[发明专利]一种设有加强层的风电主轴及其加工工艺

权利要求书

1.一种设有加强层的风电主轴，其特征在于，所述风电主轴包括芯轴和套轴，在芯轴与套轴之间设有碳纤维模套层或碳纤维网层，风电主轴设有轴向中心孔，风电主轴的一端设有法兰盘。

2.如权利要求1所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，在所述芯轴的表面设有轴向凹槽或螺旋凹槽，在芯轴的端部和法兰的环面上分别设有环形凹槽，环形凹槽内装配有弹簧涨圈，弹簧涨圈上均布有穿线孔，用碳纤维丝穿过第一弹簧涨圈上的穿线孔，碳纤维丝一端的端部通过系扣卡在第一弹簧涨圈一侧的穿线孔外，碳纤维丝的另一端穿过设置在芯轴另一端部的第二弹簧涨圈，再穿过设置在法兰盘环面上的环形凹槽内的第三弹簧涨圈，并通过系扣卡在第三弹簧涨圈一侧的穿线孔外。

3.如权利要求2所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，所述螺旋凹槽包括若干条左螺旋凹槽和/或若干条右螺旋凹槽，所述碳纤维丝紧密地嵌入在若干条左螺旋凹槽和/或若干条右螺旋凹槽内。

4.如权利要求2或3所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，在所述轴端部的环形凹槽为设置在螺母外表面上的凹槽或台阶，螺母与设置在芯轴端部的螺纹段螺纹配合。

5.如权利要求1所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，所述碳纤维膜是由碳纤维丝编织成的斜纹布套式的结构，碳纤维膜紧配合套装在芯轴的外表面，在芯轴的两端分别设有环形凹槽，通过弹簧涨圈将碳纤维膜的两端固定夹持在环形凹槽内。

6.如权利要求1所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，所述芯轴的外表面与套轴的内表面之间紧密的过盈配合。

7.如权利要求6所述的设有加强层的风电主轴，其特征在于，所述套轴的一端覆盖芯轴的一端，所述套轴的另一端覆盖法兰盘的一侧及法兰盘的外边缘。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述设有加强层风电主轴的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包括如下步骤：

步骤一、按设计尺寸加工芯轴与套轴；

步骤二、在芯轴的表面加工用于镶嵌碳纤维丝的轴向槽或螺旋凹槽；

步骤三、在芯轴的一端加工出螺纹段，在芯轴的另一端及法兰盘的外缘面上加工出用于嵌入弹簧涨圈的环形凹槽；

步骤四、制作用于与芯轴一端的螺纹段配合的螺母，螺母的外表面加工出用于弹簧涨圈嵌入的环形凹槽或台阶；

步骤五、加工用于嵌入环形凹槽的弹簧涨圈，在弹簧涨圈上加工出用于穿过碳纤维丝的穿线孔；

步骤六、将弹簧涨圈放置在模架上，用碳纤维丝按顺序逐次穿过第一弹簧涨圈、第二弹簧涨圈、第三弹簧涨圈上均布的穿线孔，最终碳纤维丝的两端通过系扣或端部夹紧件卡在第一弹簧涨圈、第三弹簧涨圈的穿线孔外侧；

步骤七、将穿有碳纤维丝的第一弹簧涨圈、第二弹簧涨圈和第三弹簧涨圈分别卡装入螺母上用于弹簧涨圈嵌入的环形凹槽或台阶、芯轴的另一端及法兰盘的外缘面上用于嵌入弹簧涨圈的环形凹槽内；

步骤八、通过调节螺母使嵌入凹槽内的碳纤维丝产生预紧力，然后通过贝母锁紧螺母；

步骤九、将嵌装有碳纤维丝的芯轴放入冷库中冷冻，将套轴放入加人炉内加热；

步骤十、将冷冻后的芯轴与加热后的套轴套装在一起，待套装后的风电主轴达到常温后即可用于后续的及加工。

9.如权利要求8所述的设有加强层风电主轴的加工工艺，其特征在于，所述第三弹簧涨圈上的若干个穿线孔之间的孔距大于法兰端面上螺栓孔的直径，使得碳纤维线从两两螺栓孔之间穿过。

10.如权利要求8所述的设有加强层风电主轴的加工工艺，其特征在于，所述芯轴放入冷库中冷冻的温度为-90～-190℃，冷冻时间为1～3小时，所述套轴放入加人炉内加热的加热温度为150～260℃，加热时间为40～80分钟。