專利名稱：多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及的是應(yīng)用于風(fēng)カ或水力發(fā)電機(jī)中的葉輪系統(tǒng)的變槳技術(shù)，具體涉及一種多槳葉葉輪系統(tǒng)的同步變槳裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對能源的需求與日俱增，由此帶來的環(huán)境污染也日益加重。風(fēng)能和水能是可再生的清潔能源，因而風(fēng)力、水力發(fā)電機(jī)越來越受到世界各地的廣泛關(guān)注和推廣應(yīng)用。槳葉是利用風(fēng)能水能帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵介質(zhì)，槳葉的形狀直接影響著發(fā) 電機(jī)的效率，為了充分利用能源，提高能源轉(zhuǎn)換效率，具有適時變槳技術(shù)的發(fā)電機(jī)葉輪系統(tǒng)已成為市場首選。目前，經(jīng)常被應(yīng)用的變槳機(jī)構(gòu)主要是在葉輪系統(tǒng)的輪轂內(nèi)部，對應(yīng)于每個槳葉安裝ー套變槳機(jī)構(gòu)，再以同步控制裝置對各個槳葉實行同步變槳控制。這些同步變槳機(jī)構(gòu)主要包括伺服電機(jī)齒輪傳動、電動缸直驅(qū)等幾種形式，但現(xiàn)有技術(shù)的這些變槳機(jī)構(gòu)分別存在以下ー種或幾種不足
1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、所需要的安裝空間較大，在中小型發(fā)電機(jī)中幾乎不能適用；
2、由于采用多驅(qū)動模式，而導(dǎo)致能耗較大；
3、由于輪轂是旋轉(zhuǎn)部件，所以現(xiàn)有技術(shù)中的同步結(jié)構(gòu)中所有控制電路的電纜均需要采用電滑環(huán)過渡的形式安裝，使運(yùn)行可靠性降低；多槳葉同步控制及檢測難度大，控制精度低；
4、由于較多的部件都裝載在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動著的輪轂之中，増加了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量和慣性，因而增加了變槳故障發(fā)生的概率，降低了發(fā)電效率；
5、發(fā)生故障時,檢修和維護(hù)難度大；
6、發(fā)電機(jī)停機(jī)實行順槳保護(hù)時需要依靠外部電源供電，應(yīng)對外部電源異常斷電不能及時順槳，存在一定的風(fēng)險。因此，亟需開發(fā)ー種結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡便、成本低、能耗低、可靠性高的新型多槳葉葉輪系統(tǒng)的同步變槳機(jī)構(gòu)以克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有多槳葉風(fēng)輪系統(tǒng)中的同步變槳技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供了ー種僅以單ー動カ源、傳動機(jī)構(gòu)、同步連桿機(jī)構(gòu)和控制裝置實現(xiàn)多槳葉同步變槳，可適用于各種中小型多槳葉風(fēng)輪系統(tǒng)的新型單驅(qū)同步變槳裝置。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，用于包括輪轂和多個槳葉的葉輪系統(tǒng)中，所述槳葉分別通過對應(yīng)的回轉(zhuǎn)支撐座等間距間隔地固定安裝在輪轂周圍，每個回轉(zhuǎn)支撐座包含一回轉(zhuǎn)支撐軸承，每個回轉(zhuǎn)支撐軸承包含可相對旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈和外圏；其中所述同步變槳裝置包括ー動カ源，ー傳動機(jī)構(gòu)，一同步連桿機(jī)構(gòu)以及一控制裝置；其中，所述傳動機(jī)構(gòu)包括ー聯(lián)軸器、ー滾珠絲桿、一傳動套、一傳動軸和ー轉(zhuǎn)換套；所述同步連桿機(jī)構(gòu)包括一同步盤、一導(dǎo)向支撐座和ー連桿；所述控制裝置，包括轉(zhuǎn)速檢測器、限位傳感器和行程開關(guān)、以及可編程控制器；所述傳動機(jī)構(gòu)的滾珠絲桿和傳動套將動力源輸出的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)化為傳動軸的直線運(yùn)動傳遞給同步連桿機(jī)構(gòu)的同步盤；所述控制器被設(shè)置為令所述傳動軸僅在預(yù)設(shè)的長度范圍內(nèi)做直線運(yùn)動，帶動同步盤在導(dǎo)向支撐座上往復(fù)移動，從而通過連桿帶動多個槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承內(nèi)圈同步地相對于其外圈旋轉(zhuǎn)相同的角度，實現(xiàn)單驅(qū)動同步變槳。