一種風力發電機的風輪鎖定機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電設備制動系統領域，特別涉及一種風力發電機的風輪鎖定機構。
【背景技術】
[0002]風輪鎖定機構是用于風力發電機組維護人員鎖定風輪的重要安全裝置，僅在風力發電機組維護時使用，風力發電機組進行檢修時，一般先通過制動系統使風輪及主軸停轉，然后驅動風輪鎖定機構的鎖緊銷沿圓柱銷孔向前移動，使鎖緊銷前端的錐形部位伸進風輪鎖定盤的錐形銷孔，將風輪鎖定，確保人員和設備的安全。
[0003]現有的兆瓦級風力發電機組風輪鎖定機構一般為液壓驅動型式，如圖1-2所示，風輪鎖定機構3通過連接法蘭34安裝在主機架I上，鎖緊銷31左側的錐端能夠插入到鎖定盤2中的錐形孔內，活塞桿32左端的活塞部分被限制在鎖緊銷31的內孔油缸內，右端與鎖緊螺母35通過螺紋連接。需要風輪鎖定時，液壓系統通過活塞桿32內部的油孔向鎖緊油腔36內供油，鎖緊銷31在液壓油壓力作用下向左移動，插入到事先對準的鎖定盤2的錐形孔內；需要風輪解鎖時，液壓系統通過活塞桿32內部的油孔向解鎖油腔37內供油，鎖緊銷31在液壓油壓力作用下向右移動，退出鎖定盤2的錐形孔，移動到主機架I內的圓柱孔內。該種風輪鎖定機構優點是鎖緊銷承受鎖定力矩大、自動化程度高。
[0004]由于風輪鎖定機構只在風力發電機組維護時使用，主機架上的圓柱銷孔及鎖定盤上的圓錐銷孔會因長時間放置產生銹蝕，導致摩擦力增大，使鎖緊銷在運動過程中出現卡澀現象，不能靈活移動到鎖定位置，風輪無法鎖定，維修人員不能安全進入風輪，存在安全隱患，并且影響風力發電機組正常工作。
[0005]同時由于主機架上的圓柱銷孔及鎖定盤上的圓錐銷孔銹蝕的原因，風力發電機組維修完畢后，處于鎖緊位置的鎖緊銷不能正常縮回，發生卡死現象，影響風力發電機組正常工作。
[0006]針對上述兩種情況，常規的做法是操作液壓系統向鎖緊油缸、解鎖油缸提供較高的系統壓力，使鎖緊銷克服由于接觸面銹蝕產生的摩擦力，實現風輪鎖定和解鎖，液壓系統的額定工作壓力一般為16MPa，而根據理論計算和實踐經驗得知，對于銹蝕嚴重的情況，實際操作時液壓系統壓力高達35MPa，過高的液壓系統壓力會對液壓系統元件及油缸密封造成不良影響，存在安全隱患，并且造成能源的浪費；如果較高的液壓系統壓力仍達不到要求，還要借助于千斤頂才能完成，費時費力，給現場操作帶來很大困難，增加了維護成本。
[0007]與本發明相近的現有技術如下:
[0008]1、“機械式風輪鎖”(專利號:201420477606.X)提供了一種機械式風輪鎖，利用蝸輪蝸桿傳動實現風輪的鎖定，在鎖銷內部設有潤滑油道。鎖銷上的圓錐段和圓柱段表面各有一個出油口，潤滑面積小，對結合面潤滑不充分，無法有效解決鎖緊銷卡死問題。
[0009]2、“一種風機葉輪鎖定裝置及風力發電機組”(專利號:201110125943.3)提供的葉輪鎖定裝置采用光學觸發單元和控制單元來實現對鎖定銷的對準和驅動操作。
[0010]3、“風機及其風輪鎖緊裝置”(專利號:201110159766.0)提供了一種風機及其風輪鎖緊裝置，通過調節鎖體與鎖銷之間的偏心距，解決了鎖銷與鎖止孔的對中問題，但沒有解決因銹蝕造成摩擦力增大而導致的鎖緊銷卡死問題。
[0011]4、“葉輪鎖緊裝置及風力發電機組”(專利號:201110355851.4)提供了一種手動型式的葉輪鎖緊裝置，配置的傳感器可監測鎖銷的移動距離，控制器與傳感器相連，用于向終端發出控制指令。但沒有解決因銹蝕造成摩擦力增大而導致的鎖緊銷卡死問題。
[0012]5、“風力發電機組風輪鎖定裝置”(專利號:201120337617.4)提供了一種液壓驅動型式的風輪鎖定裝置，沒有解決因銹蝕造成摩擦力增大而導致的鎖緊銷卡死問題。

