摆动装置、阻尼器以及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及阻尼技术领域，特别是涉及一种摆动装置、阻尼器以及风力发电机组。


背景技术：

2.阻尼器是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。利用阻尼来吸能减振在航天、航空、军工、风电等行业中早已应用。
3.例如，在风电技术领域，塔架是风力发电机组的支撑结构，其结构安全性与稳定性关系到风力发电机组整机的安全性能。随着风力发电机组容量的不断增加，塔架高度不断增加，塔架频率不断降低，这也使得塔架振动问题会越来越突出。为了保证塔架及整机的安全、平稳运行，需要在塔架上安装阻尼器，来抑制塔架的振动，保证风力发电机组的安全运行。
4.阻尼器种类繁多，其中，摆式调谐质量阻尼器作为一种调谐质量阻尼器具有可以满足不同方向减振与降载要求，易于启动且频率稳定性好等优势，应用越来越广泛，尤其在风电技术领域。
5.然而，已有的摆式调谐质量阻尼器，当用于风电技术等领域时，为了满足阻尼需求，需要将其摆动装置的摆臂尺寸设计较长，使得摆动装置的生产及安装较为困难。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供一种摆动装置、阻尼器以及风力发电机组，摆动装置能够满足阻尼器的摆动阻尼需求，同时易于生产及安装。
7.一方面，根据本实用新型实施例提出了一种摆动装置，用于阻尼器，摆动装置包括：安装部件，包括板组件以及连接组件，板组件包括多个沿同一方向间隔且相对设置的板本体，每相邻两个板本体之间连接有连接组件并形成安装空间；摆臂，沿多个板本体的排布方向延伸，摆臂具有沿排布方向依次分布并与各安装空间对应设置的杆单元，杆单元位于安装空间并夹持于相邻两个板本体之间；质量块，每个安装空间内分别设置有质量块，质量块套设于摆臂并与板本体连接；转接部件，设置于安装部件，以用于与外部构件连接。
8.根据本实用新型实施例的一个方面，连接组件包括多个间隔分布并分别沿排布方向延伸的连接单元，每个连接单元的一端与相邻设置的两个板本体中的一者连接且另一端与相邻设置的两个板本体中的另一者连接。
9.根据本实用新型实施例的一个方面，连接组件的各连接单元在排布方向的一端穿过同一板本体并与板本体可拆卸连接；和/或，连接单元包括连接杆以及连接索中的一者。
10.根据本实用新型实施例的一个方面，杆单元呈空心管状，位于同一安装空间内的至少部分数量的连接单元穿过杆单元的内腔并连接于相邻设置并共同夹持杆单元的板本体；和/或，杆单元在排布方向上的横截面形状呈圆环形及正多边形环中的一者。
11.根据本实用新型实施例的一个方面，杆单元在排布方向的两端分别设置有连接法
兰，每个连接法兰抵靠于其中一个板本体并与板本体之间可拆卸连接；和/或，每相邻两个板本体相对设置有定位槽，杆单元插接于相对设置的两个定位槽之间。
12.根据本实用新型实施例的一个方面，转接部件包括第一转接件以及第二转接件，第一转接件与第二转接件转动连接，转接部件通过第一转接件与安装部件在排布方向上位于最外侧的板本体连接，转接部件通过第二转接件与外部构件连接。
13.根据本实用新型实施例的一个方面，转接部件还包括球连接体，第一转接件以及第二转接件分别呈u形结构体并通过球连接体球铰接。
14.根据本实用新型实施例的一个方面，摆动装置还包括缓冲部件，缓冲部件套设于摆臂并连接于远离转接部件设置的板本体，位于同一板本体上的质量块与缓冲部件在排布方向上相对设置。
15.根据本实用新型实施例的一个方面，缓冲部件包括在排布方向层叠设置的弹性缓冲体以及均压盘，弹性缓冲体连接于均压盘与板本体之间，均压盘的侧壁设置有缓冲层，缓冲层沿摆臂的周向延伸并包围均压盘设置。
16.根据本实用新型实施例的一个方面，板本体的数量为三个，每相邻两个板本体之间分别夹持有杆单元，三个板本体中的其中一个板本体与转接部件连接且剩余板本体中各自面向转接部件的一侧分别连接有质量块，缓冲部件设置于三个板本体中位于中部的板本体。
17.根据本实用新型实施例的一个方面，质量块包括多个沿排布方向层叠设置并依次连接的质量单元，质量单元上设置有与杆单元的形状相匹配的插孔，质量单元在排布方向上的正投影形状呈圆形、椭圆形、多边形以及半圆形中的一者。
18.另一个方面，根据本实用新型实施例提供一种阻尼器，包括上述的摆动装置、阻尼装置以及调频装置，阻尼装置以及调频装置分别连接于摆动装置。
19.又一个方面，根据本实用新型实施例一种风力发电机组，包括上述的阻尼器。
