴与塔筒(12)中的传动轴(11)挠性的连接在一起，可补偿由于增速箱(4)和塔筒(12)的晃动及变形引起的轴线不对中。由于塔筒较高，需要有几段塔筒(15)，每节塔筒中都有一段传动轴(11)，被该段塔筒两端的传动轴轴承(10)支撑，各节塔筒(15)用塔筒连接螺栓(14)连接在一起后，彼此轴头用用挠性联轴器(13)连接起来。在底段塔筒(16)的最底端或者任意高度位置，安装塔底增速箱(17)进行二次增速，使转速达到发电机(18)或其它动力设备的要求，同时可改变输出轴方向适应负载要求，最后的输出采用发电机(18)或者其它动力装置。该机械装置将增速箱分成塔顶增速箱(4)和塔底增速箱(17)，设置塔底增速箱(17)是进行二次增速并转向。其中塔顶增速箱将主轴(2)转速增至适当转速。

另外，根据本发明情况，也可以把输出轴引致塔筒外，带动塔筒外的发电机等动力装置。