【發明內容】

[0013]為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種能夠解決現有風輪鎖定機構操作中的卡死問題，使鎖緊銷能夠靈活地對風輪進行鎖定和解鎖，保證風力發電機組的安全運行的風力發電機的風輪鎖定機構。
[0014]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:一種風力發電機的風輪鎖定機構，包括鎖緊銷、活塞桿、油缸端蓋、連接法蘭、鎖緊螺母、推力軸承和傳動螺母。
[0015]所述的鎖緊銷為左端錐形、右端圓柱形結構，右端面開有圓孔作為液壓油缸，圓孔的右端面附近加工有螺紋；活塞桿為一級臺階圓柱形結構的鋼制一體件，沿中心線的剖視截面為T形，左端圓柱安裝于鎖緊銷的圓孔內作為活塞使用，且左端直徑大于右端直徑；油缸端蓋為中空的圓柱形結構，外圓柱面加工有螺紋，與鎖緊銷右端面附近的螺紋相連接，將活塞桿的活塞部分限制在鎖緊銷的圓孔內部；連接法蘭為中空的圓柱型結構，端面開有沿圓周均勻分布的若干通孔，用于安裝螺栓與主機架連接，連接法蘭內部為三級臺階狀，第一級臺階內孔加工有螺紋，連接法蘭第二級臺階處由左至右分別安裝推力軸承和傳動螺母，傳動螺母為一級臺階中空圓柱形結構的鋼制一體件，沿中心線的剖視截面為T形，內孔加工有傳動螺紋，與活塞桿右端面附近外圓柱表面的傳動螺紋相配合；鎖緊螺母為圓柱狀零件，內孔為光孔，外圓柱表面加工有螺紋，與連接法蘭第一級臺階內孔螺紋配合，用于防止傳動螺母松動。
[0016]所述的活塞桿、推力軸承、傳動螺母和鎖緊螺母共同組成手動解鎖機構。
[0017]所述的鎖緊銷前部的圓錐端面設置有潤滑介質進油口，進油口處安裝有油杯；在鎖緊銷的圓錐外表面和圓柱外表面分別加工有螺旋形狀的導油槽A和導油槽B，所述的導油槽A和導油槽B與鎖緊銷外表面的接觸部位均加工有圓角；所述的導油槽A和導油槽B分別通過若干個導油孔A和導油孔B與進油口相通。
[0018]所述的活塞桿后部外表面加工有傳動用外螺紋；所述的傳動螺母為T形圓柱狀，外圓柱表面為臺階狀，內圓周加工有傳動用內螺紋；活塞桿的外螺紋與傳動螺母的內螺紋配合使用，用于操作活塞桿前進和后退。
[0019]本發明的工作原理如下:
[0020]本發明在風力發電機組的日常巡檢過程中，定期通過進油口向導油槽A和導油槽B及導油孔A和導油孔B內注入潤滑介質。
[0021]當風力發電機組需要停機維護時，鎖定盤隨風輪一起在風機制動系統的作用下停止轉動，鎖緊銷在液壓驅動力作用下向前伸出，鎖緊銷錐端伸入鎖定盤的錐形孔，實現對風輪的鎖定；維護結束后，鎖緊銷在液壓驅動力作用下向后縮回，退回到主機架的圓柱銷孔內。在上述工作過程中，導油槽A和導油槽B內的潤滑介質隨鎖緊銷的伸出、縮回動作布滿主機架的圓柱銷孔內表面以及鎖定盤的圓錐內表面，達到潤滑結合面、減小摩擦力的目的。
[0022]當風力發電機組長時間停機，由于主機架上的圓柱銷孔及鎖定盤上的圓錐銷孔銹蝕原因造成鎖緊銷卡死、無法依靠正常液壓驅動力退回時，利用手動解鎖機構實現鎖緊銷的手動解鎖，拆下鎖緊螺母，用扳手旋轉傳動螺母，傳動螺母通過推力軸承在連接法蘭內孔的第二級臺階處作原地靈活旋轉，由于配合螺紋的作用，活塞桿在扭轉力的作用下向后運動，并通過油缸端蓋將作用力傳遞給鎖緊銷，帶動鎖緊銷退回。上述手動操作也可作為斷電時應急使用，并可與液壓系統結合使用，以降低液壓系統壓力，可有效延長液壓系統使用壽命，并避免能源的浪費。
[0023]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0024]1、本發明的導油槽A和導油槽B與鎖緊銷外表面的接觸部位均加工有圓角，可以防止鎖緊銷