專利名稱：變槳齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)輪機(jī)，并且更具體地，涉及用于改變風(fēng)輪機(jī)葉片的槳距的變槳齒輪
直O(jiān)
背景技術(shù)：
圖1示出了風(fēng)輪機(jī)1，該風(fēng)輪機(jī)包括安裝有機(jī)艙3的塔架2。至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片 5安裝在輪轂6上以形成轉(zhuǎn)子4。輪轂6經(jīng)由從機(jī)艙前部伸出的低速軸(未示出)連接至機(jī)艙3。圖1所示的風(fēng)輪機(jī)可以是家用或照明用的小型風(fēng)輪機(jī)，或者可以是大型風(fēng)輪機(jī)，例如，那些適于在風(fēng)電場(chǎng)上進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電用的大型風(fēng)輪機(jī)。在大型風(fēng)輪機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)子的直徑可以高達(dá)150米以上。風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片被設(shè)計(jì)成借助于它們的空氣動(dòng)力學(xué)形狀從風(fēng)中以及隨后由風(fēng)引起的旋轉(zhuǎn)汲取功率。對(duì)于水平軸風(fēng)輪機(jī)來說，轉(zhuǎn)子輪轂附接至安裝在風(fēng)輪機(jī)塔架上的機(jī)艙，葉片圍繞轉(zhuǎn)子輪轂旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)軸又連接至產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。對(duì)于水平軸風(fēng)輪機(jī)來說，為了進(jìn)行有效的操作并從風(fēng)中汲取最大的功率，風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙以及風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所繞著的軸線的角度形成為盡可能最大程度地迎風(fēng)，使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線與風(fēng)向?qū)?zhǔn)。美國(guó)專利申請(qǐng)US 2005196280描述了一種用于風(fēng)輪機(jī)的偏航系統(tǒng)，所述風(fēng)輪機(jī)包括固定至地面的塔架以及容納發(fā)電機(jī)的機(jī)艙。塔架和機(jī)艙由偏航系統(tǒng)接合，該偏航系統(tǒng)允許機(jī)艙根據(jù)風(fēng)向相對(duì)于塔架進(jìn)行取向，并且需要由偏航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)。該偏航系統(tǒng)包括固定至塔架的齒圈，用于使機(jī)艙相對(duì)于塔架旋轉(zhuǎn)。齒圈被劃分成均勻尺寸的帶輪齒的圓形區(qū)段?，F(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)通過使葉片繞著縱向軸線變槳而進(jìn)出迎風(fēng)來控制轉(zhuǎn)子上的負(fù)載。圖2 示出了位于輪轂3與葉片(未示出)之間的已知的變槳裝置。變槳軸承7被定為在輪轂與葉片之間。齒輪9形成于變槳軸承7上，并且扭矩被施加到該齒輪以通過小齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)變槳軸承。小齒輪由諸如液壓缸或電動(dòng)馬達(dá)的致動(dòng)器或馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，以提供用于使葉片變槳的扭矩并將葉片保持在給定位置。諸如如圖2所示的已知變槳裝置使用形成為圍繞整個(gè)變槳軸承周面延伸的單體式變槳齒圈。風(fēng)輪機(jī)葉片的變槳可用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的。主要目的在于將迎角控制在所謂的“操作范圍”之內(nèi)，以在風(fēng)輪機(jī)被用于從迎風(fēng)汲取能量時(shí)控制轉(zhuǎn)子的速度和功率。機(jī)械地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的槳距角可以控制氣動(dòng)迎角，并因此控制發(fā)電機(jī)的輸入功率，這在風(fēng)輪機(jī)領(lǐng)域是已知的。大多數(shù)的葉片變槳發(fā)生在大約5°的窄范圍內(nèi)。例如，如果將槳距角看作是葉片末端的旋轉(zhuǎn)平面與葉片末端的弦線之間的夾角，并且將0°槳距看作是風(fēng)輪機(jī)葉片末端的弦線平行于葉片末端的旋轉(zhuǎn)平面時(shí)的槳距，那么大多數(shù)變槳可能發(fā)生在-2°和+2°之間。 考慮到例如功率控制等的其它因素，通常來說，大約30°至35°的變槳范圍是足以將葉片控制在操作范圍之內(nèi)的變化范圍，當(dāng)槳距角按上述方式確定時(shí)，這可對(duì)應(yīng)于葉片從-5°到 30°的變槳。然而，變槳機(jī)構(gòu)的第二任務(wù)是通過使轉(zhuǎn)子葉片變槳成完全出風(fēng)以盡可能地降低升力系數(shù)來為轉(zhuǎn)子提供氣動(dòng)制動(dòng)(已知為順槳)。這需要大約90°至100°的總變槳范圍。當(dāng)從迎風(fēng)汲取能量時(shí)，在運(yùn)行期間的大部分時(shí)間內(nèi)，變槳機(jī)構(gòu)將在下述功率控制或操作范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該功率控制或操作范圍在大約30°或可能35°的變槳范圍內(nèi)，并且尤其是在大約5°至10°的十分窄的范圍內(nèi)；僅有小部分時(shí)間需要將變槳機(jī)構(gòu)變槳到大約90° 的順槳或停機(jī)位置。與風(fēng)輪機(jī)變槳軸承相關(guān)的獨(dú)特問題在于，變槳軸承不像傳統(tǒng)齒輪系統(tǒng)那樣操作， 而是必須按照與其它齒輪系統(tǒng)(例如，偏航系統(tǒng))不同的方式來考慮。變槳齒輪在不必改變?nèi)~片槳距的長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)是不活動(dòng)的。在風(fēng)輪機(jī)被用于從迎風(fēng)汲取能量的情況下，當(dāng)葉片變槳時(shí)，僅需要相對(duì)小的旋轉(zhuǎn)來控制轉(zhuǎn)子的速度和功率，所述相對(duì)小的旋轉(zhuǎn)處于所謂的變槳 “操作范圍”之內(nèi)。