上述本發(fā)明的單驅(qū)同步變槳裝置主要是通過同步盤與多個槳葉回轉(zhuǎn)軸承之間的連桿連接，由單個動力源驅(qū)動同步盤直線運(yùn)動以便可以同時控制多個槳葉的變槳運(yùn)動，其結(jié)構(gòu)簡單直接，控制精確，實現(xiàn)多個槳葉以完全一致的速度和精度同步運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到很高的運(yùn)行可靠性。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)ー步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I是應(yīng)用本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置的一種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的主機(jī)和葉輪部分的總體結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2A為圖I所示的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的外觀立體圖。圖2B為圖I所示的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的俯視圖。圖3為本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置的總體結(jié)構(gòu)的俯視圖，消隱了圖I所示的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)。圖4為圖3中的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置沿A-A線的剖視圖。圖5為詳細(xì)描述本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置安裝于風(fēng)カ發(fā)電機(jī)中的放大的剖視示意圖。圖6為圖5中的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的葉輪部分沿B-B線的剖視圖。圖7為本發(fā)明的同步變槳裝置消隱了風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂之后，僅表現(xiàn)了一套槳葉回轉(zhuǎn)支撐座的立體示意圖。圖8為圖7中的同步變槳裝置的槳葉回轉(zhuǎn)支撐座被分解之后所顯示的立體示意圖。圖9為圖5中所示的傳動軸的第一端與傳動套的第二端連接部位I的放大剖視圖。圖10為沿圖5中的C-C線的剖視圖，顯示了傳動軸的第二端與同步盤以及導(dǎo)向支撐座之間的連接關(guān)系。圖IlA為根據(jù)本發(fā)明的同步變槳裝置中的同步盤具體實施例的俯視圖。圖IlB為圖IlA中的同步盤具體實施例沿D-D線的側(cè)視圖。圖IlC為圖IlA中的同步盤具體實施例沿II向的局部側(cè)視圖。圖IlD為圖IlA中的同步盤具體實施例沿E-E線的局部剖視圖。圖12A為根據(jù)本發(fā)明的同步變槳裝置中的導(dǎo)向支撐座具體實施例的剖視圖。圖12B為圖12A中的導(dǎo)向支撐座具體實施例的右視圖。
圖12C為圖12A中的導(dǎo)向支撐座具體實施例沿F-F線的剖視圖。圖12D為圖12A中的導(dǎo)向支撐座具體實施例的立體示意圖。圖13A為根據(jù)本發(fā)明的同步變槳裝置中的連桿具體實施例的局部剖視的示意圖。
圖13B為圖13A中的連桿具體實施例的立體示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖中的具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的原理，由于這種葉輪變槳技術(shù)可應(yīng)用于各種形式的葉輪系統(tǒng)，比如風(fēng)カ或水力發(fā)電機(jī)、直升飛機(jī)等多槳葉葉輪系統(tǒng)，因此，本發(fā)明實際上提供了一種適合多種變槳技術(shù)領(lǐng)域的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置?？梢岳斫猓韵聦⒏鶕?jù)本發(fā)明基本原理的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置應(yīng)用于風(fēng)カ發(fā)電機(jī)中實現(xiàn)對槳葉角度的同步調(diào)整作為應(yīng)用本發(fā)明的ー種具體實施例，僅為舉例來說明本發(fā)明的目的，而不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。