摘要：針對(duì)風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)箱體應(yīng)用環(huán)境的特殊性，分析了一般常用的普通搭扣在這種特殊環(huán)境下應(yīng)用存在的問題，并最終提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；變槳系統(tǒng)；箱體；搭扣

前言

風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源，越來越受到社會(huì)的重視。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，變槳系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的重要作用，如果失去變槳系統(tǒng)的保護(hù)，在大風(fēng)情況下就會(huì)造成風(fēng)機(jī)的損壞甚至倒塌，從而造成重大的財(cái)產(chǎn)慘重。而整個(gè)變槳系統(tǒng)又是裝在幾個(gè)箱體中，箱體對(duì)其內(nèi)部的電氣元器件起著重要的保護(hù)作用。箱體的門板通過門鎖結(jié)構(gòu)與箱體連接以方便維護(hù)操作。在某變槳箱體新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，為了降低產(chǎn)品成本提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，門板與箱體的鎖緊采用了一側(cè)為鉸鏈結(jié)構(gòu)另一側(cè)為普通搭扣鎖緊的方式，代替原來成本較高的一側(cè)為鉸鏈結(jié)構(gòu)另一側(cè)為拉緊鎖鎖緊的結(jié)構(gòu)。但在產(chǎn)品驗(yàn)證階段的振動(dòng)耐久試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)普通搭扣會(huì)出現(xiàn)鎖緊裝置偶爾彈開的現(xiàn)象，這種情況會(huì)直接影響變槳箱體及變槳系統(tǒng)的可靠及安全性性。針對(duì)這一情況，同時(shí)結(jié)合變槳箱體實(shí)際使用的環(huán)境條件，找到解決該問題的方法。

1 原因分析

1）變槳箱體應(yīng)用環(huán)境特殊

風(fēng)力發(fā)電中的變槳系統(tǒng)箱體安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒上金屬鑄造的輪轂內(nèi)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，風(fēng)力會(huì)推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，與葉片連接在一起的輪轂便會(huì)持續(xù)作360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)作為大型機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，輪轂還會(huì)產(chǎn)生持續(xù)強(qiáng)烈的振動(dòng)。而裝在輪轂內(nèi)部的變槳箱體，在隨著輪轂持續(xù)作360度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還要承受輪轂產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)影響。

當(dāng)變槳箱體隨輪轂旋轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，門板此時(shí)便位于箱體正下方，直接處于懸吊狀態(tài)，門板的重量全靠連接門板和箱體的鉸鏈和搭扣承受，而門板與箱體的鎖閉則主要靠搭扣實(shí)現(xiàn)，因此搭扣的鎖緊狀態(tài)就顯得尤其重要，否則門板從箱體脫落，而此時(shí)輪轂還在持續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，掉落的門板輕則直接砸壞箱體外壁安裝的元器件及箱體間的接線，造成變槳系統(tǒng)損壞，重則造成在大風(fēng)情況下風(fēng)機(jī)失去變槳系統(tǒng)的保護(hù)而越轉(zhuǎn)越快，最后造成風(fēng)機(jī)倒塌的惡性事故。

一般普通搭扣在靜止?fàn)顟B(tài)下可以起到門板與箱體間良好的鎖閉作用，但在風(fēng)力發(fā)電輪轂內(nèi)這種特殊的安裝環(huán)境下，門板長(zhǎng)期處于懸吊加強(qiáng)烈振動(dòng)的惡劣工況下，而作為對(duì)門板起主要鎖閉作用的普通搭扣就不可避免的會(huì)出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。

2）一般普通搭扣未針對(duì)此特殊應(yīng)用環(huán)境作相應(yīng)的加強(qiáng)設(shè)計(jì)

一般的普通搭扣只具備簡(jiǎn)單的拉緊鎖閉功能（圖1即為一種普通搭扣），沒有在旋轉(zhuǎn)及強(qiáng)烈振動(dòng)環(huán)境下防止扣板脫扣的功能設(shè)計(jì)，即扣板扣合后沒有相應(yīng)的左右限位結(jié)構(gòu)及防止扣板向上彈起的止動(dòng)結(jié)構(gòu)，造成在長(zhǎng)期的強(qiáng)烈振動(dòng)環(huán)境下，扣板會(huì)左右活動(dòng)，最終從扣緊位置向上彈起，也就失去了搭扣對(duì)門板和箱體的鎖閉功能，最終可能會(huì)造成門板的松脫及整個(gè)變槳系統(tǒng)的損壞。

2 解決辦法

根據(jù)產(chǎn)品振動(dòng)耐久試驗(yàn)結(jié)果及對(duì)一般普通搭扣脫扣原因的分析，提出在旋轉(zhuǎn)振動(dòng)環(huán)境下解決搭扣扣板脫扣問題的辦法：

1）在搭扣上設(shè)計(jì)左右限位扣板的限位槽。這樣即使在強(qiáng)烈的振動(dòng)環(huán)境下，扣板因?yàn)橛邢尬徊鄣南拗贫荒茏笥一顒?dòng)，從而可以防止扣板因原來左右方向沒有限位造成活動(dòng)量不斷加大的結(jié)果，而扣板左右活動(dòng)量達(dá)到一定程度時(shí)便會(huì)給扣板彈開創(chuàng)造條件。

2）在搭扣底座上設(shè)計(jì)限制扣板向上彈起的凸點(diǎn)。此凸點(diǎn)的作用一是在扣板扣合時(shí)必須使用一定的外力才能將扣板扣入正確位置，二是可以有效限制扣板向上彈起。如果想要打開搭扣，扣板就需要通過凸點(diǎn)，而這則必須借助人工垂直施加給扣板的一定外力才能實(shí)現(xiàn)，否則扣板根本無法通過凸點(diǎn)，這也就有效的防止了扣板的松脫即搭扣的脫扣現(xiàn)象，保證了變槳門板與箱體的安全、可靠、牢固鎖緊，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品最終的降低成本的同時(shí)又保證產(chǎn)品安全性及可靠性的設(shè)計(jì)意圖，產(chǎn)品振動(dòng)耐久試驗(yàn)驗(yàn)證效果良好。圖2為改進(jìn)后的搭扣示意圖。

3 結(jié)論

一般普通搭扣通過針對(duì)風(fēng)力發(fā)電變槳箱體特殊安裝環(huán)境的改進(jìn)設(shè)計(jì)，就可以滿足變槳箱體苛刻使用環(huán)境的門板鎖緊要求。

1）在搭扣上設(shè)計(jì)防止扣板左右活動(dòng)的限位槽結(jié)構(gòu)；

2）在搭扣底座上設(shè)計(jì)完全限制扣板向上彈起同時(shí)便于扣板操作的凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：段廣勝（1975.05——）男，漢，陜西，天津瑞源電氣有限公司，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師，中級(jí)，學(xué)士，研究方向：風(fēng)力發(fā)電箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（作者單位：天津瑞源電氣有限公司）