一种三导杆同步变桨装置及其装配方法与流程

本发明可以应用于风力、水力发电机叶轮桨距角调节机构,主要功能定位为安全保护和功率调节。

背景技术：

目前，在中小型风力发电机组的变桨设计结构领域，三叶片同步变桨技术由于成本较低，控制简单的优点应用比较广泛。同步变桨结构一般由一只驱动电机同时驱动多只叶片进行变桨，每只叶片的变桨速度、角度均保持一致，无需对单只叶片进行独立控制。具体的运动转换过程如下：驱动电机的旋转运动通过滚珠丝杆转化为直线运动，丝杆螺母的直线运动通过机构连接每只叶片的变桨连杆拉动回转轴承做旋转运动，回转轴承与叶片连接，从而驱动叶片进行变桨。

现有技术中，涉及变桨机构的专利包括公开号为cn201334986y、名称为《风力发电机的变桨距机构》的中国专利，公开号为ep2343455a1的vestas风能变桨专利以及公开号为wo0015949a1、名称为《apparatusforadjustingangeleofbladeofrotatingbody》的pct专利。目前类似结构的变桨系统有如下缺点：

1、叶片安装在回转轴承的内圈导致轮毂体积较大、内圈与叶片之间连接法兰由于直径小而导致制作要求非常高；

2、同步盘的导向多导杆加工工艺要求很高，非常容易导致多导杆不平行从而运行卡死；

3、在风轮旋转过程中，由于转换轴承外圈对内圈还有一定的摩擦力，可能会导致丝杆螺母跟随旋转，从而导致叶片角度出现意外变化。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够减小轮毂体积、提高叶片安装精度的三导杆同步变桨装置及其装配方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种三导杆同步变桨装置，其特征在于，包括叶片回转轴承，所述的叶片回转轴承的外圈与叶片连接，内圈与轮毂连接，叶片回转轴承的外圈经连杆连接同步盘，同步盘设于轮毂内。

进一步地，所述的同步盘上设有三个导向套，三个平行设置的导杆分别设于该三个导向套中，同步盘能够沿该导杆前后移动。

进一步地，所述的同步盘前后移动能够带动叶片回转轴承的外圈旋转，进而实现同步变桨。

进一步地，所述的导杆的两端分别连接前安装座和后安装座，前安装座和后安装座固定连接轮毂。

进一步地，所述的同步盘连接转换座，转换座连接传动轴的一端，传动轴的另一端连接电动推杆，电动推杆能够通过传动轴驱动同步盘前后运动。

进一步地，所述的叶片回转轴承的外圈与叶片设有传动法兰，所述的叶片回转轴承的外圈借助该传动法兰与连杆连接。

本发明还提供了上述的三导杆同步变桨装置的装配方法，其特征在于，包括：先将导杆穿过同步盘上的导向套，将导杆两端分别连接前安装座和后安装座，之后，再将导杆、同步盘、前安装座和后安装座作为一个整体装入轮毂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明克服了叶片安装在回转轴承内圈导致轮毂设计空间需求较大、叶片安装定位精度差、同步盘的导向机构工艺性不好等缺点，通过改变回转轴承的安装方式，设计了一套全新的传动结构，从而使轮毂体积减小20％，叶片安装精度提高，节省掉了制造要求和成本高的叶片转接法兰；本发明通过从轮毂内分离出前后导杆安装座，使前后导杆座一同加工，保证了同步盘的导向机构的精度。

附图说明

图1整体布局示意图；

图2叶片回转轴承连接示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

实施例

如图2所示，本发明的三导杆同步变桨装置，包括叶片回转轴承5，所述的叶片回转轴承5的外圈与叶片8连接，内圈与轮毂12连接，叶片回转轴承5的外圈经连杆3连接同步盘4，同步盘4上设有三个导向套，三个平行设置的导杆7分别设于该三个导向套中，同步盘4能够沿该导杆7前后移动。所述的同步盘4设于轮毂内，同步盘4前后移动能够带动叶片回转轴承5的外圈旋转，进而实现同步变桨。所述的导杆7的两端分别连接前安装座10和后安装座11，前安装座10和后安装座11固定连接轮毂12。所述的叶片回转轴承5的外圈与叶片8设有传动法兰9，所述的叶片回转轴承5的外圈借助该传动法兰9与连杆3连接。

如图1所示，所述的同步盘4连接转换座6，转换座6连接传动轴2的一端，传动轴2的另一端连接电动推杆1，电动推杆1能够通过传动轴2驱动同步盘4前后运动。

上述的三导杆同步变桨装置的装配方法，包括：先将同步盘4经转换座6连接传动轴2的一端，之后将导杆7穿过同步盘4上的导向套，将导杆7两端分别连接前安装座10和后安装座11，将同步盘4与连杆3连接，之后，再将导杆7、同步盘4、前安装座10和后安装座11作为一个整体装入轮毂12，将叶片回转轴承5的内圈与轮毂12连接，将传动法兰9与连杆3连接，再将叶片回转轴承5的外圈与传动法兰9和叶片8连接，最后将传动轴2的另一端与电动推杆1连接。

使用时，电动推杆1通过传动轴2驱动同步盘4前后运动，同步盘4通过连杆3和传动法兰9与叶片回转轴承5的外圈连接，同步盘4前后移动，连杆3拉动叶片回转轴承5的外圈绕轴承中心做旋转运动，叶片8与叶片回转轴承5的外圈连接，从而达到叶片8变桨的目的。

叶片回转轴承5的外圈与叶片8连接，内圈与轮毂12连接，由于内圈的直径较小，从而轮毂12的体积也可以设计较小；叶片8与叶片回转轴承5之间只有一层比较薄的传动法兰9，比较传统的‘工’字型连接法兰，中间这道传动法兰9对于结构强度要求降低很多，叶片8相当于直接连接在叶片回转轴承5上，整个系统安全性有了很大的提高；由于该结构安装叶片8只有一层连接螺栓，而‘工’字型连接法兰安装叶片两头均有螺栓，两层螺栓的间隙就意味着加工、装配误差更大，因此，本发明的叶片的安装精度更高。

同步盘4的导向由三只导杆7限制，导向套与导杆7的间隙非常小，三只导杆7的平行度要求很高，传统的加工方式是在轮毂上加工导杆安装孔，而轮毂的结构复杂，前后孔无法在一个工位一次加工，导致导杆7的平行度不好，同步盘4在导杆上滑动不畅。本发明将导杆7的前后安装孔做成单独的安装座，两件叠在一起进行加工，装配时在总装前先装配好导杆7与同步盘4结构，再将其作为一个整体装入轮毂12，工艺性非常好。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种三导杆同步变桨装置及其装配方法，所述的三导杆同步变桨装置，其特征在于，包括叶片回转轴承，所述的叶片回转轴承的外圈与叶片连接，内圈与轮毂连接，叶片回转轴承的外圈经连杆连接同步盘，同步盘上设有三个导向套，三个平行设置的导杆分别设于该三个导向套中，同步盘能够沿该导杆前后移动。本发明通过改变回转轴承的安装方式，设计了一套全新的传动结构，从而使轮毂体积减小20％，叶片安装精度提高，节省掉了制造要求和成本高的叶片转接法兰；本发明通过从轮毂内分离出前后导杆安装座，使前后导杆座一同加工，保证了同步盘的导向机构的精度。

技术研发人员：周绍君;刘金鹏;李锋
受保护的技术使用者：上海致远绿色能源股份有限公司
技术研发日：2018.11.20
技术公布日：2019.04.12