圖I所示為應(yīng)用本發(fā)明的同步變槳裝置的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)主機(jī)和葉輪系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的剖視圖，典型的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)一般包括發(fā)電機(jī)主機(jī)10和葉輪系統(tǒng)20兩大部分,發(fā)電機(jī)主機(jī)10設(shè)置在機(jī)艙11的內(nèi)部，而葉輪系統(tǒng)20包括設(shè)在機(jī)艙11前的輪榖21和等間距安裝在輪轂21周圍的多個槳葉，圖中為簡明起見未顯示槳葉。根據(jù)本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置100即設(shè)置在風(fēng)カ發(fā)電機(jī)10主機(jī)機(jī)艙11和輪轂21的內(nèi)部。作為參考，圖2A和2B分別為圖I所示的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)10的外觀立體圖和俯視圖。圖3為本發(fā)明多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置的總體結(jié)構(gòu)的俯視圖，為了更為清楚地展現(xiàn)其結(jié)構(gòu)而消隱了圖I中的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)主機(jī)10 ;圖4則為圖3中的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置沿A-A線的剖視圖。進(jìn)ー步地，圖5的放大剖視圖更為詳細(xì)地描述了本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置100安裝于風(fēng)カ發(fā)電機(jī)主機(jī)10中的情況，其中的虛線部分表示為風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的主機(jī)10，包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸12和發(fā)電機(jī)定子13等；而實線部分表示為葉輪系統(tǒng)20的輪轂21和安裝在主機(jī)機(jī)艙11和輪轂21內(nèi)部的同步變槳裝置100。葉輪系統(tǒng)20的輪轂21周圍等間距地設(shè)有多個槳葉安裝孔，每個槳葉安裝孔上固定著一套槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22，對應(yīng)地，每ー套槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22用于固定安裝一片槳葉。該槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22的結(jié)構(gòu)亦可參見圖6、圖7和圖8，其中，圖6為圖5中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的葉輪部分沿B-B線的剖視圖；圖7為消隱了風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的輪轂21后僅表現(xiàn)了其中一套槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22時的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置100立體示意圖；圖8為該槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22分解后的立體示意圖。圖5和圖6的剖視圖清楚地顯示了該槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22與輪轂21之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，而圖7和圖8的立體圖則更為清楚地顯示了槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22與同步變槳裝置100之間的連接方式。所述槳葉回轉(zhuǎn)支撐座22包括ー聯(lián)接法蘭221、一支撐軸承222以及ー葉根護(hù)罩222。槳葉的根部通過復(fù)數(shù)個螺栓固定連接于聯(lián)接法蘭221的一端，聯(lián)接法蘭221的另一端通過復(fù)數(shù)個螺栓固定連接于支撐軸承222的內(nèi)圏。