一种小型变桨风力机轮毂结构及安装方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体是一种小型变桨风力机轮毂结构及安装方法。

背景技术

目前，现有的小型风力机主要采用定桨距结构，叶片通过螺栓固定安装在轮毂上，轮毂的结构也相对简单，但随着风力机发电技术的发展，普通的定桨距风力机已不能满足风力机对功率调控的要求，风力机逐渐向着变桨距风力机的方向发展，而现有的变桨距风力机大都是被动变桨距调节风力机，在功率调控方面还存在很多不足之处，例如变桨动作主要来源于离心飞锤产生的离心力作为动力源，存在明显的迟滞现象，同时离心力很难准确估算，致使弹簧装置长时间使用后容易失效。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种小型变桨风力机轮毂结构及安装方法，结构简单，能够主动变桨，且能适应新型变桨机构的安装布置。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种小型变桨风力机轮毂结构，包括轮毂本体，所述轮毂本体外壁上环形阵列设有若干个叶片传动件，所述叶片传动件的一端插入轮毂本体中且与轮毂本体转动连接，所述叶片传动件插入轮毂本体的一端设有齿轮，所述轮毂本体的中部连接有中空主轴，所述中空主轴内设有推杆，所述推杆与中空主轴滑动连接，所述推杆的一端向外伸出中空主轴，所述推杆向外伸出中空主轴的一端设有同步叉，所述同步叉上设有与齿轮啮合的齿条。

优选的，所述轮毂本体与叶片传动件之间通过变桨轴承转动连接。

优选的，所述轮毂本体的外壁上环形阵列设有若干个连接套，所述连接套的数量与叶片传动件的数量相同，所述连接套与轮毂本体的内腔连通，所述连接套远离轮毂本体的一端设有轮毂法兰盘，所述连接套上设有轮毂安全销孔，所述叶片传动件上设有与轮毂安全销孔相适应的传动件安全销孔。

优选的，所述叶片传动件包括传动轴，所述传动轴的一端设有传动件法兰盘，另一端设有花键，所述齿轮上设有与花键相适应的花键槽，所述传动件法兰盘远离传动轴的一端设有叶片安装槽。

优选的，所述轮毂本体的内壁上设有与齿条相适应的导向台，所述导向台的导向面与轮毂法兰盘的轴线平行。

优选的，所述导向台的导向面上设有储脂槽，所述导向台的的一端设有与储脂槽连通的润滑脂加注口。

优选的，所述中空主轴内镶嵌有与推杆相适应的铜套。

优选的，所述齿条的一端设有机械限位台，另一端设有安装螺杆，所述同步叉上设有与安装螺杆相适应的安装孔。

一种小型变桨风力机轮毂结构的安装方法，包括步骤：

S1、将轮毂本体安装在中空主轴上，通过平键实现轮毂本体与中空主轴之间的径向定位，通过中空主轴上的轴肩与安装在中空主轴的端部的双锁紧螺母将轮毂本体与中空主轴固定，实现轴向定位；

S2、通过开槽螺母将同步叉固定在推杆上；

S3、将齿条的一端固定在同步叉上；

S4、将叶片传动件安装在轮毂本体上；

S5、将齿轮安装在叶片传动件上，并保证齿轮与齿条啮合；

S6、将叶片安装在叶片传动件上。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的叶片传动件与轮毂本体转动连接，推杆与中空主轴滑动连接，推动推杆时，能够带动齿条移动，齿条移动能够带动齿轮转动，齿轮转动能够带动叶片传动件转动，能够实现主动变桨，结构简单，且能适应新型变桨机构的安装布置，能够满足小型风力机的变桨需要。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是轮毂本体的内部连接结构示意图；