結(jié)果是，小齒輪在大部分時(shí)間內(nèi)嚙合齒輪面的很短的區(qū)段并在該很短的區(qū)段上行進(jìn)。通常，這相當(dāng)于由齒圈的一部分的角度限定的大約30°至35°的齒輪面，而且磨損程度尤其高的是大約5°至10°的區(qū)段。這導(dǎo)致加速磨損，并且當(dāng)齒輪的覆蓋操作范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)的那個(gè)很小的區(qū)段被磨壞時(shí)，整個(gè)齒輪都必須被更換。由于齒輪被直接形成在葉片變槳軸承上，因此整個(gè)變槳軸承或變槳軸承圈都必須被更換，而這是昂貴且困難的。申請(qǐng)人:意識(shí)到，風(fēng)輪機(jī)變槳控制系統(tǒng)上的齒圈在使用期間容易疲勞，并因此認(rèn)為能夠克服疲勞損壞并允許容易地更換齒圈的改進(jìn)裝置會(huì)是有利的。具體地，申請(qǐng)人認(rèn)為，一種能夠被安裝到風(fēng)輪機(jī)中并且在安裝之后在需要的情況下能夠被容易地修復(fù)的新式齒圈會(huì)是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由現(xiàn)在將要進(jìn)行說明的主要方面限定。有利的特征由其它方面來闡述。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)或設(shè)備，該系統(tǒng)/設(shè)備包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)包括變槳軸承以及風(fēng)輪機(jī)輪轂，所述變槳軸承附接至所述輪轂并且能附接至風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，并且所述系統(tǒng)/設(shè)備還包括變槳齒輪，該變槳齒輪通過聯(lián)接至所述變槳系統(tǒng)的部件而被聯(lián)接至所述變槳系統(tǒng)。所述變槳齒輪可被聯(lián)接至變槳軸承， 在該情形中，變槳軸承和變槳齒輪可被看作是能夠連接葉片和輪轂的子組件。另選地，變槳軸承可被聯(lián)接至輪轂，這可被看作是能夠連接變槳軸承的子組件。所述變槳齒輪(優(yōu)選是齒圈)包括分立的第一區(qū)段以及分立的一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段，每個(gè)區(qū)段都具有用于與諸如小齒輪的致動(dòng)器嚙合的多個(gè)輪齒。至少所述第一區(qū)段由可釋放的緊固件附接或通過可釋放的緊固件保持到位，并且沿著所述變槳齒輪的周面延伸預(yù)定的量，所述可釋放的緊固件被附接或聯(lián)接至變槳系統(tǒng)的部件，例如輪轂或變槳軸承。所述預(yù)定的量?jī)?yōu)選地基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損確定。所述預(yù)期磨損與變槳齒輪上由小齒輪在變槳齒輪的表面上來回移動(dòng)引起的磨損有關(guān)。具體地， 如本文所述，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，小齒輪大部分時(shí)間都在變槳齒輪的相對(duì)窄的輪齒范圍上運(yùn)動(dòng)?？梢曰谛↓X輪最頻繁地經(jīng)過的區(qū)域來確定變槳齒輪最有可能經(jīng)受比其它部分更大的磨損的部分或位置。因此，第一區(qū)段延伸的預(yù)定的量可被認(rèn)為是在磨損發(fā)生之前對(duì)風(fēng)輪機(jī)運(yùn)行時(shí)變槳齒輪的區(qū)域?qū)⒔?jīng)受磨損的高磨損區(qū)域的估計(jì)、預(yù)期或預(yù)先確定。因此，第一區(qū)段的尺寸可確定成使該區(qū)段在變槳齒輪預(yù)期將要經(jīng)歷高磨損或者比該變槳齒輪的其余部分更大的磨損的區(qū)域或部分上延伸。
優(yōu)選地，每個(gè)區(qū)段抵接一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段而在齒輪的周面的至少一部分上形成連續(xù)齒輪面。更優(yōu)選地，齒輪面所覆蓋的范圍小于齒輪的整個(gè)周面。優(yōu)選地，所述齒輪的所述第一區(qū)段的周向延伸距離小于齒輪的其它區(qū)段的周向延伸總距離。理想地，第一區(qū)段沿齒輪延伸的量被設(shè)置成使得該第一區(qū)段覆蓋那些頻繁接觸小齒輪的齒輪區(qū)段，且因此可被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于當(dāng)風(fēng)輪機(jī)從迎風(fēng)汲取能量時(shí)葉片在操作范圍內(nèi)所需的旋轉(zhuǎn)范圍，使得在使用的情況下當(dāng)風(fēng)輪機(jī)葉片在操作范圍內(nèi)變槳時(shí)小齒輪僅嚙合所述第一區(qū)段。第一區(qū)段沿齒輪延伸的量可小于覆蓋整個(gè)操作范圍所需的范圍，且因此第一區(qū)段可僅圍繞該整個(gè)操作范圍的一部分延伸，優(yōu)選地，圍繞使用最多的部分延伸。第一區(qū)段可沿齒輪延伸以限定具有20°至60°之間的角度的區(qū)段，該角度由穿過所述第一區(qū)段的兩端的相交半徑限定。更優(yōu)選地，該區(qū)段具有在30°至50°之間的角度。仍更優(yōu)選地，第一區(qū)段具有在30°至35°之間的角度。實(shí)施方式還可使用更小的區(qū)段，例如在4°至10°之間的區(qū)段。優(yōu)選地，較小的區(qū)段可被布置成使得假如0°槳距被看作是風(fēng)輪機(jī)葉片末端的弦線平行于葉片末端的旋轉(zhuǎn)平面時(shí)的槳距，那么當(dāng)葉片在-2°和 +2°之間的位置變槳時(shí)，該較小區(qū)段與小齒輪接觸。大多數(shù)的變槳發(fā)生在-2°和+2°之間。當(dāng)在共用齒輪上使用多個(gè)致動(dòng)器或小齒輪時(shí)，上述的“第一”區(qū)段可被布置成接觸每個(gè)小齒輪。齒輪區(qū)段中的一些或全部可經(jīng)由諸如螺栓或夾具的可移除緊固件聯(lián)接至輪轂或變槳軸承，以允許更換磨損的區(qū)段/扇區(qū)。所述第一區(qū)段可由與其它區(qū)段不同的材料構(gòu)成，由此所述第一區(qū)段的材料的硬度大于用于所述其它區(qū)段的材料的硬度且因此更耐磨。因此，不同的區(qū)段可由制造該區(qū)段的材料來限定。齒輪可通過凸緣聯(lián)接至所述變槳軸承或輪轂，所述凸緣在使用時(shí)能被連接至所述變槳軸承并且被設(shè)置成將所述齒輪支撐在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與變槳軸承周面之間。 