一种风力发电机主轴及主轴结构的制作方法

本实用新型主要涉及风力发电设备技术领域，特指一种风力发电机主轴及主轴结构。

背景技术：

风力发电机主轴是风力发电机传动系统的关键部分，主轴与主轴承和齿轮箱涨紧套之间通过过盈配合连接，在过盈与非过盈的交界处存在很大的边缘应力集中，由于风力发电机组在运行中承受较大的交变载荷，主轴过盈边缘容易出现微动磨损、疲劳等现象，长时间运行甚至会出现疲劳断裂。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、能够提高强度及寿命的风力发电机主轴及主轴结构。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种风力发电机主轴，包括主轴本体，所述主轴本体的一端设置有法兰，所述主轴本体上设置有轴肩，所述法兰与所述轴肩之间圆弧过渡，所述主轴本体上设置有用于安装主轴承的第一安装部，所述主轴本体的另一端设有用于安装齿轮箱涨紧套的第二安装部，所述主轴本体上于第一安装部或/和第二安装部的至少一侧设置有径向卸载槽。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述主轴本体上于第一安装部的至少一侧设置的径向卸载槽为第一径向卸载槽，所述第一径向卸载槽延伸至所述第一安装部以使主轴承的边缘呈悬空状。

所述主轴本体上于第一安装部的两侧均设置有第一径向卸载槽。

所述主轴本体上于第二安装部的一侧设置的径向卸载槽为第二径向卸载槽，第二径向卸载槽延伸至所述第二安装部以使齿轮箱涨紧套的边缘呈悬空状。

所述径向卸载槽的截面呈圆弧状。

所述法兰与所述轴肩之间的圆弧过渡部分包括多段依次连接的过渡圆弧结构。

本实用新型还公开了一种风力发电机主轴结构，包括主轴承、齿轮箱涨紧套和如上所述的风力发电机主轴，所述齿轮箱涨紧套过盈配合安装于所述主轴本体一端的第二安装部上，所述主轴承过盈配合安装于所述主轴本体的第一安装部上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述主轴承两端与所述主轴本体过盈配合的边缘呈圆弧过渡。

所述齿轮箱涨紧套的一端与所述主轴本体过盈配合的边缘呈圆弧过渡。

所述主轴承两侧的主轴本体上设置有轴套，所述主轴承一侧的主轴本体上设置有与所述轴套连接的锁紧螺母，用于对主轴承进行轴向限位。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的风力发电机主轴，在主轴本体上于第一安装部或/和第二安装部的至少一侧设置有环形的径向卸载槽，能够避免或降低主轴本体与各装配件（包括主轴承和齿轮箱涨紧套等）过盈配合安装时，在过盈与非过盈的交界处产生的边缘应力，使应力向卸载槽转移，改变主轴过盈表面的应力分布，从而避免或减少主轴过盈边缘出现的微动磨损、疲劳等现象，提升主轴本体的使用寿命。

本实用新型风力发电机主轴，在主轴本体各段进行卸载槽以及圆弧过渡的设计，提高了整个主轴本体的抗疲劳强度，有效提高主轴本体整体设计强度，提高其使用寿命。

本实用新型的风力发电机主轴结构，在主轴本体与各装配件过盈配合的边缘设置卸载槽，并将各装配件的边缘设置成圆弧过渡（也叫突悬结构），改变主轴本体过盈配合表面的应力分布，使应力向卸载槽转移，降低过盈边缘应力。在不改变主轴本体轴径的前提下，通过以上卸载槽、突悬结构以及多段圆弧过渡等结构，通过集成优化，提高主轴本体的微动疲劳强度，解决了主轴疲劳瓶颈问题，即不增加主轴本体径向尺寸和成本而解决主轴疲劳瓶颈问题，大大降低了风力发电机传动链系统的尺寸和成本。

附图说明

图1为本实用新型的主轴结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图1中圆弧过渡部分处的局部放大图。

