H型风电采风动力机构的优化选择

张跃锋 张 悦

（1.山西焦煤汾西矿业洗煤厂 山西介休 2.太原科技大学机械工程学院 太原）

风力发电动力机构有多种形式，H型风电动力机构是常见的一种形式，由于其桨叶是固定在力臂上，采风过程正负能量相抵，从而使整体正能量消减而使采风效率降低。改造桨叶为10°弧形横截面，并能以一边为轴在90°范围摆动，整体桨叶设计为16片，由5个大环和角钢连接，桨叶转轴轴承相对力臂位置一致，采风效率约可提高20%以上。

1.采风机构与原理

采风机构大回转直径10 m左右，桨叶长10 m，中心主干为平均Φ2×0.5 m钢筋混凝土空心塔柱，上细下粗，每桨叶边设5组90°转动范围轴承，中环为带止推性轴承，桨叶轴承部位要有极好的抗冲击韧性，使桨叶相对力臂只有一个转动自由度。桨叶与力臂相互垂直，相对位置相同，原理见图1。

图1 采风机构原理

2.注意事项

（1）发电机就位后主轴顶与活动顶盖螺栓连接固定。

（2）A-A剖视图中每页桨叶配五套90°转区轴承，桨叶夹板与桨叶用铆钉连接，支撑架辅助限位。

（3）14号槽钢与顶盖的20 mm厚钢板螺栓或焊接连接。

（4）圆螺母带堵丝≥3匝。

（5）主轴梯形螺纹左旋。

B-B剖视中伸出槽钢部分槽内垫软木，钢筋支撑架前部套橡胶包裹外层，以防冲击损坏桨叶。桨叶与转动轴承座与角钢以螺栓连接。

3.工作图说明

机构连接以铆接为主，安装位置在坡顶无遮风处，本机构不忌风向，10°弧形截面桨叶用耐-40～90℃硬塑胶制作，耐弯曲冲击强度高，桨叶带止推性轴承工作性能要保证并定期加润滑油脂，采风动力主轴采用与发电机主转轴一体式，凹迎风面毛糙化网格化镂空处理厚度≥20 mm，类似楼门防滑垫处理或息肉式毡贴以加强采风能力和效果，本型风力采集机构最适于多风无雪地带工作使用，有雪地区最好用光滑面桨叶。机架力臂定期涂防锈漆。立柱外侧每隔0.5 m安一爬梯，轴承箱上圆螺母附近开直径60 mm的调位口以方便检修维护管理，每个小轴承座及5个大环与立角钢采用焊接或螺栓连接。及时保养，工作寿命可达10年以上。

4.机构优点

本机构形式、结构、效率、使用、维护、性能、安装、造价、简易性、先进性、安全性均有优越性，是低碳绿色环保清洁可再生能源的有效利用，其形制在4～5级风下功率可达20 kW，单台或集合配置均可，若配合光伏发电可昼夜不停电，对于采暖、灶口、采光均方便适宜，山区偏远交通路边尤可先选，同时可以小型化，将桨叶折角化固定成相同连接形式，其工作稳定性会提高，但采风效率不会降低。只是要因地制宜有所选择。总之，在10级风以下的地方非常适用。

5.结语

目前风能愈来愈显得重要，低碳经济已成为世界的大趋势。能源的未来在于电力，碳基能源不是能源的正途，未来必须走绿色低碳转型跨越可持续发展之路，它关系到人类的生死存亡和人民的生活福祉，应引起人类的危机感紧迫感和足够的重视。采风机构，还有待实践检验，不断优化不断完善不断进步。