優(yōu)選地，所述凸緣在使用時(shí)沿與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直的方向延伸。所述凸緣可包括第一部分和第二部分，并且在使用時(shí)，所述第一部分可連接至所述變槳軸承并且支撐所述第二部分，使得沿著所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線，所述第二部分與所述葉片末端之間的距離小于所述變槳軸承與所述葉片末端之間的距離；并且所述第二部分延伸到所述變槳軸承的所述周面與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間的空間內(nèi)。風(fēng)輪機(jī)可使用本文中根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所描述的系統(tǒng)/設(shè)備來形成。本發(fā)明的實(shí)施方式可提供一種制造本文所述類型的系統(tǒng)/設(shè)備或變槳子組件的方法。該方法包括設(shè)置變槳軸承，該變槳軸承用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪機(jī)輪轂與葉片之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。形成變槳齒輪的分立的第一區(qū)段，該第一區(qū)段具有與小齒輪嚙合的多個(gè)輪齒。分立的第一區(qū)段被形成為使其沿變槳齒輪的預(yù)定的量延伸。在形成該區(qū)段之后，將該區(qū)段連同變槳齒輪的其余部分聯(lián)接至變槳系統(tǒng)的部件，例如輪轂或變槳軸承。如本文所述，變槳齒輪的其余部分包括分立的至少一個(gè)其它區(qū)段，該其它區(qū)段具有用于接合小齒輪的多個(gè)輪齒。至少所述分立的第一區(qū)段使用可釋放的緊固件安裝或聯(lián)接至變槳系統(tǒng)的部件，例如輪轂或變槳軸承。所述分立的至少一個(gè)其它區(qū)段中的一些或全部也可按照與第一區(qū)段相同的方式來聯(lián)接或安裝。
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優(yōu)選地，基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損來確定所述分立的第一區(qū)段沿所述變槳齒輪延伸的量。所述方法還可包括步驟基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損來確定所述分立的第一區(qū)段應(yīng)當(dāng)沿所述變槳齒輪延伸的量。所述系統(tǒng)/設(shè)備或變槳子組件是在將變槳齒輪安裝到風(fēng)輪機(jī)中之前并且在風(fēng)輪機(jī)或變槳系統(tǒng)使用變槳齒輪以調(diào)節(jié)葉片的槳距之前制造的。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種制造本文所述類型的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)的方法。該方法包括設(shè)置本文所述類型的系統(tǒng)/設(shè)備、變槳子組件或變槳齒輪；以及將所述系統(tǒng)/設(shè)備、變槳子組件或變槳齒輪安裝到風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)中。所述系統(tǒng)/設(shè)備、變槳子組件或變槳齒輪在風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)使用變槳齒輪之前作為完整單元安裝。


現(xiàn)將僅以實(shí)施例的方式參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖中圖1是水平軸風(fēng)輪機(jī)的前視圖；圖2是示出已知的變槳控制系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的齒圈的一部分的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的齒圈的剖視圖，其中包括齒圈支撐裝置；圖5是圖3中的齒圈支撐裝置的放大圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的齒圈安裝凸緣、齒圈和小齒輪沿著線X-X的剖視圖， 但是其中不包括齒輪安裝特征；以及圖7示出了變槳齒輪被聯(lián)接至輪轂而不是聯(lián)接至變槳軸承的布置的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的葉片變槳軸承的截面。葉片變槳軸承包括第一圈11和第二圈12，這兩個(gè)圈共用共同的中心并且布置成第一圈圍繞第二圈。變槳軸承包括位于第一圈和第二圈之間的接觸滾子13，以允許所述第一圈和第二圈相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。 第二圈或內(nèi)圈12的內(nèi)周面形成有齒輪14。該齒輪(在該實(shí)施例中是齒“圈”)接合小齒輪 15，該小齒輪由諸如電動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)的致動(dòng)器或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。葉片聯(lián)接至變槳軸承的其中一個(gè)圈，通常是聯(lián)接至內(nèi)圈12，并且另一圈聯(lián)接至風(fēng)輪機(jī)的輪轂，使得轉(zhuǎn)子葉片可以繞著縱向軸線相對(duì)于輪轂旋轉(zhuǎn)。齒圈14包括至少兩個(gè)扇區(qū)或區(qū)段。第一扇區(qū)16圍繞變槳軸承內(nèi)圈12的內(nèi)周面延伸一定度數(shù)。第二扇區(qū)17定位在第一扇區(qū)16附近，并且優(yōu)選在接合處18抵接第一扇區(qū)。每個(gè)區(qū)段圍繞內(nèi)周面延伸的程度可由將該區(qū)段的每端連接至變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的半徑之間形成的角度限定，如圖3所示。第一扇區(qū)圍繞變槳軸承內(nèi)圈的內(nèi)周面所覆蓋的角度對(duì)應(yīng)于葉片在操作范圍內(nèi)所需的旋轉(zhuǎn)量。第一扇區(qū)圍繞變槳軸承內(nèi)圈的內(nèi)周面延伸的角度可在4°至60°之間，優(yōu)選在30°至50°之間，更優(yōu)選為大約40°，甚至更優(yōu)選地，在30° 至35°之間。第二扇區(qū)圍繞內(nèi)周面延伸的角度可在40°至90°之間，優(yōu)選在50°至80° 之間，甚至更優(yōu)選為大約70°。可以提供更多的扇區(qū)以實(shí)現(xiàn)高達(dá)360°的覆蓋，但是通常來說，不必使環(huán)形齒輪圍繞整個(gè)內(nèi)周面延伸就可達(dá)到所需的變槳量。