20.根据本实用新型实施例提供的摆动装置、阻尼器以及风力发电机组，阻尼器用摆动装置包括安装部件、摆臂、质量块以及转接部件，摆动装置整体能够通过转接部件与外部构件如待减振的部件连接。由于安装部件包括多个沿同一方向间隔且相对设置的板本体，且相邻板本体通过连接组件连接形成安装空间，同时摆臂包括与安装空间相对的杆单元且每个杆单元夹持于相邻两个板本体之间，并将质量块套设摆臂设置并与板本体连接，使得外部构件在振动时，摆动装置整体能够吸收外部构件的动能并转换至摆臂带动质量块的摆动，满足所应用阻尼器的摆动阻尼效果。并且其摆臂采用分段设置并与安装部件配合方式，使其不受长度的限制，利于摆动装置整体的生产及安装。
附图说明
21.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。
22.图1是本实用新型一个实施例的风力发电机组的结构示意图；
23.图2是本实用新型一个实施例的阻尼器的结构示意图；
24.图3是本实用新型一个实施例的摆动装置的整体结构示意图；
25.图4是本实用新型一个实施例的摆动装置的局部结构示意图；
26.图5是图4中a处放大图；
27.图6是本实用新型一个实施例的杆单元与连接组件配合的横截面结构示意图；
28.图7是本实用新型另一个实施例的杆单元与连接组件配合的横截面结构示意图；
29.图8是本实用新型一个实施例的杆单元与连接法兰以及连接组件配合的横截面结构示意图；
30.图9是本实用新型另一个实施例的摆动装置的局部结构示意图；
31.图10是本实用新型一个实施例的缓冲部件的结构示意图；
32.图11是本实用新型一个实施例的质量单元与杆本体以及连接组件的配合示意图；
33.图12是本实用新型另一个实施例的质量单元与杆本体以及连接组件的配合示意图；
34.图13是本实用新型再一个实施例的质量单元与杆本体以及连接组件的配合示意图；
35.图14是本实用新型又一个实施例的质量单元与杆本体以及连接组件的配合示意图；
36.图15是本实用新型再一个实施例的摆动装置的局部结构示意图。
37.其中：
[0038]1‑
阻尼器；
[0039]
100
‑
摆动装置；
[0040]
10
‑
安装部件；11
‑
板组件；111
‑
板本体；111a
‑
定位槽；12
‑
连接组件；121
‑
连接单元；
[0041]
20
‑
摆臂；21
‑
杆单元；211
‑
连接段；22
‑
连接法兰；
[0042]
30
‑
质量块；31
‑
质量单元；32
‑
固定杆；
[0043]
40
‑
转接部件；41
‑
第一转接件；42
‑
第二转接件；43
‑
球连接体；
[0044]
50
‑
缓冲部件；51
‑
弹性缓冲体；52
‑
均压盘；53
‑
缓冲层；
[0045]
200
‑
阻尼装置；300
‑
调频装置；
[0046]2‑
塔架；
[0047]3‑
机舱；
[0048]4‑
发电机；
[0049]5‑
叶轮；5a
‑
轮毂；5b
‑
叶片；
[0050]
x
‑
排布方向。
[0051]
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0052]
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
[0053]
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的摆动装置、阻尼器以及风力发电机组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0054]
如图1以及图2所示，本实用新型实施例提供一种风力发电机组，包括风机基础、塔架2、机舱3、发电机4以及叶轮5。塔架2至少部分连接于风机基础，机舱3设置于塔架2的顶端，发电机4设置于机舱3，可以位于机舱3的内部，当然也可以位于机舱3的外部。叶轮5包括轮毂5a以及连接于轮毂5a上的多个叶片5b，叶轮5通过其轮毂5a与发电机4的转子连接。风力作用于叶片5b时，带动整个叶轮5以及发电机4的转子转动，进而满足风力发电机组的发电要求。
[0055]
随着风力发电机组容量的不断增加，塔架2高度不断增加，塔架2频率不断降低，这也使得塔架2振动问题会越来越突出。为了保证风力发电机组的安全运行，本实用新型实施例还提供一种阻尼器1，阻尼器1可以连接于塔架2。通过在塔架2内部设置阻尼器1，能够对塔架2起到阻尼减振作用，降低塔架2整体的振动，以保证风力发电机组的安全运行。
