[发明专利]风轮机、将风轮机的传动系的第一传动系部件联接到该传动系的第二传动系部件上的方法及风轮机的使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种风轮机、联接方法及风轮机的使用，所述风轮机包括传动系，该传动系具有至少一个用于将第一传动系部件连接到第二传动系部件的联接器，所述方法用于将风轮机的传动系的第一传动系部件联接到传动系的第二传动系部件上。

背景技术

现有技术中已知的风轮机包括锥形风轮机塔筒和位于塔筒顶部的风轮机机舱。具有多个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到该机舱，该低速轴从机舱前面向外伸出，如图1中所示。

随着大型现代风轮机在尺寸和电力输出二者上变得越来越大，通过风轮机的传动系-亦即从转子到发电机-传送转矩的问题变得更显著。

传动系通常包括多个互连的传动系部件，例如转子、主轴、一个或多个齿轮箱、制动系统、过载保护系统和发电机，其中不同的传动系部件通过某种可拆卸或可卸下的联接器互连，从而能将转矩在各部件之中或之间传送，而同时能卸下和/或更换各个传动系部件。

在传动系中设置联接器的一种已知方法是使用所谓的收缩盘。该收缩盘通过将锁紧螺钉夹持负荷转变成施加到安装好的部件的轴上的径向接触压力而起作用，从而“收缩”到轴上。理想地，这种类型的联接器将产生零齿间隙机械干涉配合，然而，宽摩擦接合(如大转矩传送所需的)对轴弯曲和旋转负荷很敏感，因为这可以引起微滑移和随后的磨损或摩擦腐蚀。另外，当转矩超过接合能力时，联接器可能滑移且局部焊接在一起。一旦发生这种情况，联接器将很难再次移开，并且移开通常将破坏接合的轴中之一或全部两个。

从欧洲专利申请EP1445484A1还已知为风轮机设置摩擦联接器，该摩擦联接器利用螺栓在一个或多个盘的径向延伸表面上产生夹持力。然而，这种类型联接器复杂而很难拆卸。

因此，本发明的一个目的是为风轮机的传动系提供有利的转矩传送联接技术。

发明内容

本发明提供一种包括传动系的风轮机。该传动系包括至少一个转子、一发电机和至少一个联接器，该转子用于将风力转变成转子轮毂的旋转，以便提供驱动转矩，该发电机用于将驱动转矩的至少一部分转变成电力，该联接器用于将第一传动系部件连接到第二传动系部件，以便在所述部件之间传送所述驱动转矩。该联接器包括第一联接器部分，该第一联接器部分具有第一联接区，第一联接区与第二联接器部分的第二联接区连接，由此在所述联接器的运行期间将驱动转矩从所述联接区之一传送到所述联接区中的另一个，其中第一联接区设有第一形配合结构(positive engagingstructure)，该第一形配合结构接合第二联接区的对应的第二形配合结构，其中第一和第二形配合结构二者分别从第一和第二联接器部分的外周边附近或外周边处向内延伸。

将风轮机制成使得所有传动系部件在风轮机的运行期间始终保持完美而刚性的对准实际上是不可能的或者至少很复杂且造价昂贵。尤其是由于通过风轮机的传动系传送的负荷经常改变，这特别例如因经常改变的风向、风速、转子上的风剪力、气象条件和对应的运行参数如摆动角、叶片的桨距角、偏航角的改变以及当然由于转子持续旋转而使从各个叶片传送的负荷的任何变化都在各传动系部件的至少某个上起旋转矩阵或径向力作用。

因此，为联接区设置相互接合的形配合结构是有利的，因为由此可以保证大转矩负荷始终基本上在不磨损联接器的情况下传送。

在本发明的一方面中，所述第一和第二联接区包括轴向机构，该轴向机构用于通过所述联接器至少朝一个方向传送轴向负荷。

通过为联接区设置用于通过联接器至少朝一个方向传送轴向负荷的轴向负荷机构，可以保证，如果轴向负荷是通过联接器传送，则联接区的不同区域处稍微被拉开或更牢固地压缩在一起或二者。这是有利的，因为即使这种设计在理论上允许联接器中的轴向运动，该联接器也能在基本没有磨损的情况下处理该轴向运动，且由于各联接区包括相互接合的形配合结构，所以联接器的转矩传送质量基本上不受轴向负荷的影响，即使这是通过旋转的径向负荷完成也如此。

在本发明的一方面中，所述轴向机构这样设置，即，建立所述联接区，以使它们不与所述联接器的旋转轴线平行。

如果联接区与联接器的旋转轴线平行，则其中一个联接区必须装配到另一个中，像例如常规键槽轴连接、六花键插口连接或收缩盘(shrink-disc)联接。但这些联接或连接类型在传送轴向负荷时较差，且它们当受到来自轴弯曲的旋转负荷或穿过轴承的不平衡负荷时，特别易于磨损。

只要联接区不与联接器的旋转轴线平行，就可为联接器设置能至少朝一个方向传送轴向负荷的轴向机构，并因此实现如果联接器受旋转负荷影响，则能通过联接器在基本上不磨损它的情况下传送不平衡负荷。