一种风电机组免爬器防滑装置的制作方法

    专利2022-07-11  140


    本实用新型涉及风电机组维护设备领域,特别是涉及一种风电机组免爬器防滑装置。



    背景技术:

    随着风力发电机组单机功率的增大,塔筒高度也随之增高,之前机组标配的助爬器已无法满足人员上、下机舱的需求,越来越多的整机厂家将免爬器作为2mw及以上功率等级机组的标配。目前的机组免爬器工作模式为:电动机带动驱动轮,驱动轮通过滑动摩擦,将驱动力传给钢丝绳,配合布置在爬梯上的定滑轮,钢丝绳带动载人平台部分实现升降功能。

    现有免爬器驱动机构主要由一个驱动轮和若干个从动轮组成,为防止驱动轮和钢丝绳打滑,主要采用两种设计方式:1、在某些从动轮上设置预压力弹簧装置,通过压紧钢丝绳,增加钢丝绳与驱动轮之间的摩擦力,防止打滑;2、增设与驱动轮外圆相切的专用压紧轮,同样采用弹簧装置,通过直接对钢丝绳点式施压,将钢丝绳紧紧压在驱动轮上,增加钢丝绳与驱动轮之间的摩擦力,防止打滑。

    由于免爬器主要运送物是运维人员,免爬器打滑会造成人员无法上塔耽误工作,而运行过程中突然出现的打滑更有可能造成工具掉落、人员磕碰受伤。

    免爬器防滑设计,主要是确保将驱动电机的输出扭矩尽量多的传递给钢丝绳,确保驱动轮和钢丝绳之间的静摩擦力f不小于传递扭矩所需的摩擦力f0。实现防滑的关键在于增加静摩擦力f。由摩擦力公式f=μ×p可知,增大静摩擦力的方式主要是增大摩擦系数μ或者正压力p。由于风电机组所处的环境恶劣,温湿度及现场工作过程中出现的油污、灰尘等因素,均会导致摩擦系数μ减小,这也是造成免爬器发生打滑的主要原因。

    现有的设计均采用一个驱动轮加若干个从动轮方式,仅通过增加正压力p来提高静摩擦力f。由于驱动轮与钢丝绳接触长度较短,且防打滑装置施加正压力p有限,当摩擦系数μ减小较多时,如运送物的重量接近免爬器额定最大运送能力,仍然会出现打滑现象。

    此外,现有设计中单纯采用弹簧预紧方式作为施加正压力p的能力有限,如预压力太大,容易损坏钢丝绳,加速驱动轮、从动轮的轴承磨损,降低整个设备使用寿命,引发新的潜在隐患。

    由此可见,上述现有的免爬器防滑装置在结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的风电机组免爬器防滑装置,实属当前重要研发课题之一。



    技术实现要素:

    本实用新型要解决的技术问题是提供一种风电机组免爬器防滑装置,使其在同等尺寸的空间内有效增加钢丝绳与驱动轮的接触长度,进而增加钢丝绳的摩擦力,使得驱动轮传递能力增强,大大提高了免爬器应对极端恶劣工况下防滑能力,从而克服现有的免爬器防滑装置的不足。

    为解决上述技术问题,本实用新型提供一种风电机组免爬器防滑装置,包括动力箱、驱动轮、从动轮、钢丝绳和预紧弹簧,驱动轮和从动轮安装在动力箱内,所述驱动轮的数量至少为两个,所述钢丝绳穿过动力箱并依次绕过各驱动轮和从动轮,所述动力箱内设置有导向槽,至少两个从动轮为浮动轮,所述浮动轮的轮轴滑动安装在导向槽内,浮动轮的轮轴之间以预紧弹簧连接。

    作为本实用新型的一种改进,所述驱动轮的数量为四个,所述从动轮的数量为五个。

    进一步地,四个驱动轮以等间距矩形排布,在钢丝绳缠绕方向上五个从动轮与四个驱动轮间隔设置,其中位于竖直两驱动轮之间的从动轮为浮动轮,两浮动轮的轮轴安装在水平布置的导向槽内。