而支撐軸承222的外圈則通過復(fù)數(shù)個螺栓固定連接于槳葉安裝孔的周邊，支撐軸承222的內(nèi)圈和外圈可相對旋轉(zhuǎn)，從而允許槳葉相對于輪轂21旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)參考圖5、圖7和圖8所示，本發(fā)明的同變槳裝置100主要包括動カ源110、傳動機(jī)構(gòu)120、同步連桿機(jī)構(gòu)130、以及控制裝置四大部分。動カ源110有利地采用了普通的變頻制動電動機(jī)與行星減速機(jī)的組合，簡稱變頻制動減速電機(jī)組合。傳動機(jī)構(gòu)120主要由聯(lián)軸器121、滾珠絲桿122、支撐機(jī)構(gòu)123、傳動套124、傳動軸125以及轉(zhuǎn)換套126組成。同步連桿機(jī)構(gòu)130中包括同步盤131、導(dǎo)向支撐座132和連桿133。另外，控制裝置部分主要包括用于測量減速器輸出速度的轉(zhuǎn)速檢測器、用于檢測傳動套124的移動位置的限位傳感器、用于切換絲桿旋轉(zhuǎn)方向的行程開關(guān)、以及用于控制整個同步變槳裝置的轉(zhuǎn)速及方向的可編程控制器等。具體而言，動カ源110即上述變頻制動減速電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器121連接滾珠絲桿122的第一端，使?jié)L珠絲桿122與減速器輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。從圖中可以看出滾珠絲桿122的第一端通過的支撐機(jī)構(gòu)123支撐于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸12的后端，優(yōu)選地，所述支撐機(jī)構(gòu)123被設(shè)計為如圖5中所示的雙層軸承支撐結(jié)構(gòu)，巧妙地利用旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸12支撐傳動機(jī)構(gòu)120的一端，既簡化了結(jié)構(gòu)，又保障了運(yùn)行可靠性。滾珠絲桿122的第二端與傳動套124的第一結(jié)合端相互螺紋結(jié)合，滾珠絲桿122所輸出的順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，通過傳動套124的螺母與滾珠絲桿122之間的螺紋結(jié)合被轉(zhuǎn)化為傳動套124相對于滾珠絲桿122的前后直線運(yùn)動，再通過傳動套124傳遞給傳動軸125。傳動軸125的第一端通過轉(zhuǎn)換套126連接于傳動套124的第二結(jié)合端，使該傳動軸125僅可相對于傳動套124旋轉(zhuǎn)而不能相對于該傳動套124在軸向方向上移動,其結(jié)構(gòu)可詳見于后面關(guān)于圖9的說明。傳動軸125的 第二端通過ー銷軸127與同步盤131和導(dǎo)向支撐座132的前端相連接，其具體結(jié)構(gòu)可見于后面關(guān)于圖10的詳細(xì)說明。圖9的放大剖視圖為圖5中所示的傳動軸125的第一端通過轉(zhuǎn)換套126與傳動套124的第二端相連接的部位I的放大的剖視圖。所述轉(zhuǎn)換套126的罩殼上設(shè)有凸出的法蘭，以螺栓固定于傳動套124的一端，于轉(zhuǎn)換套126中依序設(shè)有第一軸承1261、第二軸承1262和第三軸承1263，在各個軸承的一側(cè)還分別設(shè)有第一墊圈1261a、第二墊圈1262a和第三墊圈1263a,該傳動軸125的第一端被設(shè)計成兩級臺階狀,第一級臺階穿過轉(zhuǎn)換套126的端面，被止擋于第一軸承1261的ー側(cè)，傳動軸125端部穿過第一軸承1261、第二軸承1262、第三軸承1263，以及軸承蓋1264之后延伸至傳動套124內(nèi)，并以螺母1265固定。傳動軸125的第二臺階被止擋于螺母1265內(nèi)側(cè)，而螺母1265則被止擋于軸承蓋1264外側(cè)，因此，傳動軸125被相對于傳動套124可旋轉(zhuǎn)地連接于傳動套124，而不能相對于該傳動套124在其軸線方向上運(yùn)動，從而將傳動套124的直線運(yùn)動傳遞給傳動軸125，使傳動軸125既可以帶動同步盤131 —起做直線運(yùn)動同時也可以圍繞其軸心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖10為沿圖5中的C-C線的放大剖視圖，更為清楚地顯示了傳動軸125的第二端、同步盤131、導(dǎo)向支撐座132、以及銷軸127之間的連接。