[发明专利]一种风力发电机齿轮箱减振器及其减振保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减振器及其减振保护方法，尤其涉及一种风力发电机齿轮箱减振器及其减振保护方法，本发明中的减振器一般应用于双馈式风力发电机的缓冲与减振，也可以适用于机车车辆、船舶、工程机械等设备的隔振系统。

背景技术

风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比，风力发电不依赖外部能源；风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。随着国际风电市场大型化、离岸化的发展趋势，兆瓦级的大功率风力发电机组将成为主流。大多数风机为双馈式与半直驱式机组，其在运行过程中平稳性非常重要。随着低风速风场配套基础设施的不断完善，使得低风速大叶片风力发电机组的应用快速发展。国内各大整机厂商纷纷推出自己的新机型，在机组研制没有完全成熟的情况下，迅速大批量装机运行，使得风机在运行过程中遇到许多问题。由于低风速区的风特性研究不足，加上风机变桨系统存在缺陷，常常导致传动系统超载。齿轮箱减振器在传动系统中最为薄弱，一般最先发生破坏，从而影响机组的正常运行。

现有的齿轮箱减振器在异常情况下的使用寿命短，尤其是在疲劳载荷较大的情况下，常出现橡胶掉粉、开裂，甚至弹性体的隔板变形，刚度严重下降；此时齿轮箱的位移较大，当变形位移达到一定值时，将导致与齿轮箱输出轴相连的联轴器发生破坏，引发齿轮箱输出值、发电机输入轴损坏。

申请公布号为CN 101725482A，申请公布日为2010年6月9日的中国发明专利公开了一种风力发电机齿轮箱用阻尼复合型变刚度减振支撑，其主要是由一个上轭、一个下轭、四个中空立柱、上、下弹性体、上、下底座和连接部件组成；其中上轭、下轭和四根中空立柱为金属构件，通过连接部位组成减振支撑的组合式主体框架；主体框架上复合有粘弹性阻尼减振层，为减振支撑提供一定的阻尼减振能力；上、下弹性体分别与上、下底座组合到一起构成非线性刚度弹性部件后分别固定到上、下轭上；整个减振支撑通过相关部件连接并固定到风力发电机组主机机架上，齿轮箱转矩臂置于上下弹性体之间形成弹性隔离状态。

上述专利文献中的减振支撑是通过上、下弹性体来对齿轮箱进行减振支撑的，但是当上、下弹性体长期处于疲劳载荷较大、齿轮箱的位移较大的情况下，上、下弹性体还是会出现橡胶掉粉、开裂，甚至弹性体的隔板变形，刚度严重下降的问题，从而影响到减振支撑的使用寿命，进一步导致发生与齿轮箱输出轴相连的联轴器发生破坏，引发齿轮箱输出值、发电机输入轴损坏等问题。

综上，如何设计一种风力发电机齿轮箱减振器及其减振保护方法，使其在处于疲劳载荷较大、齿轮箱位移较大的情况下，能够避免出现自身橡胶掉粉、开裂，甚至弹性体的隔板变形，刚度严重下降的问题，减振效果好、使用寿命长，从而进一步避免当齿轮箱变形位移达到一定值时，导致与齿轮箱输出轴相连的联轴器发生破坏，引发齿轮箱输出值、发电机输入轴损坏是急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种风力发电机齿轮箱减振器及其减振保护方法，当其在处于疲劳载荷较大、齿轮箱位移较大的情况下，其能避免出现自身橡胶掉粉、开裂，甚至弹性体的隔板变形，刚度严重下降的问题，减振效果好、使用寿命长，从而进一步避免当齿轮箱变形位移达到一定值时，导致与齿轮箱输出轴相连的联轴器发生破坏，引发齿轮箱输出值、发电机输入轴损坏的问题发生。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种风力发电机齿轮箱减振器，包括主框架，所述主框架包括两侧的支撑柱、设置在所述两侧的支撑柱一端的垫板、设置在所述两侧的支撑柱另外一端的横梁；上叠层弹簧和下叠层弹簧，其分别设置在所述横梁和垫板上的相对面上；通过螺杆依次穿过所述横梁、两侧的支撑柱、垫板和发电机组主机架从而将所述主框架连接到发电机组主机架上，所述上叠层弹簧和下叠层弹簧均开有空腔，所述风力发电机齿轮箱减振器还包括上缓冲垫和下缓冲垫，其分别设置在所述横梁和垫板上的相对面上且分别位于所述上叠层弹簧和下叠层弹簧的空腔内；齿轮箱扭力臂置于所述上叠层弹簧和下叠层弹簧之间且与所述上叠层弹簧和下叠层弹簧相接触。

优选的，所述上叠层弹簧和下叠层弹簧均包括多层隔板和设置在所述多层隔板之间的多层弹簧橡胶体且最靠近所述齿轮箱扭力臂的一层隔板上还设置有一层弹簧橡胶体；所述隔板和弹簧橡胶体通过硫化形成一体。

优选的，所述上叠层弹簧和下叠层弹簧的空腔均为通孔状，所述上缓冲垫和下缓冲垫的一端分别设置在所述横梁和垫板上的相对面上，其另外一端分别与齿轮箱扭力臂留有间隙一。