雖然每個(gè)扇區(qū)可被劃分為更多的扇區(qū)，但優(yōu)選使用盡可能少的扇區(qū)，因?yàn)橄噜徤葏^(qū)之間的接合處是潛在的薄弱部位。風(fēng)輪機(jī)葉片變槳系統(tǒng)在操作期間的大部分時(shí)間內(nèi)在-2°與+2°之間的位置變槳。因此，更具針對(duì)性的布置可提供定位在4°和10°之間的區(qū)段，使得當(dāng)葉片在-2°與 +2°之間的位置變槳時(shí)，該區(qū)段由小齒輪接觸。為使轉(zhuǎn)子葉片繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)，可以通過馬達(dá)來使小齒輪15旋轉(zhuǎn)。小齒輪嚙合齒圈14并向其施加力，從而使齒圈和變槳軸承圈12連同葉片一起相對(duì)于變槳軸承圈11和輪轂旋轉(zhuǎn)。小齒輪可以根據(jù)葉片的槳距角是要增加還是減小而順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片和齒輪被排列成使得，通過作用在齒圈的第一扇區(qū)上的小齒輪來實(shí)現(xiàn)控制功率所必需的操作范圍中需要的相對(duì)窄的變槳范圍。因此，齒圈的第一扇區(qū)也被稱為變槳軸承圈的功率控制扇區(qū)。與功率控制范圍通常所需要的變槳程度相比，當(dāng)葉片需要變槳到更大程度時(shí)(例如，在順槳期間)，小齒輪將經(jīng)過接合處18并作用在第二扇區(qū)上。具體扇區(qū)所覆蓋的度數(shù)(即，經(jīng)過扇區(qū)端部的相交半徑之間所限定的角度)通常直接對(duì)應(yīng)于使用該扇區(qū)能將轉(zhuǎn)子葉片變槳的度數(shù)?？稍趩蝹€(gè)齒圈上提供多個(gè)小齒輪，以減少每個(gè)小齒輪必須傳遞的扭矩的量并將負(fù)載分散到整個(gè)齒圈上。優(yōu)選地，小齒輪圍繞齒圈周面均勻分布，例如三個(gè)小齒輪，每個(gè)小齒輪布置成以120°間隔開。在這種實(shí)施例中，變槳齒輪可被設(shè)置成使得在操作范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)每個(gè)小齒輪接觸不同的“第一”扇區(qū)。如上所述，每個(gè)第一扇區(qū)將圍繞變槳軸承的周面延伸一定度數(shù)。相應(yīng)的第二扇區(qū)可定位成鄰近于各自的第一扇區(qū)，優(yōu)選在接合處抵接各自的第一扇區(qū)。第一扇區(qū)圍繞變槳軸承所覆蓋的角度將對(duì)應(yīng)于葉片在操作范圍內(nèi)所需的旋轉(zhuǎn)量， 或者覆蓋更小的角度，使得每個(gè)第一區(qū)段在風(fēng)輪機(jī)葉片頻繁運(yùn)行的變槳范圍內(nèi)嚙合給定的小齒輪。齒圈扇區(qū)可經(jīng)由任何合適的可移除緊固件附接至變槳軸承。例如，齒圈可包括頂表面和底表面上的凸緣，該凸緣延伸到變槳軸承內(nèi)圈上并接著用螺栓固定到位，并且變槳軸承內(nèi)圈中形成有相應(yīng)的孔以接收前述螺栓。作為替代方式，齒輪面中可形成有凹槽，該凹槽接收優(yōu)選以徑向方式直接穿入到內(nèi)圈中的可釋放的緊固件。例如，螺釘或螺栓可穿過輪齒之間形成的孔或凹槽并進(jìn)入到變槳軸承的對(duì)應(yīng)孔或凹槽中。由于第一扇區(qū)被設(shè)置為最常使用的齒圈扇區(qū)，小齒輪經(jīng)過該扇區(qū)的次數(shù)比經(jīng)過齒圈的其它部分的次數(shù)要多得多，因此該第一扇區(qū)更容易由于磨損而被損壞。這導(dǎo)致齒圈上不均衡的磨損分布。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，由于第一扇區(qū)與齒圈的其余部分是分離的，因此不必更換整個(gè)齒圈，而是可以只簡(jiǎn)單地更換磨損程度較大的第一扇區(qū)。許多不同的材料可用于制造齒圈。這些材料可包括鋼、不銹鋼、熱處理不銹鋼、碳鋼、鉻鋼、錳鋼、鉬鋼、鎳鉻鋼、鋁、銅、鑄鐵、塑料或尼龍。一些材料可提供強(qiáng)度或硬度方面的益處并且較耐磨但可能較昂貴，而其它材料可能較便宜但也較不耐磨。本發(fā)明的實(shí)施方式可針對(duì)第一扇區(qū)使用第一材料，并針對(duì)第二扇區(qū)使用第二材料。例如，第一扇區(qū)16可由熱處理不銹鋼構(gòu)成，而第二扇區(qū)17可由常規(guī)的鋼構(gòu)成。這意味著，較堅(jiān)硬的材料集中在最被需要的功率控制扇區(qū)。因此，齒圈可直接結(jié)合到變槳軸承、與變槳軸承一體形成或直接形成在變槳軸承上，但是將要經(jīng)受較更高磨損的區(qū)段由較硬的材料形成，以增加該區(qū)段的壽命并因此增加整個(gè)齒圈的壽命。另選地，由不同材料制成的不同部分或扇區(qū)可經(jīng)由可移除的緊固件附接至變槳軸承，如上所述。
圖4示出了齒圈被安裝在凸緣上而不是直接安裝在變槳軸承上的另選實(shí)施方式。 輪轂51附接至變槳軸承52，葉片53通過包括多個(gè)構(gòu)件的葉片聯(lián)接裝置70聯(lián)接至變槳軸承。設(shè)置有變槳圈致動(dòng)器系統(tǒng)，該變槳圈致動(dòng)器系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生扭矩的AC同步馬達(dá)或液壓馬達(dá)55以及小齒輪M和齒圈57，該小齒輪和齒圈用于將扭矩傳遞至變槳軸承52以使風(fēng)輪機(jī)葉片繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。變槳圈致動(dòng)器系統(tǒng)通過附接至葉片聯(lián)接裝置的其中一個(gè)構(gòu)件的安裝凸緣56聯(lián)接至葉片聯(lián)接裝置70。輪轂51附接至在PCT申請(qǐng)No. W02007/006301中描述的變槳軸承52。葉片53附接或聯(lián)接至變槳軸承52。變槳軸承包括至少一個(gè)外圈58、至少一個(gè)中圈60以及至少一個(gè)內(nèi)圈59。輪轂包括用于葉片單元中的每個(gè)的安裝區(qū)域，該安裝區(qū)域包括用于經(jīng)由至少一個(gè)變槳軸承附接葉片單元的至少兩個(gè)同心的負(fù)載傳遞表面61/62。這些負(fù)載傳遞表面可由至少一個(gè)溝槽分離。變槳軸承在負(fù)載傳遞表面處通過諸如螺釘、螺栓或螺柱的緊固件附接至輪轂。葉片可使用緊固件經(jīng)由葉片聯(lián)接裝置70附接至變槳軸承的中圈，所述緊固件例如是可延伸到負(fù)載傳遞表面61/62之間的溝槽中的螺釘、螺栓或螺柱。該布置提供了供緊固件穿過變槳軸承的直接路徑，使得緊固件可以是大致筆直的緊固件，例如在變槳軸承端或葉片聯(lián)接凸緣端由螺母緊固的筆直螺栓75。葉片聯(lián)接裝置可包括葉片聯(lián)接凸緣。