附图3是轮毂本体的结构示意图；

附图4是叶片传动件的结构示意图；

附图5是齿条的结构示意图。

附图中标号：1、轮毂本体；11、连接套；12、轮毂法兰盘；13、轮毂安全销孔；14、导向台；15、储脂槽；16、润滑脂加注口；2、叶片传动件；21、齿轮；22、传动件安全销孔；23、传动轴；24、传动件法兰盘；25、花键；26、叶片安装槽；3、中空主轴；31、推杆；32、同步叉；33、齿条；34、铜套；35、机械限位台；36、安装螺杆；37、开槽螺母；38、双锁紧螺母；4、变桨轴承；5、叶片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例：如附图1-5所示，以常见的三叶片风力机为例，本发明所述是一种小型变桨风力机轮毂结构，包括轮毂本体1，所述轮毂本体1外壁上环形阵列设有若干个叶片传动件2，叶片传动件2的数量为3个，以轮毂本体1的轴心线为中心环形阵列布置在轮毂本体1的外壁上。所述叶片传动件2的一端插入轮毂本体1中且与轮毂本体1转动连接，优选的，所述轮毂本体1与叶片传动件2之间通过变桨轴承4转动连接。所述叶片传动件2插入轮毂本体1的一端设有齿轮21，所述轮毂本体1的中部连接有中空主轴3，所述中空主轴3内设有推杆31，推杆31与中空主轴3滑动连接，推杆31能够在中空主轴3中滑动，优选的，为了防止磨损中空主轴，所述中空主轴3内镶嵌有与推杆31相适应的铜套34，铜套34与中空主轴3过盈配合，推杆31穿过铜套34与中空主轴3实现滑动配合。所述推杆31的一端向外伸出中空主轴3，所述推杆31向外伸出中空主轴3的一端设有同步叉32，推杆31的前端设有螺纹，将同步叉32通过开槽螺母37锁紧，所述同步叉32上设有与齿轮21啮合的齿条33，齿条33的长度方向与推杆31的轴心线平行，推动推杆31时，能够带动齿条33移动，齿条33移动能够带动齿轮21转动，齿轮21转动能够带动叶片传动件2转动，能够实现主动变桨，结构简单，且能适应新型变桨机构的安装布置，能够满足小型风力机的变桨需要。

进一步的，所述齿条33的一端设有机械限位台35，另一端设有安装螺杆36，所述同步叉32上设有与安装螺杆36相适应的安装孔，齿条33端部的安装螺杆36穿过安装孔，通过螺母安装定位，当推杆31推动同步叉32，带动齿条33运动时，齿轮33运动到机械限位台35位置时，不在运动实现安全限位，防止变桨机构推出轮毂本体1的外部；通常情况下变桨推杆是由后端限位开关定位，不会出现上述情况，该设计为安全考虑增设的机械限位装置。

进一步的，所述轮毂本体1的外壁上环形阵列设有若干个连接套11，所述连接套11的数量与叶片传动件2的数量相同，所述连接套11与轮毂本体1的内腔连通，所述连接套11远离轮毂本体1的一端设有轮毂法兰盘12，轮毂法兰盘12通过螺栓与变桨轴承4的外圈连接，所述连接套11上设有轮毂安全销孔13，叶片传动件2上设有与轮毂安全销孔13相适应的传动件安全销孔22，当需要对轮毂本体1的内部机构进行维护或更换时，先将叶片5调至顺桨位置，使轮毂安全销孔13与传动件安全销孔22位置对准，然后插上安全销使二者处于锁紧状态，叶片不再绕轮毂变桨轴线转动，安全方便。

进一步的，所述轮毂本体1的内壁上设有与齿条33相适应的导向台14，所述导向台14的导向面与轮毂法兰盘12的轴线平行，导向台14的导向面不经过轮毂本体1的中心，偏置在轴线一侧，实现齿条33运动导向功能，保证齿条33在轮毂本体1内沿轴向运动。

优选的，所述导向台14的导向面上设有储脂槽15，储脂槽15一方面用于储存润滑脂提供润滑作用，另一方面减小导向台14与齿条的接触面积，降低摩擦力；所述导向台14的的一端设有与储脂槽15连通的润滑脂加注口16，储脂槽15与润滑脂加注口16内部设有油道，通过端面的润滑脂加注口16经内部连通油道加注润滑脂至储脂槽15。

进一步的，所述叶片传动件2包括传动轴23，传动件安全销孔22位于传动轴23上，所述传动轴23的一端设有传动件法兰盘24，另一端设有花键25，所述齿轮21上设有与花键25相适应的花键槽，传动件法兰盘24通过螺栓与变桨轴承4的内圈连接，所述传动件法兰盘24远离传动轴23的一端设有叶片安装槽26，叶片安装槽26用于安装叶片5。

一种小型变桨风力机轮毂结构的安装方法，包括步骤：

S1、将轮毂本体1安装在中空主轴3上，通过平键实现轮毂本体1与中空主轴3之间的径向定位，通过中空主轴3上的轴肩与安装在中空主轴3的端部的双锁紧螺母38将轮毂本体1与中空主轴3固定，实现轴向定位；

S2、通过开槽螺母37将同步叉32固定在推杆31上；

S3、将齿条33的一端固定在同步叉32上；

S4、将叶片传动件2安装在轮毂本体1上；

S5、将齿轮21安装在叶片传动件2上，并保证齿轮21与齿条33啮合，齿轮21中心的花键槽与叶片传动件2的花键25配合安装；

S6、将叶片安装在叶片传动件2上，叶片传动件2外侧的叶片安装槽26与叶片5根部连接，实现变桨力矩的传递以及叶片的固定。