[0056]
如图2所示，作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供阻尼器1包括摆动装置100、阻尼装置200以及调频装置300，阻尼装置200以及调频装置300分别连接于摆动装置100。可选地，阻尼装置200以及调频装置300的一端可以分别连接在摆动装置100，阻尼装置200以及调频装置300的各自远离摆动装置100的一端可以分别与塔架2连接。
[0057]
可选的，为了更好的满足对塔架2的阻尼要求，抑制塔架2整体的振动，本实用新型实施例还提供一种新型的摆动装置100，该摆动装置100可以作为独立的产品，当然，其也可以用于阻尼器1并作为阻尼器1的组成部分。本实用新型实施例提供的摆动装置100，不仅能够满足阻尼器1的阻尼需求，且易于生产以及安装。
[0058]
为了更好的理解本实用新型实施例提供的阻尼装置200，以下将结合图3至图15根据本实用新型实施例的摆动装置100进行详细描述。
[0059]
如图3以及图4所示，本实用新型实施例提供的摆动装置100，包括安装部件10、摆臂20、质量块30以及转接部件40。安装部件10包括板组件11以及连接组件12，板组件11包括多个沿同一方向间隔且相对设置的板本体111，每相邻两个板本体111之间连接有连接组件12并形成安装空间。摆臂20沿多个板本体111的排布方向x延伸，摆臂20具有沿排布方向x依次分布并与各安装空间对应设置的杆单元21，杆单元21位于安装空间并夹持于相邻两个板本体111之间。每个安装空间内分别设置有质量块30，质量块30套设于摆臂20并与板本体111连接。转接部件40设置于安装部件10，以用于与外部构件连接。本示例中，外部构件可以为塔架2。
[0060]
本实用新型实施例提供的摆动装置100，整体能够通过转接部件40与外部构件如塔架2连接。由于安装部件10包括多个沿同一方向间隔且相对设置的板本体111，且相邻板本体111通过连接组件12连接形成安装空间，同时摆臂20包括与安装空间相对的杆单元21且每个摆臂20夹持于相邻两个板本体111之间，并将质量块30套设摆臂20设置并与板本体111连接，使得外部构件在振动，如塔架2在振动时，摆动装置100整体能够吸收外部构件的动能并转换至摆臂20带动质量块30的摆动，满足所应用阻尼器1的摆动阻尼效果。并且摆动
装置100的摆臂20采用分段设置并与安装部件10配合方式，使其不受长度限制，利于摆动装置100的生产及安装。
[0061]
本实用新型实施例提供的摆动装置100，其安装部件10所包括的板本体111的数量可以根据摆臂20的长度进行设置，当摆臂20所需长度较长时，可以使得板本体111的数量相应增多。为了更好的理解本实用新型实施例提供的摆动装置100，将以安装部件10包括三个板本体111为例进行举例说明，相应形成有两个相继设置的安装空间。当板本体111的数量为三个时，每相邻两个板本体111之间分别夹持有杆单元21，三个板本体111中的其中一个板本体111与转接部件40连接且剩余板本体111中各自面向转接部件40的一侧分别连接有质量块30。也就是说，形成的安装空间为两个时，相应设置两个质量块30。当然，此为一种可选地示例，板本体111也可以多于三个，如四个、五个等。相应的，杆单元21以及质量块30的数量根据需要基于形成的安装空间数量进行调整即可。
[0062]
如图4以及图5所示，作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，其连接组件12包括多个间隔分布并分别沿多个板本体111的排布方向x延伸的连接单元121，每个连接单元121的一端与相邻设置的两个板本体111中的一者连接且另一端与相邻设置的两个板本体111中的另一者连接。连接单元121与板本体111之间可以直接连接，当然也可以间接连接。连接组件12采用上述形式，能够保证对相邻两个板本体111之间的连接强度，进而保证对杆单元21的夹持效果，使得杆单元21能够稳定的夹持在相邻的两个板本体111之间。
[0063]
在一些可选地实施例中，本实用新型实施例提供的摆动装置100，连接组件12的各连接单元121在多个板本体111的排布方向x的一端穿过同一板本体111并与板本体111可拆卸连接。通过使得连接单元121在排布方向x上的一端穿过板本体111，能够保证连接单元121显露于板本体111，以保证连接单元121日常维护的便利性。
[0064]