該葉片聯(lián)接凸緣限定用于容納轉(zhuǎn)子葉片緊固件的至少一部分的進(jìn)入空間，該部分允許接近緊固件，以使得緊固件能被擰松和移除/更換。葉片聯(lián)接凸緣包括用于聯(lián)接至變槳軸承52的變槳軸承聯(lián)接部以及用于聯(lián)接至轉(zhuǎn)子葉片的葉片聯(lián)接部。在變槳軸承聯(lián)接部和葉片聯(lián)接部之間定位有中間區(qū)段。葉片聯(lián)接凸緣設(shè)置成使得在使用時(shí)，葉片聯(lián)接部沿葉片的縱向方向與輪轂變槳軸承間隔開。葉片聯(lián)接凸緣限定一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)入空間，用于緊固件將轉(zhuǎn)子葉片附接至葉片聯(lián)接部以及將變槳軸承聯(lián)接部附接至變槳軸承。這種布置允許葉片被安裝到三圈變槳軸承的中圈/中間圈上。優(yōu)選地，葉片被直接安裝至葉片聯(lián)接凸緣。優(yōu)選地，在使用時(shí)，尤其是參照與變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線平行的縱向軸線，前述一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)入空間定位在變槳軸承和葉片之間。葉片聯(lián)接凸緣優(yōu)選地限定用于由緊固件將轉(zhuǎn)子葉片附接至葉片聯(lián)接部的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部進(jìn)入空間以及用于由緊固件將變槳軸承聯(lián)接部附接至變槳軸承的一個(gè)或更多個(gè)外部進(jìn)入空間，或者另選地，限定用于由緊固件將轉(zhuǎn)子葉片附接至葉片聯(lián)接部的一個(gè)或更多個(gè)外部進(jìn)入空間以及用于由緊固件將變槳軸承聯(lián)接部附接至變槳軸承的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部進(jìn)入空間。在一些實(shí)施方式中，由于葉片聯(lián)接凸緣在葉片的縱向方向上將葉片聯(lián)接緊固件與輪轂變槳軸承間隔開，因此可以將葉片緊固件或其一部分定位到輪轂變槳軸承的上方；即，當(dāng)沿著葉片的縱向方向觀察時(shí)，葉片緊固件可以定位在輪轂變槳軸承的上方。優(yōu)選地，中間區(qū)段沿葉片的縱向方向?qū)⑷~片聯(lián)接部與輪轂變槳軸承間隔開，并且還將葉片聯(lián)接部與變槳軸承聯(lián)接部間隔開。甚至更優(yōu)選地，葉片聯(lián)接部沿輪轂變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向方向相對(duì)于變槳軸承聯(lián)接部偏移，這可通過下述方式來實(shí)現(xiàn)中間區(qū)段相對(duì)于輪轂變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線以一角度延伸，葉片聯(lián)接凸緣或中間區(qū)段優(yōu)選地沿在變槳軸承內(nèi)圈和變槳軸承外圈之間穿過變槳軸承結(jié)構(gòu)的中心并且穿過葉片的升力中心的線延伸。中間區(qū)段所延伸的角度沿其長(zhǎng)度優(yōu)選是均勻的，從而產(chǎn)生例如煙囪或錐形的區(qū)段。葉片聯(lián)接凸緣可被設(shè)置成在葉片聯(lián)接凸緣和葉片之間提供平滑的、均勻的或齊平的表面。優(yōu)選地，由葉片聯(lián)接凸緣以及葉片聯(lián)接凸緣在葉片的縱向方向的延伸所產(chǎn)生的進(jìn)入空間允許葉片緊固件被支撐在變槳軸承和葉片之間的位置處，因此，在使用時(shí)，沿著與變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線平行的縱向方向，在變槳軸承與葉片緊固件之間存在間隙。葉片聯(lián)接部在徑向方向可具有比中間區(qū)段大的尺寸，以便在葉片聯(lián)接部上或葉片聯(lián)接部中限定容納緊固件并允許緊固件是大致筆直的緊固件的部分。葉片聯(lián)接凸緣可全部或部分由與用于輪轂變槳軸承的材料相同的材料(例如，鋼)制成。在其它實(shí)施方式中，變槳軸承聯(lián)接部和葉片聯(lián)接部分別通過緊固件附接至變槳軸承和葉片，并且葉片緊固件和變槳軸承緊固件是共軸的。如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)包括葉片變槳軸承和風(fēng)輪機(jī)輪轂，所述變槳軸承附接至風(fēng)輪機(jī)輪轂并且設(shè)置成能附接至風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。葉片變槳軸承用于使轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)于輪轂變槳。整個(gè)變槳軸承組件(包括具有與諸如小齒輪的致動(dòng)器嚙合的齒輪面的齒輪)通過聯(lián)接至變槳軸承或聯(lián)接至輪轂而以可釋放的方式聯(lián)接至變槳系統(tǒng)，以使得變槳齒輪在致動(dòng)器的作用下引起輪轂與變槳軸承的相關(guān)部件之間的旋轉(zhuǎn)。將齒輪面以可釋放的方式聯(lián)接至變槳系統(tǒng)可允許容易地更換整個(gè)齒輪，而不需要移除諸如變槳軸承的大型部件。如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式可包括變槳齒輪組件，該變槳齒輪組件包括具有與諸如小齒輪的致動(dòng)器嚙合的齒輪面的齒輪，所述變槳齒輪組件通過聯(lián)接至變槳軸承或通過聯(lián)接至輪轂而以可釋放的方式聯(lián)接至變槳系統(tǒng)，以使得變槳齒輪在致動(dòng)器的作用下引起輪轂與變槳軸承的相關(guān)部件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。將整個(gè)齒輪面以可釋放的方式聯(lián)接至變槳系統(tǒng)可允許容易地更換整個(gè)齒輪，而不需要移除諸如變槳軸承的大型部件。雖然可以直接安裝至變槳軸承，但是優(yōu)選地，所述變槳系統(tǒng)包括用于將所述齒輪聯(lián)接至所述變槳系統(tǒng)的凸緣或者構(gòu)件，所述凸緣是用于將一個(gè)部件連接至另一個(gè)部件的突出的支撐件。所述凸緣被支撐在所述變槳系統(tǒng)上并且布置為支撐所述齒輪以使所述齒輪與所述變槳軸承或輪轂分開或者分離，優(yōu)選地，使得所述齒輪和齒輪面被支撐在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與變槳軸承周面之間，特別地，在圓形或者橢圓形變槳軸承的情形中，是在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與筒體的彎曲壁之間，所述筒體的彎曲壁穿過所述變槳軸承周面并且平行于所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線。