    进一步地,所有驱动轮均由同一驱动电机驱动而同步运转。

    进一步地,所述驱动轮包括驱动轮轴、驱动轮导向盘和传动齿轮,其中:

    所述驱动轮轴为阶梯轴,驱动轮导向盘和传动齿轮套装在驱动轮轴上;

    所述驱动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽,允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内,凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6;

    所述传动齿轮与驱动电机的驱动齿轮啮合。

    进一步地,所述驱动轮导向盘和传动齿轮与驱动轮轴之间采用键连接或过盈配合连接。

    进一步地,所述从动轮包括从动轮轴和从动轮导向盘,其中:

    所述从动轮轴为阶梯轴,从动轮导向盘套装在从动轮轴上;

    所述从动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽,允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内,凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6。

    进一步地,所述从动轮导向盘与从动轮轴之间采用键连接或过盈配合连接。

    采用这样的设计后,本实用新型至少具有以下优点:

    1、以多个小直径驱动轮替代现有的单个大直径驱动轮,使得驱动轮传递能力增强,大大提高了免爬器应对极端恶劣工况下防滑能力。

    2、通过设置多个驱动轮同步驱动钢丝绳,以及设置多个从动轮改变钢丝绳的缠绕方向,增加了驱动轮与钢丝绳之间的接触长度,大幅增加驱动轮与钢丝绳的最大静摩擦力,保证传动系统可靠运行。

    附图说明

    上述仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

    图1是本实用新型提供的风电机组免爬器防滑装置的结构示意图。

    图2是驱动轮的结构示意图。

    图3是从动轮的结构示意图。

    附图标记说明:1-驱动轮;11-驱动轮轴;12-驱动轮导向盘;13-传动齿轮;2-从动轮;21-从动轮轴;22-从动轮导向盘;3-动力箱;4-钢丝绳;5-预紧弹簧。

    具体实施方式

    请参阅图1,本实用新型提供一种风电机组免爬器防滑装置,包括动力箱3、驱动轮1、从动轮2、钢丝绳4和预紧弹簧5,所述驱动轮1和从动轮2安装在动力箱3内,所述钢丝绳4的一端穿入动力箱3后依次绕过各驱动轮1和从动轮2后再从动力箱3穿出,在本实施例中,钢丝绳4穿入和穿出动力箱3的进出口均位于动力箱3的上方,所述驱动轮1的数量为四个,从轮动的数量为五个,所述驱动轮1呈等间距矩形排布,所述从动轮2在钢丝绳缠绕的方向上与驱动轮1间隔布置,具体来说,五个所述从动轮2之中两个布置在由驱动轮1构成的矩形的水平中心线上,另外两个从动轮2布置在上方两驱动轮1之间,最后一个从动轮2布置在下方两驱动轮1之间,所述从动轮2的作用是作为一个支点来改变钢丝绳4的方向,以使钢丝绳4依次绕过各驱动轮1和从动轮2时,能够与驱动轮1具有更长的有效接触长度。

    在由驱动轮1构成的矩形的水平中心线上设置有导向槽,位于该中心线上的两个从动轮2为浮动轮,所述浮动轮的轮轴滑动安装在导向槽内,并在该两浮动轮的轮轴之间设置有预紧弹簧5,所述预紧弹簧5对两浮动轮周施加预紧力,进而使钢丝绳4向驱动轮1方向压紧。

    请参阅图2,所述驱动轮1包括驱动轮轴11、驱动轮导向盘12和传动齿轮13,所述驱动轮轴11为三段式阶梯轴,两个阶梯台的端面用于安装所述驱动轮导向盘12和传动齿轮13,所述驱动轮导向盘13和传动齿轮12均套装在驱动轮轴11上,在所述驱动轮安装盘13的周向外壁上设有一半圆形的凹槽,用于使钢丝绳4置入其中而起导向固定作用,防止钢丝绳4在工作过程中沿轴向晃动。所述传动齿轮13与驱动电机输出轴上驱动齿轮相啮合,同时起到传动和减速的作用。

