CN102011830A - 一种减震装置及包含该减震装置的风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减震装置及包含该减震装置的风力发电机，该减震装置包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件通过紧固件连接在一起，并且，在所述第一连接件和所述第二连接件的接合位置设有由阻尼材料制成的弹性部件。该减震装置可以提供三维方向的缓冲作用，从而可以减小两个被连接部件之间的相互作用力。
Description
技术领域
本发明属于风力发电领域，涉及一种减震装置及包含该减震装置的风力发电机。
背景技术
风能作为一种可利用的绿色能源，已成为缓解人类目前所面临的能源危机以及环境污染的重要手段。风力发电是利用风能的主要方式之一，其工作原理是首先将风能首先转化为机械能，再将机械能转换为电能。
图1为一种典型的风力发电机的结构示意图。请参阅图1，风力发电机包括叶轮11、机舱12、塔筒13以及电控***。塔筒13为中空的结构件，高度通常在50米以上。为了提高塔筒13的强度，在其内部设有塔筒支架(图中未示出)，塔筒支架通常是利用螺钉或焊接等刚性连接方式固定在塔筒13的内壁。叶轮11和机舱12设置在塔筒13的顶端，机舱12用于支撑叶轮11的转轴，而且机舱12可绕塔筒13的竖直轴自由旋转。电控***包括电控部件和电缆，电控部件同样是采用螺钉或焊接等刚性连接方式固定在塔筒13的内壁或者塔筒支架上。
在风力发电机的运行过程中，由于塔筒支架与塔筒13是刚性连接，使得塔筒13在其径向方向的变形受到约束，这容易引起塔筒13的局部应力过大，从而导致塔筒13提前失效。另外，塔筒13容易受时变的风载荷影响而晃动，导致与塔筒13内壁和/或塔筒支架刚性连接的电控部件等零部件松动以及电缆的抖动，从而导致电控部件等零部件失效。
为此，在塔筒13内的各弹性部件位设置弹性垫片。虽然可以通过弹性垫片与螺钉配合来向塔筒13内的各弹性部件位提供补偿(缓冲)，以减小作用到各部件上的作用力。然而，弹性垫片只能在一维方向提供补偿，而塔筒13内的各弹性部件位实际上是受到三维方向的作用力，因此，弹性垫片只能很有限地缓解因刚性连接而导致的塔筒13提前失效和电控部件等零部件失效等技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是针对风力发电机中存在的上述缺陷，提供一种减震装置，其可以在三维方向提供缓冲作用，从而可以减小两个被连接部件之间的相互作用力。
此外，本发明还提供一种风力发电机，设有一种减震装置，使塔筒的晃动对设置在塔筒内的电控部件等零部件的影响小，从而可以提高塔筒和电控部件等零部件的使用寿命。
解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种减震装置，包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件通过紧固件连接在一起，并且，在所述第一连接件和所述第二连接件的接合位置设有由阻尼材料制成的弹性部件。
其中，所述弹性部件通过粘接方式固定在所述第一连接件上。
其中，所述弹性部件包括底座部分以及沿所述底座部分的轴向方向延伸的延伸部分，所述延伸部分的外径小于所述底座部分的外径。
其中，所述第二连接件包括壳体以及设置在所述壳体内的基座，所述基座与所述弹性部件相配合。
其中，所述基座与所述弹性部件采用螺纹或插接的方式连接。
其中，所述壳体包括上壳体、下壳体，所述上壳体的外形尺寸自上而下逐渐增大，所述下壳体的外形尺寸自上而下逐渐缩小，从而使所述上壳体和所述下壳体形成“陀螺”形。
其中，所述基座采用阻尼材料制成。
其中，所述阻尼材料为橡胶材料。
其中，所述紧固件为螺钉和螺母。
本发明还提供一种风力发电机，包括塔筒、塔筒支架以及固定在所述塔筒和/或所述塔筒支架上的零部件，在所述塔筒与所述零部件和/或所述塔筒支架之间和/或所述塔筒支架与所述零部件之间还设有减震装置，所述减震装置采用本发明提供的所述减震装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的减震装置通过设置阻尼材料制作的弹性部件，可以在三维方向提供缓冲作用，从而可以减小两个被连接部件之间的相互作用力。
此外，本发明提供的风力发电机，在零部件与塔筒或塔筒支架的连接位置设置本发明提供的减震装置，可以在零部件与塔筒或塔筒支架之间提供三维方向的缓冲作用，从而减轻塔筒晃动对与其连接的零部件的影响，进而可以提高零部件的使用寿命，或者降低零部件对抗过载能力的要求。若在塔筒与塔筒支架之间设置本发明提供的减震装置，不仅可以避免因塔筒径向方向的变形而导致的局部应力过大，从而提高塔筒的使用寿命；而且还可以降低因塔筒变形而对塔筒支架的影响。
附图说明
图1为一种典型的风力发电机的结构示意图；
图2为本发明提供的减震装置的结构示意图；
图3为本发明提供的减震装置的局部剖视图；以及
图4为本发明减震装置中弹性部件的剖视图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的减震装置及包含该减震装置的风力发电机进行详细描述。
图2为本发明提供的减震装置的结构示意图，图3为本发明提供的减震装置的局部剖视图。请一并参阅图2和图3，本实施例中，减震装置设置在塔筒支架7与电控部件6之间，用于减轻塔筒晃动对电控部件的影响。减震装置包括第一连接件1、第二连接件2以及设置在第一连接件1和第二连接件2之间的弹性部件8。第一连接件1、第二连接件2和弹性部件8的对称中心设有通孔4，紧固件(图中未示出)穿过通孔4将第一连接件1和第二连接件2连接在一起。本实施例中，紧固件为螺钉和螺母。