所述凸緣優(yōu)選地沿著大致垂直于所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸。通過設(shè)置凸緣或者支撐件來保持齒輪，所述齒輪不必直接附接至，或者形成為所述變槳系統(tǒng)的部件(特別是所述變槳軸承)的一部分，并且可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離所述變槳軸承和/或所述輪轂的位置。這允許所述變槳齒輪被支撐在遠(yuǎn)離所述變槳軸承或所述輪轂的更便利位置處，在該位置處變槳齒輪可被容易地移除，并且在確定將所述齒輪和相應(yīng)的小齒輪布置在何處時(shí)允許更多的設(shè)計(jì)靈活性。所述凸緣可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分連接至所述變槳軸承并且支撐所述第二部分，以使所述第二部分沿著平行于變槳軸承軸線的線與所述變槳軸承分開一段距離以使所述第二部分保持遠(yuǎn)離所述變槳軸承，處于比所述變槳軸承更接近葉片末端的位置處。所述第二部分然后延伸進(jìn)入到所述變槳軸承的周面與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間的空間。這允許所述凸緣以與葉片安裝裝置一體成型或者可附接到葉片安裝裝置的方式而聯(lián)接至所述葉片安裝裝置，在葉片安裝裝置中，由于所述第一部分可以是所述安裝組件的一部分，所以安裝組件將葉片連接至所述變槳軸承。這還允許將具有變槳系統(tǒng)的葉片安裝到三圈變槳軸承的中圈上。
參照?qǐng)D5，該圖5示出了齒圈安裝凸緣、變槳軸承以及齒輪和小齒輪裝置的放大圖，所述齒圈安裝凸緣包括用于將凸緣聯(lián)接至變槳軸承52的第一部分91以及朝向變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)延伸的第二部分92，齒圈被附接至所述第二部分上。第一部分沿著從變槳軸承到葉片末端的方向延伸，以將第二部分92支撐在比葉片末端與變槳軸承之間的距離更接近葉片末端的位置中。優(yōu)選地，第二部分以與變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直的角度向內(nèi)延伸，但是第二部分還可能以比大致90°更大或更小的角度延伸，以提供具有傾斜側(cè)面的錐形形狀。變槳軸承可使用諸如螺釘或螺栓的一個(gè)或更多個(gè)可釋放的緊固件安裝到變槳軸承上或安裝至凸緣。當(dāng)使用凸緣時(shí)，齒輪可被支撐在凸緣的內(nèi)周面附近并位于凸緣與變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線之間。凸緣(優(yōu)選為環(huán)形)可形成有一個(gè)或更多個(gè)孔，以允許位于變槳軸承與輪轂之間的諸如螺母和螺栓的可釋放的緊固件67能夠被調(diào)節(jié)或更換。所述孔可按照對(duì)應(yīng)于緊固件在變槳軸承與風(fēng)輪機(jī)輪轂之間的徑向位置的預(yù)定半徑分布，并且可定尺寸成以便允許接近該緊固件。圖6示出了齒圈安裝凸緣、齒圈和小齒輪沿著圖5中的線X-X的剖視圖，但是未示出將在下文更詳細(xì)描述的附接組件98。齒圈安裝凸緣的第一部分和第二部分成形為中心位于變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線上的環(huán)形。第一部分和第二部分優(yōu)選地一體形成為單件，但是可通過諸如焊接或使用螺栓的合適方法結(jié)合到一起。第一部分沿變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線的方向的尺寸優(yōu)選地大于第二部分的尺寸，使得相對(duì)于葉片末端而言，第二部分被支撐在沿變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線比變槳軸承自身更遠(yuǎn)的一定距離處。這允許齒圈安裝凸緣將齒圈裝置聯(lián)接至三圈變槳軸承的中圈。這還能確保第二部分延伸到將變槳軸承附接至輪轂的螺母67上。第二部分92通過附接組件98附接至齒圈97。在該實(shí)施方式中，齒圈組件被示出為包括兩個(gè)同軸齒圈，該兩個(gè)同軸齒圈的中心位于變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線上并且沿變槳軸承的軸向方向分離。附接組件包括用于將齒圈固定到位的螺栓和螺母，但是齒圈還可以通過任何其它合適的緊固件連接至齒圈安裝凸緣。其它實(shí)施方式可使用單個(gè)齒圈或者不止兩個(gè)齒圈。另選地，變槳齒輪可與齒圈安裝凸緣的內(nèi)周面一體地形成。小齒輪M嚙合一個(gè)或更多個(gè)齒圈97。小齒輪由馬達(dá)(例如，AC同步馬達(dá)或液壓馬達(dá))驅(qū)動(dòng)。小齒輪被附接至輪轂 51。本發(fā)明的實(shí)施方式可包括聯(lián)接至變槳軸承的兩個(gè)或更多個(gè)齒輪97，優(yōu)選是環(huán)形齒輪，該環(huán)形齒輪沿著變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線分離。這種實(shí)施方式可能需要或可能不需要聯(lián)接凸緣，因?yàn)閮蓚€(gè)環(huán)形齒輪都可直接聯(lián)接至諸如變槳軸承或輪轂的變槳系統(tǒng)部件。聯(lián)接至一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器(例如，電動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá))的一個(gè)或更多個(gè)小齒輪M被設(shè)置成嚙合所述兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形齒輪中的一個(gè)或更多個(gè)，并使轉(zhuǎn)子葉片與變槳軸承一起旋轉(zhuǎn)。通過使兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形齒輪嚙合公共小齒輪或者每個(gè)環(huán)形齒輪嚙合單獨(dú)的小齒輪來使變槳軸承旋轉(zhuǎn)，這減少了環(huán)形齒輪的重量，因?yàn)檠刈儤S承的旋轉(zhuǎn)軸線分離的兩個(gè)環(huán)形齒輪能夠被制造得比單個(gè)環(huán)形齒輪更輕質(zhì)，同時(shí)還能沿變槳軸承軸線覆蓋相同的長(zhǎng)度。這兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形齒輪優(yōu)選地安裝成繞公共中心旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地，環(huán)形齒輪被設(shè)置成繞變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且每個(gè)環(huán)形齒輪的輪齒沿著與變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致平行的線與其它環(huán)形齒輪的輪齒對(duì)齊。當(dāng)使用不止一個(gè)齒圈時(shí)，在其中一個(gè)齒圈上的一個(gè)區(qū)段和相鄰區(qū)段 (例如，第一區(qū)段和第二區(qū)段)之間的接合處可從另一環(huán)形齒輪的相應(yīng)區(qū)段和相鄰區(qū)段(例如，第一區(qū)段和第二區(qū)段)之間的接合處偏移。這避免了高負(fù)載被同時(shí)施加至這些接合處區(qū)域。此外，在兩個(gè)區(qū)段之間的接合處的區(qū)域中的齒輪面可被設(shè)置成減少由小齒輪施加到齒輪面上的負(fù)載，這可通過例如經(jīng)由機(jī)加工或研磨齒輪面的輪齒來減小該輪齒在接合處區(qū)域中相對(duì)于齒輪面的其它輪齒的高度來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形齒輪中的至少一個(gè)被安裝成使得其能夠相對(duì)于變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線獨(dú)立于變槳軸承旋轉(zhuǎn)較小的量，例如1°至5° ；或者對(duì)應(yīng)于環(huán)形齒輪上單個(gè)輪齒所占據(jù)的環(huán)形齒輪周面。這通過允許在相對(duì)定位的齒圈中有一些活動(dòng)空間而允許在兩個(gè)或更多個(gè)齒圈的對(duì)齊中有輕微變化。齒圈可優(yōu)選地用可釋放的緊固件直接附接至變槳軸承，或者可經(jīng)由凸緣聯(lián)接至變槳軸承，使得齒圈不與變槳軸承直接接觸。同樣，優(yōu)選地，齒圈通過可釋放的緊固件附接至聯(lián)接凸緣，以允許更換和調(diào)節(jié)齒圈或齒圈的區(qū)段。由于不必使葉片能夠變槳360°，因此齒圈安裝凸緣不需要圍繞葉片根部的整個(gè)周面延伸。實(shí)際上，齒圈安裝凸緣可圍繞葉片根部的周面的僅一部分延伸，該部分例如覆蓋與齒圈大致相同的周面區(qū)段。為了使葉片變槳，扭矩由馬達(dá)的軸產(chǎn)生并且被傳遞到小齒輪。小齒輪旋轉(zhuǎn)并將扭矩傳遞到齒圈，因而使得齒圈和葉片的附接負(fù)載隨變槳軸承的中圈旋轉(zhuǎn)。以與上述方式相同的方式，齒圈97包括兩個(gè)或更多個(gè)扇區(qū)。每個(gè)扇區(qū)可由不同的材料構(gòu)成。與其它扇區(qū)相比，小齒輪頻繁經(jīng)過的高磨損扇區(qū)可以被更頻繁地更換，從而降低了成本和維修負(fù)擔(dān)。已經(jīng)描述了齒圈被聯(lián)接至變槳軸承的實(shí)施例，其中驅(qū)動(dòng)小齒輪聯(lián)接至輪轂，使得變槳馬達(dá)的扭矩因此被傳遞到變槳軸承，從而引起葉片與輪轂之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。然而，齒圈可被聯(lián)接至輪轂，而小齒輪被聯(lián)接至變槳軸承。圖7示出了這種替代性布置的實(shí)施例，其中小齒輪IlM經(jīng)由馬達(dá)1155聯(lián)接至變槳軸承1152，所述馬達(dá)通過支撐裝置1158附接至變槳軸承。支撐裝置可直接附接至變槳軸承或者可按照與聯(lián)接上述變槳齒輪凸緣類似的布置聯(lián)接至葉片聯(lián)接凸緣或形成為該葉片聯(lián)接凸緣的一部分。變槳齒輪1157利用朝向變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)延伸的齒輪安裝凸緣1156以可釋放的方式聯(lián)接至輪轂。齒輪安裝凸緣1157可具有與變槳齒輪被聯(lián)接至變槳軸承的實(shí)施方式中所述的特征相同的特征，但是將理解的是，在該實(shí)施例中，將不需要如圖5所示的部分91，因?yàn)橥咕壙杀恢苯勇?lián)接至輪轂。已經(jīng)描述了變槳齒輪或齒圈由多個(gè)區(qū)段形成的實(shí)施方式，所述多個(gè)區(qū)段中的至少第一區(qū)段能夠通過可釋放的緊固件被附接，以有助于現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)磨損的區(qū)段。變槳齒輪優(yōu)選在制造地點(diǎn)形成為帶有可移除的區(qū)段/部分，而不是當(dāng)變槳齒輪已位于風(fēng)輪機(jī)內(nèi)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)形成可移除的區(qū)段以及供安裝可拆卸的區(qū)段的相應(yīng)凹部或接合部分。鑒于此，在制造時(shí)或在此之前，基于如上所述的變槳齒輪的估計(jì)或預(yù)期的磨損來預(yù)先確定可移除/可拆卸的區(qū)段的尺寸。這有利于在風(fēng)輪機(jī)的整個(gè)運(yùn)行壽命中修復(fù)變槳齒輪的表面。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)包括變槳軸承和風(fēng)輪機(jī)輪轂，所述變槳軸承附接至所述輪轂并且能附接至風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片；以及聯(lián)接至所述變槳系統(tǒng)的變槳齒輪，該變槳齒輪包括分立的第一區(qū)段以及分立的一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段，每個(gè)區(qū)段都具有用于與小齒輪嚙合的多個(gè)輪齒；其中，至少所述第一區(qū)段通過可釋放的緊固件保持到位并且沿著所述變槳齒輪延伸預(yù)定的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一區(qū)段沿著所述變槳齒輪延伸的所述預(yù)定的量基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述變槳齒輪是具有周面的環(huán)形齒輪，并且每個(gè)區(qū)段抵接一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段而在所述變槳齒輪的所述周面的至少一部分上形成連續(xù)的齒輪面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其中，所述齒輪的所述第一區(qū)段的周向延伸距離小于所述其它區(qū)段的周向延伸距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的系統(tǒng)，其中，所述第一區(qū)段沿著所述齒輪延伸的量對(duì)應(yīng)于所述葉片在操作范圍內(nèi)所需的變槳旋轉(zhuǎn)量的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一區(qū)段沿著所述齒輪延伸所覆蓋的區(qū)段具有在20°和60°之間的角度、或在30°和50°之間的角度、或在30°和 35°之間的角度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述齒輪的所述區(qū)段通過諸如螺栓或夾具的可移除的緊固件聯(lián)接至所述變槳軸承或所述輪轂。