    需要说明的是,四个驱动轮1上的传动齿轮13均与同一驱动电机机输出轴上驱动齿轮啮合,使四个驱动轮1同步转动。所述驱动轮导向盘12和传动齿轮13与驱动轮轴11之间采用键连接或过盈配合连接,优选为过盈配合连接。

    优选的,所述驱动轮导向盘12的凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6。

    请参阅图3,所述从动轮2包括从动轮轴21和从动轮导向盘22,所述从动轮导向盘22套装在从动轮轴21上,从动轮导向盘22和从动轮轴21之间采用键连接或过盈配合连接,优选为过盈配合连接。在从动轮导向盘22的周向外壁同样设有半圆凹槽,用于将钢丝绳4对其起导向固定作用,优选的,该凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6。

    在本实用新型的其他实施例中,驱动轮1和从动轮2的数量可以为大于2的其他值,所述驱动轮1的排布也可以其他位置进行排布。需要说明的是,一般情况下,从轮动2的直径小于驱动轮1直径,从动轮2的作用是使钢丝绳4绕过从动轮2后改变方向,使得钢丝绳4与驱动轮1之间能有更长的有效接触长度,结合考虑到动力箱3的空间尺寸有限,从动轮2直径小于驱动轮1直径的设计可以更加有效地利用空间。

    以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本实用新型的保护范围内。


    技术特征:

    1.一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,包括动力箱、驱动轮、从动轮、钢丝绳和预紧弹簧,驱动轮和从动轮安装在动力箱内,所述驱动轮的数量至少为两个,所述钢丝绳穿过动力箱并依次绕过各驱动轮和从动轮,所述动力箱内设置有导向槽,至少两个从动轮为浮动轮,所述浮动轮的轮轴滑动安装在导向槽内,浮动轮的轮轴之间以预紧弹簧连接。

    2.根据权利要求1所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所述驱动轮的数量为四个,所述从动轮的数量为五个。

    3.根据权利要求2所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,四个驱动轮以等间距矩形排布,在钢丝绳缠绕方向上五个从动轮与四个驱动轮间隔设置,其中位于竖直两驱动轮之间的从动轮为浮动轮,两浮动轮的轮轴安装在水平布置的导向槽内。

    4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所有驱动轮均由同一驱动电机驱动而同步运转。

    5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所述驱动轮包括驱动轮轴、驱动轮导向盘和传动齿轮,其中,

    所述驱动轮轴为阶梯轴,驱动轮导向盘和传动齿轮套装在驱动轮轴上;

    所述驱动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽,允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内,凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6;

    所述传动齿轮与驱动电机的驱动齿轮啮合。

    6.根据权利要求5所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所述驱动轮导向盘和传动齿轮与驱动轮轴之间采用键连接或过盈配合连接。

    7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所述从动轮包括从动轮轴和从动轮导向盘,其中:

    所述从动轮轴为阶梯轴,从动轮导向盘套装在从动轮轴上;

    所述从动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽,允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内,凹槽采用机械加工生成,凹槽内表面粗糙度不大于1.6。

    8.根据权利要求7所述的一种风电机组免爬器防滑装置,其特征在于,所述从动轮导向盘与从动轮轴之间采用键连接或过盈配合连接。

    技术总结
    本实用新型公开了一种风电机组免爬器防滑装置,包括动力箱、驱动轮、从动轮、钢丝绳和预紧弹簧,驱动轮和从动轮安装在动力箱内,所述驱动轮的数量至少为两个,所述钢丝绳穿过动力箱并依次绕过各驱动轮和从动轮,所述动力箱内设置有导向槽,至少两个从动轮为浮动轮,所述浮动轮的轮轴滑动安装在导向槽内,浮动轮的轮轴之间以预紧弹簧连接。本实用新型通过多个小直径驱动轮替代现有设计中的单个大直径驱动轮,增加驱动轮与钢丝绳之间的接触长度,在保证传动系统可靠运行的同时增强驱动轮传递能力,提高了免爬器应对极端恶劣工况下防滑能力。

    技术研发人员:刘金鹿;潘磊;汪正军
    受保护的技术使用者:国电联合动力技术有限公司
    技术研发日:2020.06.23
    技术公布日:2021.03.12

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