同步盤131的結(jié)構(gòu)如參考圖11A-11D所示，圖IlA為同步盤131的俯視圖，圖IlB為圖IlA中的同步盤131沿D-D線的剖視圖，圖IlC為同步盤131連接端前端部II向的側(cè)視圖，而圖IlD為同步盤131的連接端螺栓孔沿E-E線的剖視圖。如圖中的具體實施例所示的同步盤131包括一體成型的盤形底座1311、套筒1312以及自套筒向前突伸而出的一對連接耳1313 ;其中該盤形底座1311上等間隔地設(shè)有多個螺栓孔，數(shù)量對應(yīng)于槳葉數(shù)量，其中心軸沿基本上平行于槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承的中心軸的方向延伸；套筒1312內(nèi)的兩端分別設(shè)有油封槽1314 ;相對突出的連接耳1313上分別設(shè)有ー對可供銷軸127穿設(shè)其中的銷孔1315。導(dǎo)向支撐座132的結(jié)構(gòu)參考圖12A-12D所示，圖12A為導(dǎo)向支撐座132的剖視圖，圖12B為導(dǎo)向支撐座132的右視圖，圖12C為導(dǎo)向支撐座132的導(dǎo)向筒部位沿F-F線的剖視圖，圖12D為圖12A的導(dǎo)向支撐座132沿F-F線的剖視圖。導(dǎo)向支撐座132為一體鋳造成型，包括底座1321和導(dǎo)向筒1322兩部分，該導(dǎo)向筒1322伸入輪轂21的一端設(shè)有ー對相對的長孔1323。底座1321通過螺栓固定在輪轂21的后端，其導(dǎo)向筒1322則向前水平延伸至輪轂21的中部。在導(dǎo)向筒1322朝向傳動套124的一端設(shè)有ー軸端蓋1323，在該軸端蓋1323與傳動軸125之間設(shè)有潤滑軸承1324 ;在導(dǎo)向筒1322靠近輪轂21的開ロ端設(shè)有ー滑蓋1325。仍由圖10并參考圖7或圖8可見，銷軸127穿設(shè)于同步盤131 —對連接耳上的銷孔1315 (見圖11)，導(dǎo)向支撐座132的導(dǎo)向筒1322上的長孔1323 (見圖12)，以及傳動軸125連接端上的銷孔之中，這樣，使所述傳動軸125帶著所述銷軸127沿該導(dǎo)向筒1322上的長孔1323作直線運(yùn)動，在軸向上移動傳動軸125即可以帶動套在導(dǎo)向筒1322上的同步盤131移動，長孔1323對于銷軸127和同步盤131起到導(dǎo)向的作用。因此，通過以上所描述的結(jié)構(gòu)，傳動軸125可以隨著同步盤131與輪轂21及其槳葉等一起旋轉(zhuǎn)，而同步盤131也可 以在變頻制動減速電機(jī)組合110的驅(qū)動下隨傳動軸125沿導(dǎo)向支撐座132的導(dǎo)向筒1322在軸向上作直線運(yùn)動。圖13A和13B分別為連桿133的前視和局部剖視圖以及立體圖，其兩端各設(shè)有ー個連接孔1331。本發(fā)明上述的同步連桿機(jī)構(gòu)130即通過該連桿133與槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承222的內(nèi)圈相連接。具體地，可參見圖5至圖8，連桿133的第一連接孔1331通過ー第一連接拴樞接于同步盤131的盤形底座1311的螺栓孔，其第二連接孔通過ー第二連接拴樞接于ー塊連接塊134，該連接塊134以多個螺栓固定于槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承222的內(nèi)圏，參考圖8的立體分解圖。下面結(jié)合圖7和圖8的立體圖來介紹本發(fā)明的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置100的エ作原理，當(dāng)動カ源110的電機(jī)啟動，減速器輸出的旋轉(zhuǎn)經(jīng)傳動套124轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動傳遞給傳動軸125，傳動軸125帶動同步盤131沿導(dǎo)向筒1322所引導(dǎo)的軸向作直線運(yùn)動，同步盤131沿該導(dǎo)向筒1322的軸向可移動的范圍可以由可編程控制器的程序預(yù)先設(shè)定，通過限位傳感器和行程開關(guān)來控制，從而確定回轉(zhuǎn)支撐軸承222的內(nèi)圈相對于外圈可旋轉(zhuǎn)的角度范圍。通過上述的結(jié)構(gòu)，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，傳動軸125在銷軸127的帶動下隨著風(fēng)輪一起旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)變頻制動減速電機(jī)組合110啟動的時候，傳動軸125會帶動同步盤131沿著導(dǎo)向筒1322作直線運(yùn)動。從圖中可以看到設(shè)在減速器旁的速度檢測器，用于測量減速器的輸出速度，通過可編程控制器的程序來可以計算出槳葉變槳角度，從而控制減速器的輸出速率，以調(diào)整變槳的速度。