图4为本实用新型主轴结构的结构示意图。

图5为图4中B处的局部放大图。

图中标号表示：1、主轴本体；101、法兰；102、轴肩；103、圆弧过渡部分；104、第一安装部；105、第二安装部；106、径向卸载槽；1061、第一径向卸载槽；1062、第二径向卸载槽；2、主轴承；3、轴套；4、锁紧螺母；5、齿轮箱涨紧套。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至图3所示，本实施例的风力发电机主轴，包括主轴本体1，主轴本体1的一端设置有法兰101，主轴本体1的另一端设有用于安装齿轮箱涨紧套5的第二安装部105，主轴本体1在靠近法兰101一端上设置有轴肩102，法兰101与轴肩102之间圆弧过渡，主轴本体1上设置有用于安装主轴承2的第一安装部104，主轴本体1上于第一安装部104或/和第二安装部105的至少一侧设置有环形的径向卸载槽106。本实用新型的风力发电机主轴，在主轴本体1上于第一安装部104或/和第二安装部105的至少一侧设置有环形的径向卸载槽106，能够避免或降低主轴本体1与各装配件（包括主轴承2和齿轮箱涨紧套5等）过盈配合安装时，在过盈与非过盈的交界处产生的边缘应力，使应力向卸载槽转移，改变主轴本体1过盈表面的应力分布，从而避免或减少主轴本体1过盈边缘出现的微动磨损、疲劳等现象，提升主轴本体1的使用寿命。

本实施例中，主轴本体1上于第一安装部104的至少一侧设置的径向卸载槽106为第一径向卸载槽1061，第一径向卸载槽1061延伸至第一安装部104以使主轴承2的边缘呈悬空状，如图2所示，另外一侧的结构与此相同。具体地，第一径向卸载槽1061的截面呈圆弧状或U型状或其它形状。另外，主轴本体1上于第二安装部105的一侧设置的径向卸载槽106为第二径向卸载槽1062，第二径向卸载槽1062延伸至第二安装部105以使齿轮箱涨紧套5的边缘呈悬空状，具体结构参照图2所示。

本实施例中，法兰101与轴肩102之间的圆弧过渡部分103包括多段依次连接的过渡圆弧结构。由于法兰101一侧会传入一定的交变载荷而承受一定的变形，变形会经圆弧过渡部分103向主轴承2一侧传递，从而导致主轴承2过盈配合的交界处也会存在一定的应力集中，而将圆弧过渡部分103设置成多段依次连接的过渡圆弧结构，能够有效将变形均匀分布在过渡圆弧结构上，避免集中在某一局部而使局部存在微动磨损、疲劳等现象，提高主轴本体1的刚度。

本实用新型的风力发电机主轴，在主轴本体1各段进行径向卸载槽106以及圆弧过渡的设计，提高了整个主轴本体1的抗疲劳强度，有效提高主轴本体1整体设计强度，提高其使用寿命。

如图4和图5所示，本实用新型还公开了一种风力发电机主轴结构，包括主轴承2、齿轮箱涨紧套5和如上所述的风力发电机主轴，齿轮箱涨紧套5过盈配合安装于主轴本体1一端的第二安装部105上，主轴承2过盈配合安装于主轴本体1的第一安装部104上，主轴承2两侧的主轴本体1上设置有轴套3，主轴承2一侧的主轴本体1上设置有与轴套3连接的锁紧螺母4，用于对主轴承2进行轴向限位。本实用新型的风力发电机主轴结构同样具有如上主轴所述的优点，结构简单、设计合理。

如图5所示，本实施例中，主轴承2两端与主轴本体1过盈配合的边缘呈圆弧过渡，从而能够避免主轴承2两端与主轴本体1呈线接触，进一步避免应力的集中。另外，其它过盈装配的部件（如齿轮箱涨紧套5）的一端与主轴本体1过盈配合的边缘也呈圆弧过渡。

本实用新型的风力发电机主轴结构，在主轴本体1与各装配件过盈配合的边缘设置径向卸载槽106，并将各装配件的边缘设置成圆弧过渡（也叫突悬结构），改变主轴本体1过盈配合表面的应力分布，使应力向径向卸载槽106转移，降低过盈边缘应力。在不改变主轴本体1轴径的前提下，通过以上径向卸载槽106、突悬结构以及多段圆弧过渡等结构的集成优化，提高主轴本体1的微动疲劳强度，解决了主轴结构疲劳瓶颈问题，即不增加主轴本体1径向尺寸和成本而解决主轴结构疲劳瓶颈问题，大大降低了风力发电机传动链系统的尺寸和成本。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。