一种分体式风力发电机轮毂的制作方法

1.本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种分体式风力发电机轮毂。


背景技术：

2.主轴和叶片，作用是将风力对叶片的作用载荷传递给主轴以及齿轮箱。随着风力发电机组的大型化发展趋势，轮毂的体积与质量也越来越大，增加了工艺难度和制造成本。基于此，出现了分体式轮毂，将多个轮毂分体拼接成一个轮毂整体，有效减少单件体积。
3.发明专利cn112283019a公开了一种风力发电机组的组合式轮毂结构及风力发电机组，包括第一分配轮毂、第二分片轮毂和第三分片轮毂，将三者依次首尾相接形成闭合式结构，虽减小了单件体积，但是组装难度较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种分体式风力发电机轮毂，降低组装难度。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种分体式风力发电机轮毂，包括上片轮毂、下片轮毂和定位组件；
6.所述的上片轮毂和下片轮毂通过紧固件可拆卸连接，在上片轮毂和下片轮毂之间设置定位组件；
7.所述的上片轮毂和下片轮毂上分别设有上片叶片轴承法兰和下片叶片轴承法兰，上片叶片轴承法兰和下片叶片轴承法兰能拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。
8.优选地，所述的上片轮毂包括一体成型的上片叶片轴承法兰、上片框架和上片腹板；
9.所述的下片铸件包括一体成型的下片叶片轴承法兰、下片框架和下片腹板；
10.所述的上片框架与下片框架之间、上片腹板与下片腹板之间均通过紧固件紧固，紧固后上片叶片轴承法兰和下片叶片轴承法兰拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。
11.进一步优选地，所述的上片框架和下片框架上均设有对应的第一连接法兰，紧固件通过第一连接法兰紧固上片框架和下片框架。
12.更进一步优选地，所述的第一连接法兰与框架一体成型。
13.更进一步优选地，所述的上片框架和下片框架内侧均设有对应的框架加强凸台，框架加强凸台与框架一体成型，且与第一连接法兰位于同一高度。
14.进一步优选地，所述的上片腹板和下片腹板上均设有对应的第二连接法兰，紧固件通过第二连接法兰紧固上片腹板和下片腹板。
15.更进一步优选地，所述的第二连接法兰与腹板一体成型。
16.更进一步优选地，所述的上片腹板和下片腹板内侧均设有对应的腹板加强凸台，腹板加强凸台与腹板一体成型，且与第二连接法兰位于同一高度。
17.优选地，所述的定位组件包括安装导向销和定位抗剪销；
18.所述的安装导向销可拆卸安装在下片轮毂上，上片轮毂上设有与安装导向销对应
的安装导向销孔，定位抗剪销设置在下片轮毂上，上片轮毂上设有与定位抗剪销对应的定位抗剪销孔。
19.进一步优选地，所述的安装导向销包括光杆段和外螺纹段，安装导向销通过外螺纹段可拆卸安装在下片轮毂的螺纹孔上，光杆段高出下片轮毂。
20.进一步优选地，所述的上片轮毂与下片轮毂之间设置有三组安装导向销和定位抗剪销，其中一组中的定位抗剪销为实体销，另外两组中的定位抗剪销为弹簧开口销或削边销。
21.优选地，所述的下片轮毂上设置有抗剪止口槽，上片轮毂与下片轮毂拼接完成后，抗剪止口槽位于上片轮毂外侧。
22.优选地，所述的紧固件为螺栓。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
24.1.本发明将轮毂分为上片轮毂和下片轮毂，分片铸造和加工，然后装配时通过紧固件连接在一起，配合定位组件，可以降低组装难度，降低铸造、加工、运输、安装的难度，有效降低轮毂铸件的生产成本；
25.2.本发明定位组件便于分体轮毂组装，降低装配车间的安装难度，同时可以防止分体轮毂之间的相互滑移错动；
