[实用新型]一种风力发电机组用联轴器

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机组用联轴器，包括输入端半联轴器（与输入轴通过花键联接）、输出端半联轴器（由制动盘中间部分构成且与输出轴螺栓联接）以及联接两个半联轴器的若干个尼龙销和普通螺栓。花键联接可为输入轴在运行过程中的轴向、径向及角向位移提供动态补偿；输出端半联轴器的外延结构可用作制动盘；尼龙销和联接螺栓基于传动扭矩阈值进行设计与选型，输出轴负载扭矩超过阈值后，尼龙销及螺栓联接断裂失效，断开联轴器的联接，起到安全保护的作用。该联轴器结构简单、功能复合且成本较低，实现了正常扭矩传递、输入轴综合位移补偿、维护制动以及安全保护四项功能，同时便于安装和维护。

技术领域

本实用新型专利涉及一种风力发电机组用联轴器，属于风力发电技术领域。

背景技术

风电是可再生能源领域中最具大规模开发价值和商业化发展前景的发电方式，可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。

风力发电机的传动系是风电机组的核心部件，整机商在系统集成时通常采用的方案是：主轴、齿轮箱和发电机由不同的零部件供应商独立设计与提供，在传动系高速轴设置联轴器，将齿轮箱的输出轴与中高速发电机的转轴联接。

联轴器的作用主要是：1）实现传动系高速轴或低速轴中转矩的有效传递；2）为齿轮箱的输出轴与发电机转轴之间在轴向、径向与角向的位移进行动态补偿；3）当风电机组的负载端（即发电机输出端，通常直接或通过变流器与电网联接）出现故障时，保证传动系机械零部件承受的转矩在设计范围之内，避免齿轮箱等关键零部件受到损伤，同时延迟风机因故障停机脱网的时间。

目前常见的联轴器采用两个半联轴器的方案，每个半联轴器利用胀紧套或花键联接与传动系中零部件的输出端或输入端联接，两个半联轴器之间添加摩擦片式力矩限制装置后使用螺栓联接，通过调节螺栓的预紧实现传递力矩与限制力矩的效果。专利CN205036515 U，CN 103375498 B，CN 208380755 U与CN 201284799 Y等都是基于上述方案开展应用的。这种方案存在三个缺点：1）每个零部件的输出端或输入端都要使用半联轴器，增加了传动系的成本；2）力矩限制阈值不能精确的设置，存在一定的误差，当叶轮输入载荷出现较大波动时，过于保守的设置可能影响正常发电时的力矩传递；3）摩擦式力矩限制的效果在发生打滑现象之后会打折扣，增加了风险。

发明内容

一种风力发电机组用联轴器包括输入端半联轴器，与输入轴通过花键联接；输出端半联轴器，由制动盘中间部分构成且与输出轴通过螺栓联接；尼龙销和螺栓，联接输入端半联轴器与输出端半联轴器。

输出轴是发电机转轴，其内径大于输入轴外径，将输入轴包围在内部。发电机内部或端盖上设置有至少一组轴承及轴承座支撑输入轴在输出轴内部旋转。输入轴与半联轴器，输出轴与制动盘中间部分，输入端半联轴器与输出端半联轴器的联接均位于发电机的尾部，发电机的后端盖拆卸后可以直接进行安装与维护工作。输入端半联轴器与输出端半联轴器的联接为刚性联接，输入轴与半联轴器的联接为输入轴在运行中出现的轴向、径向以及角向位移提供动态补偿。

输入端半联轴器与输出端半联轴器的螺栓联接，或者输出端半联轴器与输出轴的螺栓联接，或者制动盘的中间部分添加有绝缘材料, 形成输入轴与输出轴的电气绝缘。

尼龙销和螺栓根据传动扭矩阈值进行设计与选型，输出轴负载扭矩超过阈值后，尼龙销与螺栓断裂失效，输入端半联轴器与输出端半联轴器的联接断开。

本实用新型的有益效果是：本实用新型为风电机组的传动系提供了一种复合联轴器。该结构利用发电机的制动盘与花键联轴器的联接实现了正常扭矩传递、输出轴综合位移补偿、维护制动及安全保护四种功能。同时摒弃了传统的摩擦式力矩限制装置，通过尼龙销和螺栓自身的承载能力完成安全保护的效果。整体结构简单、功能复合、成本低并且便于安装与维护。

附图说明

图1为一种风力发电机组用联轴器示意图