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一區(qū)段由第一材料構(gòu)成，并且所述其它區(qū)段由不同的材料構(gòu)成，并且其中，優(yōu)選地，所述第一材料的硬度大于用于所述其它區(qū)段的材料的硬度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述變槳齒輪通過凸緣聯(lián)接至所述變槳軸承；所述凸緣在使用時(shí)連接至所述變槳軸承并且設(shè)置成將所述齒輪支撐在所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線與所述變槳軸承的周面之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述凸緣在使用時(shí)沿與所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直的方向延伸；其中，所述凸緣包括第一部分和第二部分，并且其中，在使用時(shí)所述第一部分連接至所述變槳軸承并且支撐所述第二部分，使得沿著所述變槳軸承的旋轉(zhuǎn)軸線，所述第二部分與葉片末端之間的距離小于所述變槳軸承與所述葉片末端之間的距離；并且，所述第二部分延伸到所述變槳軸承的所述周面與所述變槳軸承的所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的空間內(nèi)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，所述變槳齒輪被布置成嚙合兩個(gè)或更多個(gè)小齒輪，使得每個(gè)小齒輪能接觸不同的分立的第一區(qū)段，每個(gè)第一區(qū)段對(duì)應(yīng)于葉片的操作范圍內(nèi)的葉片變槳運(yùn)動(dòng)。
12.一種風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
13.一種變槳子組件，該變槳子組件用在權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)中，所述變槳子組件包括變槳軸承，該變槳軸承能被附接至風(fēng)輪機(jī)輪轂以及風(fēng)輪機(jī)葉片；以及聯(lián)接至所述變槳軸承的變槳齒輪，該變槳齒輪包括分立的第一區(qū)段以及分立的一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段，每個(gè)區(qū)段都具有用于接合小齒輪的多個(gè)輪齒；其中，至少所述第一區(qū)段通過可釋放的緊固件保持到位并且沿著所述變槳齒輪延伸預(yù)定的量，所述預(yù)定的量基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損確定。
14.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求13所述的變槳子組件的方法，該方法包括設(shè)置變槳軸承；形成變槳齒輪的分立的第一區(qū)段，該第一區(qū)段具有用于接合小齒輪的多個(gè)輪齒，所述分立的第一區(qū)段基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損而沿著所述變槳齒輪延伸預(yù)定的量；將所述變槳齒輪的所述第一區(qū)段以及其余部分聯(lián)接至輪轂或變槳軸承，所述其余部分具有至少一個(gè)分立的其它區(qū)段，所述至少一個(gè)分立的其它區(qū)段具有用于接合小齒輪的多個(gè)輪齒，至少所述分立的第一區(qū)段使用可釋放的緊固件安裝。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，該方法還包括以下步驟基于所述變槳齒輪的預(yù)期磨損，確定所述分立的第一區(qū)段應(yīng)當(dāng)沿著所述變槳齒輪延伸的量。
16.一種制造根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)的方法，該方法包括 設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求13所述的變槳子組件；以及將所述系統(tǒng)或變槳子組件安裝到風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)中，其中，所述系統(tǒng)或變槳子組件在由所述風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子或風(fēng)輪機(jī)使用所述變槳齒輪之前進(jìn)行安裝，并且優(yōu)選地，所述系統(tǒng)或變槳子組件作為完整的單元進(jìn)行安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及變槳齒輪。用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)包括變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)包括變槳軸承(11，12)以及風(fēng)輪機(jī)輪轂，所述變槳軸承附接至輪轂并且能附接至風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，并且所述用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)還包括聯(lián)接至變槳系統(tǒng)的變槳齒輪(14)。變槳齒輪包括分立的第一區(qū)段(16)以及分立的一個(gè)或更多個(gè)其它區(qū)段(17)，每個(gè)區(qū)段都具有用于與諸如小齒輪的致動(dòng)器嚙合的多個(gè)輪齒。至少第一區(qū)段通過可釋放的緊固件保持到位并且沿著變槳齒輪延伸預(yù)定的量。第一區(qū)段沿著變槳齒輪延伸的預(yù)定的量基于變槳齒輪的預(yù)期磨損確定。
文檔編號(hào)F16H55/17GK102562454SQ201110399289
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者J·L·安德森, 安東·貝什 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司