26.3.本发明定位组件通过安装导向销和定位抗剪销的配合设置，通过安装导向销进行初始安装导向，利用定位抗剪销进行上下片的精确配合，降低组装难度；
27.4.本发明剪止口槽可避免上下片轮毂在风力发电机工作过程中，上下片之间错动，扭转，滑移等问题；
28.5.本发明定位抗剪销采取一个实体销和两个弹簧销安装在开有定位销孔的下片轮毂上，且定位销与轮毂之间属于精密配合，既可起到良好的定位效果，又可避免出现过定位的问题；定位抗剪销还可起到预防螺栓受剪效果，当通过螺栓连接的上下片轮毂出现相对滑移时，抗剪销通过配合会优先与轮毂孔壁接触，阻止轮毂之间的进一步相对错动，进而可起到保护螺栓的作用；
29.6.本发明腹板与框架一体成型，可以增加上/下片轮毂的刚度和强度，使得轮毂系统能抵抗更大的叶根载荷；
30.7.本发明腹板上的第二连接法兰既可以起到连接上下片铸件的作用，同时法兰也会起到增加轮毂刚度的有力作用，抵抗更大的变形；
31.8.本发明通过框架加强凸台和腹板加强凸台的设置，可以起到结构加强和稳定作用；
32.9.本发明可解决大轮毂的生产制造难、运输尺寸大、供应链短缺等带来的影响，在满足现有叶片接口和主轴接口的前提下，对整体式铸件轮毂进行分体铸造、分体加工，通过法兰螺栓进行连接为一体，可以降低此类轮毂铸造、加工、运输的难度。
附图说明
33.图1为本发明分体式风力发电机轮毂的结构示意图；
34.图2为本发明上片轮毂的结构示意图；
35.图3为本发明下片轮毂的结构示意图；
36.图4为本发明定位组件的结构示意图；
37.图5为本发明下片轮毂的局部示意图；
38.图6为本发明上片轮毂的结构示意图；
39.图7为本发明安装导向销的结构示意图；
40.图中：1-上片轮毂，11-上片叶片轴承法兰，12-上片框架，13-上片腹板，14-安装导向销孔，15-定位抗剪销孔，2-下片轮毂，21-下片叶片轴承法兰，22-下片框架，23-下片腹板，24-螺纹孔，25-光孔，3-定位组件，31-安装导向销，311-倒角，312-内六角孔，32-定位抗剪销，4-第一连接法兰，5-框架加强凸台，6-第二连接法兰，7-腹板加强凸台，8-抗剪止口槽。
具体实施方式
41.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
42.实施例1
43.一种分体式风力发电机轮毂，如图1所示，包括上片轮毂1、下片轮毂2和设置在上下片轮毂之间的定位组件3，上下片轮毂通过紧固件可拆卸连接。
44.上片轮毂1上设有上片叶片轴承法兰11，下片轮毂2上设有下片叶片轴承法兰21，当上下片轮毂通过紧固件紧固连接后，上片叶片轴承法兰11和下片叶片轴承法兰21拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。
45.实施例2
46.一种分体式风力发电机轮毂，上片轮毂1的结构如图2所示，包括一体成型的上片叶片轴承法兰11、上片框架12和上片腹板13，下片轮毂2的结构如图3所示，包括一体成型的下片叶片轴承法兰21、下片框架22和下片腹板23，同时，在上片框架12和下片框架22外侧一体成型有对应的第一连接法兰4，在上片腹板13和下片腹板23外侧一体成型有对应的第二连接法兰6，多个紧固件通过第一连接法兰4紧固上片框架12和下片框架22，通过第二连接法兰6紧固上片腹板13和下片腹板23。本实施例中，紧固件为螺栓，连接法兰上设有螺栓通孔。其余与实施例1相同。
47.实施例3
48.一种分体式风力发电机轮毂，上片框架12和下片框架22内侧对应设置有框架加强凸台5，框架加强凸台5与框架一体成型，上片腹板13和下片腹板23内侧对应设置有腹板加强凸台7，腹板加强凸台7与腹板一体成型。
49.同一分片轮毂中第一连接法兰4、第二连接法兰6、框架加强凸台5和腹板加强凸台7位于同一高度。其余与实施例2相同。
50.实施例4