可选地，可以在连接单元121上设置有锁紧螺母，使得锁紧螺母抵压在板本体111背离所夹持的杆单元21的表面，保证连接单元121与板本体111之间的连接强度，同时利于通过力矩扳手施加一定预紧力，实现对摆臂20的预紧。
[0065]
作为一种可选地实施方式，连接单元121可以包括连接杆以及连接索中的一者，连接强度高。
[0066]
如图5以及图6所示，在一些可选地实施例中，杆单元21呈空心管状，位于同一安装空间内的至少部分数量的连接单元121穿过杆单元21的内腔并连接于相邻设置并共同夹持杆单元21的板本体111。通过将杆单元21限制为空心管状结构形式，在保证强度要求的基础上能够降低摆臂20的成本，同时，还能够利于连接单元121由杆单元21的内部穿过，能够对质量块30的安装进行避让。
[0067]
作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，其杆单元21在排布方向x上的横截面形状呈圆环形，相应的，对应设置的连接组件12的多个连接单元121在杆单元21的周向上间隔分布。可选地，相邻两个连接单元121之间的夹角相同，也就是说，多个连接单元121在杆单元21的周向上间隔且均匀设置。保证相邻两个板本体111在周向上作用于杆单元21各处的夹持力一致或者趋于一致。
[0068]
可以理解的是，杆单元21在排布方向x上的横截面呈圆环形只是一种可选地实施方式，在有些实施例中，如图7所示，也可以使得杆单元21在排布方向x上的横截面呈正多边
环形，如，在有些实施例中，也可以使得杆单元21在排布方向x上的横截面呈正方形环，只要能够满足摆臂20的性能要求均可。
[0069]
如图5以及图8所示，作为一种可选地实施方式，杆单元21在排布方向x的两端分别设置有连接法兰22，每个连接法兰22抵靠于其中一个板本体111并与板本体111之间可拆卸连接。由于摆臂20是摆动装置100的核心承重装置，为了保证安全一般摆动装置100很大，安装部件10的连接组件12万一出现松动会出现危险，且难以预知。因此，摆臂20的杆单元21在通过连接组件12作用夹持在两相邻设置的板本体111外，另外在杆单元21上设置连接法兰22并与相应的板本体111连接，提供附加安全保护，即使连接组件12出现松动设置失效，也可以通过连接法兰22连接保证摆动装置100正常运行，提高其安全性能。
[0070]
继续参阅图5至图8，在一些可选地实施例中，每相邻两个板本体111相对设置有定位槽111a，杆单元21插接于相对设置的两个定位槽111a之间。通过设置定位槽111a，能够使得多个杆单元21在与板本体111组装时的快速定位，且能够保证两个以上杆单元21之间的同轴度，并且，还能够保证板本体111与相应的板本体111之间的连接强度。
[0071]
如图9所示，作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，其杆单元21在排布方向x上可以包括两个以上连接段211，相邻两个连接段211之间通过法兰彼此可拆卸连接，以使得当单个杆单元21的长度过长时再次对其进行分割，进一步保证摆臂20整体的加工以及安装需求。
[0072]
在一些可选地实施例中，本实用新型实施例提供的摆动装置100，转接部件40包括第一转接件41以及第二转接件42，第一转接件41与第二转接件42转动连接，转接部件40通过第一转接件41与安装部件10在排布方向x上位于最外侧的板本体111连接，转接部件40通过第二转接件42与外部构件连接。转接部件40采用上述结构形式，利于与外部构件如塔架2等部件之间的连接，同时能够吸收外部构件的动能并转换为摆臂20带动质量块30等器件的摆动，以达到阻尼器1减振的目的。
[0073]
作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，还包括球连接体43，第一转接件41以及第二转接件42分别呈u形结构体并通过球连接体43球铰接。以实现第一转接件41以及第二转接件42之间的万向连接，使得摆动装置100在用于阻尼器1时能够实现多方向上的阻尼需求。并且，转接部件40采用上述结构形式，强度高，能够有效的承担摆臂20、质量块30、安装部件10等器件的重量，保证安全性能。
[0074]
如图3以及图10所示，作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，还包括缓冲部件50，缓冲部件50套设于摆臂20并连接于远离转接部件40设置的板本体111，位于同一板本体111上的质量块30与缓冲部件50在排布方向x上相对设置。