第一连接件1上设有连接孔9，借助连接孔9将第一连接件1固定在电控部件6上。图4为本发明减震装置中弹性部件的剖视图。请参阅图4，弹性部件8包括底座部分81和沿所述底座轴向延伸的延伸部分82，而且，底座部分81的外径大于延伸部分82的外径，从而在弹性部件8上形成肩部83。肩部83与第二连接件2的上表面接触，延伸部分82***第二连接件2的内部，这使得减震装置的装配过程更加方便。弹性部件8采用橡胶等阻尼材料制成，并通过粘接方式固定在第一连接件1上。当第一连接件1和第二连接件2相互挤压时，弹性部件8的底座部分81受到挤压可以在三维方向变形，从而给第一连接件1和第二连接件2在三维方向提供缓冲作用。当第一连接件1和第二连接件2之间的挤压力较大时，延伸部分82同样可以在三维方向吸收该挤压力，从而提高减震装置的缓冲性能。
第二连接件2包括壳体21以及基座22。其中，壳体21包括上壳体21a、下壳体21b以及底板21c，上壳体21a的外形尺寸自上而下逐渐增大，下壳体21b的外形尺寸自上而下逐渐缩小，即上壳体21a和下壳体21b形成“陀螺”形。“陀螺”形的第二连接件2不仅可以提高减震装置在三维方向的承受力，而且可以增加第一连接件1在三维方向的活动量。也就是说，由于第二连接件2顶端的表面积较小，因此增大了第一连接件1在三维方向的活动量。下壳体21b为中空的结构，螺杆穿过通孔4与设置在下壳体21b内的螺母配合。底板21c设置在下壳体21b的底部，在底板21c上同样设有连接孔，借助该连接孔可以将第二连接件2固定在塔筒支架7上。
基座22设置在上壳体21a的内部，基座22与弹性部件8的延伸部分82相配合，并以插接或螺纹连接方式与弹性部件8连接在一起。基座22可以采用金属等刚性材料制作，也可以采用橡胶等阻性材料制作。在实际应用中，基座22优选采用橡胶等阻性材料制作，这样，当第一连接件1和第二连接件2受到较大的挤压力时，基座22的变形可以吸收部分作用力，从而使减震装置获得更好地减震效果。
需要说明的是，本实施例提供的减震装置还可以设置在塔筒内壁与塔筒支架的弹性部件位，或设置在塔筒支架与电控部件等零部件的弹性部件位。也就是说，本实施例提供的减震装置可以设置在风力发电机中任意两个需要降低相互作用力的连接件之间。
本实施例提供的减震装置，通过由阻尼材料制成的弹性部件可以提供三维方向的缓冲作用，从而可以减小两个连接部件之间的相互作用力，同时可以防止两个连接部件发生松动。如果将该减震装置设置在塔筒或塔筒支架与零部件之间，可以减轻塔筒晃动对零部件的影响，进而提高零部件的使用寿命以及降低对零部件的抗过载能力的要求。如果将减震装置设置在塔筒与塔筒支架的弹性部件位，不仅可以避免因塔筒径向方向的变形而导致的局部应力过大，从而可以提高塔筒的使用寿命；而且还可以降低因塔筒变形而对塔筒支架的影响。
本实施例还提供一种风力发电机，包括塔筒、塔筒支架以及固定在所述塔筒和/或所述塔筒支架上的零部件，在所述塔筒与所述零部件和/或所述塔筒支架之间以及所述塔筒支架与所述零部件之间还设有本实施例提供的减震装置。
当减震装置设置在塔筒或塔筒支架与零部件直接时，可以减轻塔筒晃动对零部件的影响，进而提高零部件的使用寿命以及降低对零部件的抗过载能力的要求。当减震装置设置在塔筒与塔筒支架之间时，不仅可以避免因塔筒径向方向的变形而导致的局部应力过大，从而可以提高塔筒的使用寿命；而且还可以降低因塔筒变形而对塔筒支架的影响。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种减震装置，其特征在于，包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件通过紧固件连接在一起，并且，在所述第一连接件和所述第二连接件的接合位置设有由阻尼材料制成的弹性部件。
2.根据权利要求1所述减震装置，其特征在于，所述弹性部件通过粘接方式固定在所述第一连接件上。
3.根据权利要求1所述减震装置，其特征在于，所述弹性部件包括底座部分以及沿所述底座部分的轴向方向延伸的延伸部分，所述延伸部分的外径小于所述底座部分的外径。
4.根据权利要求1所述减震装置，其特征在于，所述第二连接件包括壳体以及设置在所述壳体内的基座，所述基座与所述弹性部件相配合。
5.根据权利要求4所述减震装置，其特征在于，所述基座与所述弹性部件采用螺纹或插接的方式连接。
6.根据权利要求4所述减震装置，其特征在于，所述壳体包括上壳体、下壳体，所述上壳体的外形尺寸自上而下逐渐增大，所述下壳体的外形尺寸自上而下逐渐缩小，从而使所述上壳体和所述下壳体形成“陀螺”形。
7.根据权利要求4所述减震装置，其特征在于，所述基座采用阻尼材料制成。
8.根据权利要求1-7任意一项所述减震装置，其特征在于，所述阻尼材料为橡胶材料。
9.根据权利要求1所述减震装置，其特征在于，所述紧固件为螺钉和螺母。
10.一种风力发电机，包括塔筒、塔筒支架以及固定在所述塔筒和/或所述塔筒支架上的零部件，在所述塔筒与所述零部件和/或所述塔筒支架之间和/或所述塔筒支架与所述零部件之间还设有减震装置，其特征在于，所述减震装置采用权利要求1-9任意一项所述减震装置。
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