51.一种分体式风力发电机轮毂，如图4所示，定位组件3包括安装导向销31和定位抗剪销32。如图5～6所示，安装导向销31可拆卸安装在下片轮毂2的螺纹孔24上，上片轮毂1上设有与安装导向销3对应的安装导向销孔14，定位抗剪销32设置在下片轮毂2的光孔25上，上片轮毂1上设有与定位抗剪销32对应的定位抗剪销孔15。安装导向销31起到初始安装导
向效果，确保初始安装时，防止错位的发生，可以降低装配车间的安装难度，定位抗剪销32用于上下片轮毂之间的精确配合。其余与实施例3相同。
52.实施例5
53.一种分体式风力发电机轮毂，安装导向销31的结构如图7所示，包括光杆段和外螺纹段，安装导向销31通过外螺纹段可拆卸安装在下片轮毂2上，光杆段前端设置有倒角311，可穿过安装导向销孔14用于初始的粗导向安装，外螺纹段尾端设置内六角孔312，便于安装导向销31的安装拆卸。其余与实施例4相同。
54.实施例6
55.一种分体式风力发电机轮毂，下片轮毂2的第二连接法兰6边缘设有抗剪止口槽8。本实施例中：
56.1、安装导向销31，用于上下片轮毂初始对接时的初始导向定位，且安装导向销31前端设计大长倒角311用于导向，尾部螺纹设计，用于安装固定在下片轮毂2。尾端部加工内六方倒角(内六角孔312)，用于导向销的拧紧操作。
57.2、定位抗剪销32，用于上下片轮毂的精确定位，通过定位抗剪销32和销孔的精确配合，来保证上下片轮毂的相对位置达到精确配合。
58.3、抗剪止口槽8，用于风力发电机工作过程中，防止上下片轮毂之间的相互错位滑移。
59.在对上下片轮毂进行拼接组装时，将带有螺纹的安装导向销31安装在开有螺纹孔24的下片轮毂2上。安装导向销31安装后，要高出轮毂法兰面，确保上片轮毂1接触到下片轮毂2之前，安装导向销31的光杆段已经插入到上片轮毂1的安装导向销孔14内，用于初始的粗导向安装。
60.安装导向销31起到初始安装导向后，定位抗剪销32用于上下片轮毂之间的精确配合，然后紧固上下片轮毂之间的螺栓，拔出安装导向销31。其余与实施例5相同。
61.实施例7
62.一种分体式风力发电机轮毂，上片框架12顶部设置有变桨轴承法兰，底部通过紧固件连接下片轮毂2，侧面设置三个上片叶片轴承法兰11，上片腹板13设置在上片叶片轴承法兰11内侧，下片框架22底部设置主轴法兰，顶部通过紧固件连接上片轮毂1，侧面设置三个下片叶片轴承法兰21，下片腹板23设置在下片叶片轴承法兰21内侧。上片轮毂1和下片轮毂2通过紧固件紧固连接后，形成三个完整的叶片轴承法兰。上片轮毂1和下片轮毂2用于结构承载，分别连接变桨轴承法兰和主轴法兰，承受来自叶根处的载荷。其余与实施例6相同。
63.实施例8
64.一种分体式风力发电机轮毂，上片轮毂1和下片轮毂2的拼接面围成三角形结构，在上下片轮毂之间设有三组安装导向销31和定位抗剪销32，为防止过定位的存在，其中两个定位抗剪销32会有开槽设计，即其中一组中的定位抗剪销32为实体销，另外两组中的定位抗剪销32为弹簧开口销或削边销。螺纹孔24和光孔25设置在下片轮毂2拼接面的三角，安装导向销孔14和定位抗剪销孔15设置在上片轮毂1拼接面的三角。其余与实施例7相同。
65.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领
域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种分体式风力发电机轮毂，其特征在于，包括上片轮毂(1)、下片轮毂(2)和定位组件(3)；所述的上片轮毂(1)和下片轮毂(2)通过紧固件可拆卸连接，在上片轮毂(1)和下片轮毂(2)之间设置定位组件(3)；所述的上片轮毂(1)和下片轮毂(2)上分别设有上片叶片轴承法兰(11)和下片叶片轴承法兰(21)，上片叶片轴承法兰(11)和下片叶片轴承法兰(21)能拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。2.