[0075]
考虑到限位碰撞载荷较大，为了保证摆动装置100自身受力安全，相应设置的缓冲部件50，能够使得摆动装置100在摆动的过程中在与外部限位碰撞时起到限位缓冲的作用，以避免限位碰撞载荷较大对摆动装置100整体造成损害，保证摆动装置100的使用寿命。
[0076]
作为一种可选地实施方式，当质量块30包括两个时，缓冲部件50位于两个质量块30之间，以更好的保证摆动装置100的受力安全。
[0077]
在一些可选地实施例中，缓冲部件50包括在排布方向x层叠设置的弹性缓冲体51以及均压盘52，弹性缓冲体51连接于均压盘52与板本体111之间，均压盘52的侧壁设置有缓冲层53，缓冲层53沿摆臂20的周向延伸并包围均压盘52设置。为了保证碰撞过程中整个弹
性缓冲体51都参与变形缓冲，在弹性缓冲体51下端连接均压盘52，均压盘52与外部结构发生碰撞时，可以将碰撞力均匀地传递到整个弹性缓冲体51，使得弹性缓冲体51受载均匀，避免局部受载导致的破坏。而相应设置的缓冲层53能够避免在限位碰撞时对外部构件如塔架2端限位结构的破坏。
[0078]
可选地，缓冲部件50整体可以为与摆臂20同轴并环绕摆臂20设置的环形体，可选地，弹性缓冲体51可以为橡胶体、弹簧或者气囊等结构，均压盘52可以为延展性比较好的金属材料体，如铝板等，而缓冲层53可以为橡胶体等。
[0079]
可选地，当板本体111的数量为三个时，缓冲部件50设置于三个板本体111中位于中部的板本体111。有效的保证缓冲效果，并且，可以使得连接组件12的各连接单元121在排布方向x远离缓冲部件50设置的一端穿过同一板本体111并与板本体111可拆卸连接，能够避免与缓冲部件50干涉。
[0080]
如图3以及图11所示，作为一种可选地实施方式，本实用新型实施例提供的摆动装置100，质量块30包括多个沿排布方向x层叠设置并依次连接的质量单元31，质量单元31上设置有与杆单元21的形状相匹配的插孔。可选地，质量块30所包括的层叠设置的质量单元31可以通过固定杆32彼此可拆卸连接。
[0081]
如图12至图14所示，可选地，各质量单元31的重心与摆臂20的重心重合。一些可选地示例中，质量单元31在排布方向x上的正投影形状可以呈圆形。当然，此为一种可选地实施方式，在有些实施例中，也可以使得质量单元31在排布方向x上的正投影形状为如12所示椭圆形、如图13所示的半圆形或者如图14所示的多边形。当为多边形时，其可以为三角形，当然也可以为四边形，只要能够满足摆动部件的性能要求均可，本实用新型不做具体限定。
[0082]
可选地，各安装空间内的质量块30的结构形式可以相同，当然，也可以根据需要设置形状不同，例如，在有些实施例中，可以使得背离转接部件40设置的最外侧质量块30整体呈倒锥形，以实现在摆动时更好利用空间。
[0083]
如图15所示，可以理解的是，本实用新型上述各实施例均是以连接组件12的各连接单元121设置于杆单元21的内部并直接与相应的板本体111连接为例进行举例说明，此为一种可选地实施方式，在有些实施例中，也可以使得连接组件12的各连接单元121设置于杆单元21的外部，且其中一端可以通过质量块30与相应的板本体111间接连接，只要能够满足杆单元21与相应的板本体111之间的连接强度，保证摆动装置100的安全性能要求均可。在有些实施例中，也可以使得在杆单元21的内部以及外部均设置有连接组件12，只要能够保证相邻设置的板本体111对杆单元21的夹持效果均可。
[0084]
本实用新型实施例提供的摆动装置100，在用于阻尼器1时，可以通过转接部件40与外部构件连接，使得外部构件在振动时，使得摆动装置100整体能够吸收外部构件的动能并转换至摆臂20带动质量块30的摆动，满足所应用阻尼器1的阻尼效果。并且其摆臂20采用分段设置并与安装部件10配合方式，使其不受长度的限制，利于摆动装置100的生产及安装。本实用新型实施例提供的阻尼器1，其包括上述各实施例提供的摆动装置100、阻尼装置200以及调频装置300，能够满足对外部构件的摆动阻尼需求，且利于生产以及安装。而相应提供的风力发电机组，能够通过阻尼器1有效的减小振动，保证安全稳定运行，提高发电效益。
[0085]
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范
围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。