通過限位傳感器檢測到同步盤的前后位移量，便可以通過輸入PLC的程式計算出變槳的角度范圍，簡化了控制過程(常規(guī)每支葉片單獨檢測和控制)，從而進(jìn)一步提高了同步變槳裝置的運(yùn)行可靠性。有利的是，本發(fā)明還提供了ー種停機(jī)順槳保護(hù)方法，由于變槳驅(qū)動裝置除了接入常規(guī)的電網(wǎng)電源，還有ー組來自風(fēng)カ發(fā)電機(jī)本身輸出的電源，可以通過控制裝置給同步變槳驅(qū)動裝置提供在線式供電，當(dāng)電網(wǎng)斷電時，可以即時利用發(fā)電機(jī)組自身輸出的能量可靠地使風(fēng)輪順槳停機(jī)，從而取代了以蓄電池組作為必備備用電源的常規(guī)作法。另外，本發(fā)明的同步變槳機(jī)構(gòu)的變頻制動電機(jī)具有能夠使槳葉在變槳后保持其運(yùn)轉(zhuǎn)角度的功能。綜上，根據(jù)本發(fā)明的變槳同步連桿裝置主要是通過由一套變頻制動減速電機(jī)組合的獨立的動カ源，由聯(lián)軸器、滾珠絲桿、傳動套、傳動軸等組成的傳動機(jī)構(gòu)，通過單個的同步盤與多個槳葉回轉(zhuǎn)軸承之間的連桿連接，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，利用單個小功率的電機(jī)驅(qū)動就能滿足多個槳葉同步變槳的動カ要求，不僅降低了能耗，也減少了制造成本，并且在控制裝置的控制下，以ー套動カ帶動單個同步盤作直線運(yùn)動控制多個槳葉片同步地實施變槳，使多個槳葉的變槳速度和精度完全一致，其結(jié)構(gòu)簡單、精度高、運(yùn)行可靠。本發(fā)明又一方面優(yōu)點還在于，采用了雙層軸承結(jié)構(gòu)來支撐傳動機(jī)構(gòu)120的第一端，又巧妙地將同步變槳裝置的傳動機(jī)構(gòu)120安置在了機(jī)艙11內(nèi)，而將同步連桿機(jī)構(gòu)130安置在輪轂21內(nèi)，充分有效地利用了機(jī)艙11和輪轂21的內(nèi)部空間，使常規(guī)的檢測電路線纜等均可直接連接機(jī)艙11內(nèi)部在靜止的零部件商，而在較為狹小的輪轂21內(nèi)部僅安置了質(zhì)量和體積均為比較小的同步連桿機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，不僅優(yōu)化了控制裝置的線路穩(wěn)定性，更保證了傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性，便于安裝和維護(hù)，延長了設(shè)備的使用壽命。盡管以上詳細(xì)描述了本發(fā)明較佳的具體實施例，可以理解的是，對于上述本發(fā)明具體實施例的所描述的技術(shù)方案僅為說明本發(fā)明宗g的目的而非限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在理解本發(fā)明的構(gòu)思和教導(dǎo)的基礎(chǔ)上無需創(chuàng)造性勞動而作出某些顯而易見的修改、變化或者等同的替換，這些顯而易見的修改、變化或者等同替換皆應(yīng)在本申請所附的權(quán)利 要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于多槳葉葉輪系統(tǒng)中的單驅(qū)同步變槳裝置，所述多槳葉葉輪系統(tǒng)包括輪轂和多個槳葉，所述槳葉分別通過對應(yīng)的回轉(zhuǎn)支撐座等間距間隔地固定安裝在輪轂周圍，每個回轉(zhuǎn)支撐座包含一回轉(zhuǎn)支撐軸承，每個回轉(zhuǎn)支撐軸承包含可相對旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈和外圈，其特征在于 所述單驅(qū)同步變槳裝置包括一動カ源(110)、ー傳動機(jī)構(gòu)(120)、一同步連桿機(jī)構(gòu)(130)以及ー控制裝置；其中，所述傳動機(jī)構(gòu)(120)包括一聯(lián)軸器(121)，ー滾珠絲桿(122)、一傳動套(124)、一傳動軸(125)和一轉(zhuǎn)換套(126);所述同步連桿機(jī)構(gòu)(130)包括一同步盤(131 )、ー導(dǎo)向支撐座(132)和ー連桿(133);所述控制裝置包括ー轉(zhuǎn)速檢測器、一限位傳感器、一行程開關(guān)以及一可編程控制器； 所述傳動機(jī)構(gòu)(120)的滾珠絲桿(122)和傳動套(124)通過螺紋結(jié)合將動カ源(110)輸出的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)化為傳動軸(125)的直線運(yùn)動，再通過轉(zhuǎn)換套(126)傳遞給同步連桿機(jī)構(gòu)(130)的同步盤(131)； 所述控制器被設(shè)置為令所述傳動軸(125)僅在預(yù)設(shè)的長度范圍內(nèi)做直線運(yùn)動，驅(qū)動同 