根据权利要求1所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片轮毂(1)包括一体成型的上片叶片轴承法兰(11)、上片框架(12)和上片腹板(13)；所述的下片铸件(2)包括一体成型的下片叶片轴承法兰(21)、下片框架(22)和下片腹板(23)；所述的上片框架(11)与下片框架(21)之间、上片腹板(13)与下片腹板(23)之间均通过紧固件紧固，紧固后上片叶片轴承法兰(11)和下片叶片轴承法兰(21)拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。3.根据权利要求2所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片框架(12)和下片框架(22)上均设有对应的第一连接法兰(4)，紧固件通过第一连接法兰(4)紧固上片框架(12)和下片框架(22)。4.根据权利要求3所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片框架(12)和下片框架(22)内侧均设有对应的框架加强凸台(5)，框架加强凸台(5)与框架一体成型，且与第一连接法兰(4)位于同一高度。5.根据权利要求2所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片腹板(13)和下片腹板(23)上均设有对应的第二连接法兰(6)，紧固件通过第二连接法兰(6)紧固上片腹板(13)和下片腹板(23)。6.根据权利要求5所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片腹板(13)和下片腹板(23)内侧均设有对应的腹板加强凸台(7)，腹板加强凸台(7)与腹板一体成型，且与第二连接法兰(6)位于同一高度。7.根据权利要求1所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的定位组件(3)包括安装导向销(31)和定位抗剪销(32)；所述的安装导向销(31)可拆卸安装在下片轮毂(2)上，上片轮毂(1)上设有与安装导向销(31)对应的安装导向销孔(14)，定位抗剪销(32)设置在下片轮毂(2)上，上片轮毂(1)上设有与定位抗剪销(32)对应的定位抗剪销孔(15)。8.根据权利要求7所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的安装导向销(31)包括光杆段和外螺纹段，安装导向销(3)通过外螺纹段可拆卸安装在下片轮毂(2)的螺纹孔上，光杆段高出下片轮毂(2)。9.根据权利要求7所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的上片轮毂(1)与下片轮毂(2)之间设置有三组安装导向销(31)和定位抗剪销(32)，其中一组中的定位抗剪销(32)为实体销，另外两组中的定位抗剪销(32)为弹簧开口销或削边销。10.根据权利要求1所述的分体式风力发电机轮毂，其特征在于，所述的下片轮毂(2)上设置有抗剪止口槽(8)，上片轮毂(1)与下片轮毂(2)拼接完成后，抗剪止口槽(8)位于上片
轮毂(1)外侧。

技术总结
本发明涉及一种分体式风力发电机轮毂，包括上片轮毂(1)、下片轮毂(2)和定位组件(3)；所述的上片轮毂(1)和下片轮毂(2)通过紧固件可拆卸连接，在上片轮毂(1)和下片轮毂(2)之间设置定位组件(3)；所述的上片轮毂(1)和下片轮毂(2)上分别设有上片叶片轴承法兰(11)和下片叶片轴承法兰(21)，上片叶片轴承法兰(11)和下片叶片轴承法兰(21)能拼合构成圆环形的叶片轴承法兰。与现有技术相比，本发明可降低组装难度，增加上/下片轮毂的刚度和强度。增加上/下片轮毂的刚度和强度。增加上/下片轮毂的刚度和强度。


技术研发人员：陶博 耿伟浩 韩鲁明 陈伟梁 李洪锵 李爱平
受保护的技术使用者：远景能源有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/6/7