步盤(131)在導(dǎo)向支撐座(132)上沿軸向方向往復(fù)移動，從而通過連桿(133)帶動多個槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承的內(nèi)圈同步地相對于其外圈旋轉(zhuǎn)相同的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述傳動機(jī)構(gòu)(120)還包括一具有雙層軸承結(jié)構(gòu)的支撐機(jī)構(gòu)(123)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述同步盤(131)包括一體成形的盤形底座(1311)、套筒(1312)以及ー對向前突伸的連接耳(1313)，于所述連接耳(1313)上設(shè)有ー對相對的銷孔(1315)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述同步盤(131)的套筒(1312)內(nèi)的兩端分別設(shè)有油封槽(1314)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述同步盤(131)的底座(1311)等間隔地設(shè)有多個螺栓孔用于固定連桿(133)的連接拴，所述螺栓孔的數(shù)量對應(yīng)于槳葉的數(shù)量，該螺栓孔的中心軸基本上平行于槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承的中心軸方向延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述導(dǎo)向支撐座(132)包括一體成形的底座(1321)和導(dǎo)向筒(1322)，于該導(dǎo)向筒(1322)伸入輪轂21的一端設(shè)有ー對相對的長孔(1323)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述傳動軸(125)的第一端可相對于傳動套(124)旋轉(zhuǎn)而不能相對于傳動套(124)在軸向上移動地連接于該傳動套(124)的結(jié)合端。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，其特征在于所述傳動軸(125)的第一端通過轉(zhuǎn)換套(126)連接于傳動套(124)，所述轉(zhuǎn)換套(126)中依序設(shè)有第一、第二和第三軸承(1261、1262、1263)，在第一軸承(1261)的一側(cè)設(shè)有第一墊圈(1261a)，在第二軸承(1262)的一側(cè)設(shè)有第二墊圈(1262a)，在第三軸承(1263)的一側(cè)設(shè)有第一墊圈(1263a)，所述傳動軸(125)的第一端被設(shè)計成兩級臺階狀，其第一級臺階穿過轉(zhuǎn)換套(126)的端面被止檔于第一軸承(1261)的ー側(cè)，傳動軸(125)的第二臺階穿過第一、第二和第三軸承(1261、1262、1263)以及軸承蓋(1264)之后延伸至傳動套(124)內(nèi)并以螺母(1265)固定，所述第二臺階被止擋于螺母(1265)內(nèi)側(cè)，而螺母(1265)則被止擋于軸承蓋(1264)外側(cè)。
全文摘要
一種用于諸如風(fēng)力或水力發(fā)電機(jī)、直升飛機(jī)等的葉輪系統(tǒng)中的多槳葉單驅(qū)同步變槳裝置，包括動力源、傳動機(jī)構(gòu)、同步連桿機(jī)構(gòu)以及控制裝置；其中，傳動機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器、滾珠絲桿、傳動套、傳動軸和轉(zhuǎn)換套；同步連桿機(jī)構(gòu)包括同步盤、導(dǎo)向支撐座和連桿；控制裝置包括轉(zhuǎn)速檢測器、限位傳感器和行程開關(guān)以及可編程的控制器；滾珠絲桿和傳動套將動力源輸出的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為傳動軸的直線運(yùn)動傳遞給同步連桿機(jī)構(gòu)的同步盤；控制器被設(shè)置為令傳動軸僅在預(yù)設(shè)長度范圍內(nèi)做直線運(yùn)動，驅(qū)動同步盤在導(dǎo)向支撐座上往復(fù)移動，通過連桿帶動多個槳葉回轉(zhuǎn)支撐軸承的內(nèi)圈同步地相對于其外圈旋轉(zhuǎn)同樣的角度，實現(xiàn)可控的單驅(qū)同步變槳，結(jié)構(gòu)緊湊簡單、控制簡便、能耗低成本低、運(yùn)行可靠。
文檔編號B64C27/12GK102725519SQ201180002326
公開日2012年10月10日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者劉金鵬, 周紹君, 袁煒 申請人:上海致遠(yuǎn)綠色能源有限公司