用于在风力涡轮机中使用的整体支承框架及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201210211031.2 | 申请日 | 2012-06-20 | 公开(公告)号 | CN102840105A | 公开(公告)日 | 2012-12-26 |
| 申请人 | 通用电气公司; | 发明人 | M.J.卢诺; J.P.戴维斯; S.W.布莱克威尔; R.N.劳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种用于在 风 力 涡轮 机(10)中使用的整体支承 框架 (16)及其制造方法，该 风力 涡轮机 (10)包括 塔架 (12)和可旋转地联接至 转子 轴(26)的转子(24)。该支承框架包括上部(78)，上部(78)包括内表面(82)、外表面(84)和至少一个 轴承 壳体(86)，至少一个轴承壳体(86)具有的尺寸允许接收转子轴穿过其中。下部(80)与上部一体地形成并且从上部延伸。下部包括支承凸缘(118)，支承凸缘(118)构造成联接至塔架，以相对于塔架支承转子轴和转子。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在风力涡轮机(10)中使用的支承框架(16)，所述风力涡轮机包括塔架(12)和可旋转地联接至转子轴(26)的转子(24)，所述支承框架包括： |
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| 说明书全文 | 用于在风力涡轮机中使用的整体支承框架及其制造方法技术领域背景技术[0002] 至少一些已知的风力涡轮机塔架包括固定在塔架顶上的机舱。机舱包括通过转子轴联接至齿轮箱并且联接至发电机的转子组件。在已知的转子组件中，多个叶片从转子延伸。叶片定向成使得经过叶片的风使转子转动并且使轴旋转，从而驱动发电机发电。 [0003] 由于许多已知的风力涡轮机向公用电网提供电力，因此至少一些风力涡轮机具有便于供给较大量电力的较大部件(例如，直径超过30米的转子)。但是，由于风剪力、偏航失准和/或湍流，较大的部件经常经受增大的负载(例如，不对称负载)，并且已知增大的负载造成风力涡轮机的齿轮箱组件和/或其它部件上的显著疲劳循环。 [0004] 至少一些已知的风力涡轮机包括支承框架组件，以用于相对于塔架支承转子组件、齿轮箱和/或发电机。已知的支承框架组件包括底板框架和至少一个轴承支承组件，底板框架和至少一个轴承支承组件联接在一起以形成支承框架组件。此外，至少一些已知的风力涡轮机包括相对于底板框架形成悬臂的发电机支承框架或“后部框架”。至少一些已知的支承框架组件包括联接在一起以形成底板框架的多个部段。已知的支承框架组件可能经受尤其是底板部段之间的接头处造成疲劳裂纹和/或故障的应力。随着时间推移，底板部段之间的接头和紧固件可能变得受到磨损，从而可能对转子组件、齿轮箱和/或发电机造成损坏。在至少一些已知的风力涡轮机中，对转子组件、齿轮箱和/或发电机进行修复要求在修复和/或替换受到损坏的转子组件、齿轮箱和发电机之前从风力涡轮机移除转子组件、齿轮箱和发电机。在一些风力涡轮机中，转子叶片的长度处于37米至50米之间，并且这样一来，修复受到磨损或损坏的转子组件、齿轮箱和发电机是成本高昂并且耗时的。发明内容 [0005] 在一个方面中，提供一种用于在风力涡轮机中使用的支承框架。该风力涡轮机包括塔架和可旋转地联接至转子轴的转子。该支承框架包括上部，该上部包括内表面、外表面和至少一个轴承壳体，该至少一个轴承壳体具有的尺寸允许接收转子轴穿过其中。下部与上部一体地形成并且从上部延伸。该下部包括支承凸缘，该支承凸缘构造成联接至塔架，以相对于塔架支承转子轴和转子。 [0006] 进一步的，所述上部进一步包括：前轴承壳体；以及后轴承壳体，所述后轴承壳体相对于所述前轴承壳体以轴向距离定位并且相对于所述前轴承壳体基本共轴地定向，所述前轴承壳体和所述后轴承壳体均构造成接收所述转子轴穿过其中。 [0008] 进一步的，所述风力涡轮机包括联接至所述转子轴的齿轮箱，所述下部包括从所述支承凸缘向外延伸的侧壁，所述侧壁包括第一齿轮箱支承构件和与所述第一齿轮箱支承构件相对的第二齿轮箱支承构件，所述第一齿轮箱支承构件和所述第二齿轮箱支承构件均构造成相对于所述侧壁支承所述齿轮箱。 [0009] 进一步的，所述第一齿轮箱支承构件和所述第二齿轮箱支承构件均包括相对于中心线轴线倾斜地定向的平面外表面。 [0010] 进一步的，所述风力涡轮机包括联接至所述齿轮箱的发电机，所述下部包括从所述支承凸缘向外延伸的至少一个发电机支承组件，所述发电机支承组件构造成相对于所述支承框架支承所述发电机。 [0011] 进一步的，所述至少一个发电机支承组件包括定向成与所述支承凸缘的外表面基本垂直的平面表面。 [0012] 进一步的，所述风力涡轮机包括联接至所述塔架的偏航驱动组件，所述支承凸缘包括至少一个开口，所述至少一个开口延伸穿过所述支承凸缘并且构造成接收所述偏航驱动组件穿过其中。 [0013] 进一步的，所述风力涡轮机包括机舱，所述支承框架包括外表面和从所述外表面向外延伸的至少一个机舱安装凸缘，所述机舱安装凸缘构造成相对于所述支承框架支承所述机舱。在另一个方面中，提供一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架和可旋转地联接至转子轴的转子。转子轴限定了中心线轴线。支承框架联接至转子轴，以用于相对于塔架支承转子。该支承框架包括上部，该上部包括内表面、外表面和至少一个轴承壳体，该至少一个轴承壳体具有的尺寸允许接收转子轴穿过其中。下部与上部一体地形成并且从上部延伸。该下部包括支承凸缘，该支承凸缘构造成联接至塔架，以相对于塔架对支承框架进行支承。 [0014] 进一步的，所述上部包括：前轴承壳体；以及后轴承壳体，所述后轴承壳体相对于所述前轴承壳体以轴向距离定位并且相对于所述前轴承壳体基本共轴地定向，所述前轴承壳体和所述后轴承壳体均构造成接收所述转子轴穿过其中。 [0015] 进一步的，所述上部包括从所述外表面向外延伸的转子锁组件。 [0016] 进一步的，所述风力涡轮机进一步包括联接至所述转子轴的齿轮箱，所述支承框架下部包括从所述支承凸缘向外延伸的侧壁，所述侧壁包括第一齿轮箱支承构件和与所述第一齿轮箱支承构件相对的第二齿轮箱支承构件，所述第一齿轮箱支承构件和所述第二齿轮箱支承构件均构造成相对于所述侧壁支承所述齿轮箱。 [0017] 进一步的，所述风力涡轮机进一步包括联接至所述齿轮箱的发电机，所述支承框架下部包括从所述支承凸缘向外延伸的至少一个发电机支承组件，所述发电机支承组件构造成相对于所述支承框架支承所述发电机。 [0018] 进一步的，所述风力涡轮机进一步包括联接至所述塔架的至少一个偏航驱动组件，所述支承凸缘包括至少一个开口，所述至少一个开口延伸穿过所述支承凸缘并且构造成接收所述偏航驱动组件穿过其中。 [0019] 在又一个方面中，提供一种制造用于在风力涡轮机中使用的支承框架的方法。该方法包括形成包括腔的模制组件，该腔具有与支承框架基本相似的形状。该支承框架包括上部和从上部延伸的下部。上部包括至少一个轴承壳体，该至少一个轴承壳体具有的尺寸允许接收风力涡轮机转子轴穿过其中。下部包括支承凸缘，该支承凸缘构造成联接至风力涡轮机塔架以相对于塔架对支承框架进行支承。将金属合金沉积在腔内，以一体地形成包括上部和下部的支承框架。 [0020] 进一步的，所述方法进一步包括使用砂型铸造形成模制组件。 [0021] 进一步的，所述形成模制组件包括形成所述支承框架的所述上部，所述上部包括前轴承壳体和相对于所述前轴承壳体以轴向距离定位的后轴承壳体，所述前轴承壳体和所述后轴承壳体均构造成接收所述转子轴穿过其中。 [0022] 进一步的，所述形成模制组件包括形成所述下部，所述下部包括从所述支承凸缘向外延伸的侧壁，其中所述侧壁包括第一齿轮箱支承构件和与所述第一齿轮箱支承构件相对的第二齿轮箱支承构件，所述第一齿轮箱支承构件和所述第二齿轮箱支承构件中的每一个都构造成支承风力涡轮机齿轮箱。 [0024] 图1是示例性风力涡轮机的透视图。 [0025] 图2是图1所示的风力涡轮机的一部分的示意图，其中包括示例性支承框架。 [0026] 图3是图2所示的支承框架的透视图。 [0027] 图4是图2所示的支承框架的另一个透视图。 [0028] 图5是示出示例性方法的流程图，该示例性方法可以用于制造在图1所示的风力涡轮机中使用的支承框架。 [0029] 50 风向 [0030] 附图标记列表： 30 52 叶片根部 [0031] 10 风力涡轮机 54 负载传递区域 [0032] 12 塔架 56 轴线 [0033] 14 支承表面 58 基本圆柱形体部 [0034] 16 支承框架 60 第一端 [0035] 18 机舱 62 第二端 [0036] 20 齿轮箱 64 中心线轴线 [0037] 22 发电机 66 转子凸缘 [0038] 24 转子 68 高速轴 [0039] 26 转子轴 70 前部段 [0040] 28 发电机框架 40 72 后部段 [0041] 30 壳体 74 纵向轴线 [0042] 32 内表面 76 侧壁 [0043] 34 机舱腔 78 上部 [0044] 36 内表面 80 下部 [0045] 38 塔架腔 45 81 过渡部 [0046] 40 毂 82 内表面 [0047] 42 转子叶片 84 外表面 [0048] 44 偏航驱动组件 86 轴承壳体 [0049] 46 偏航轴线 88 内表面 [0050] 90 开口 [0051] 48 偏航轴承 92 定位肩部 [0052] 94 开口 25 142 第二支承构件 [0053] 96 前轴承壳体 144 第一转矩臂 [0054] 98 后轴承壳体 148 外表面 [0055] 100 距离 150 平面外表面 [0056] 102 转子锁定盘 152 安装垫 [0057] 104 开口 30 154 偏航支承件 [0058] 106 转子锁组件 156 开口 [0059] 108 支承板 158 机舱安装凸缘 [0060] 110 锁定销壳体 160 发电机支承组件 [0061] 112 开口 162 上凸缘 [0062] 114 锁定销 35 164 下凸缘 [0063] 116 安装凸缘 166 平面外表面 [0064] 118 支承凸缘 168 开口 [0065] 120 内表面 170 发电机支承组件 [0066] 122 外表面 200 示例性方法 [0067] 124 开口 40 202 形成模制组件 [0068] 126 径向内表面 204 沉积金属合金 [0069] 128 开口 206 使模制组件形成为包 [0070] 130 径向距离 括上部 [0071] 132 距离 208 使模制组件形成为包 [0072] 134 侧壁 45 括下部 [0073] 136 下部段 210 使模制组件形成为包 [0074] 138 上部段 括下部 [0075] 140 第一支承构件 具体实施方式[0076] 本说明书所述的实施例通过提供形成为整体部件的支承框架而克服了已知的风力涡轮机的至少一些缺点。更具体地，本说明书所述的支承框架包括：上部，该上部具有构造成支承转子轴的轴承壳体； [0077] 以及下部，该下部与上部一体地形成并且具有构造成相对于风力涡轮机塔架对支承框架进行支承的支承凸缘。整体支承框架通过消除对螺栓连接部段和/或焊接部段的需要而相对于已知的底板框架提供了增加的结构完整性，螺栓连接部段和/或焊接部段使已知的底板框架的总体重量增加并且使经受应力和疲劳的区域增加。此外，通过提供呈整体部件的支承框架，降低了制造和组装支承框架的成本。 [0078] 图1是示例性风力涡轮机10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮机10是水平轴线风力涡轮机。备选地，风力涡轮机10可以是竖直轴线风力涡轮机。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的支承框架16和联接至支承框架16的机舱18。风力涡轮机10还包括联接至支承框架16并且位于机舱18内的齿轮箱20、联接至齿轮箱20的发电机22和通过转子轴26可旋转地联接至齿轮箱20的转子24。发电机框架28联接至支承框架16，使得发电机框架28相对于支承框架16形成悬臂。发电机22联接至发电机框架28，使得发电机22通过发电机框架28相对于支承框架16受到支承。在备选实施例中，风力涡轮机10并不包括齿轮箱20，并且转子24可旋转地联接至发电机22。在这种实施例中，风力涡轮机10并不包括发电机框架28，并且发电机22联接至支承框架16。 [0079] 在示例性实施例中，机舱18包括壳体30，壳体30联接至支承框架16并且包括限定机舱腔34的内表面32。塔架12包括内表面36，内表面36限定了在支承表面14与机舱18之间延伸的塔架腔38。支承框架16联接至塔架12，使得塔架腔38与机舱腔34流体连通。转子24包括联接至转子轴26的可旋转的毂40，以及联接至毂40且从毂40向外延伸的至少一个转子叶片42。风力涡轮机10还包括偏航驱动组件44，以用于使转子24围绕偏航轴线46旋转。偏航轴承48联接在塔架12与支承框架16之间并且构造成使支承框架16围绕偏航轴线46相对于塔架12旋转。偏航驱动组件44联接至支承框架16并且联接至偏航轴承48，以便于使机舱18和转子24围绕偏航轴线46旋转，从而控制转子叶片42相对于风向50的视角(perspective)。机舱18、发电机22、齿轮箱20、转子轴26和偏航驱动组件 44均安装至支承框架16，以用于相对于塔架12支承机舱18、发电机22、齿轮箱20、转子轴 26和偏航驱动组件44。 [0080] 在示例性实施例中，转子24包括三个转子叶片42。在备选实施例中，转子24包括多于或少于三个的转子叶片42。转子叶片42围绕毂40间隔开，以便于使转子24旋转，从而使来自风的动能能够转化成可用的机械能，并且接着转化成电能。通过在多个负载传递区域54处将叶片根部52联接至毂40，以使转子叶片42配合至毂40。在示例性实施例中，转子叶片42具有处于从大约10米(m)(99英尺(ft))至大约120m(394ft)的范围内的长度。备选地，转子叶片42可以具有使风力涡轮机10能够如本说明书所述地起作用的任何合适的长度。例如，转子叶片长度的其它非限制性示例包括20m、37m、大于120m的长度或者小于10m的长度。 [0081] 在风力涡轮机10的运行过程中，随着风从风向50撞击转子叶片42，转子24围绕旋转轴线56旋转，从而使转子轴26围绕轴线56旋转。转子轴26的旋转可旋转地驱动齿轮箱20，齿轮箱20接着驱动发电机22，以便于通过发电机22产生电力。桨距调节系统(未示出)调节桨距角或者转子叶片42的叶片桨距，以调节转子叶片42相对于风向50的视角，从而控制由风施加给转子叶片42的负载、转子24的转速和/或由风力涡轮机10产生的电力。偏航驱动组件44调节转子24相对于风向50的取向，以控制转子叶片42相对于风向50的视角。 [0082] 图2是风力涡轮机10的一部分的示意图，其中包括支承框架16。图3是支承框架16的透视图。图4是支承框架16的另一个透视图。图3和图4中所示的相同部件被标记成与图2中所使用的附图标记相同。在示例性实施例中，转子轴26包括基本圆柱形体部58，基本圆柱形体部58沿中心线轴线64在第一端60与相对的第二端62之间延伸。第一端 60定位成邻近毂40(示于图1中)并且包括联接至毂40的转子凸缘66，使得毂40的旋转有利于转子轴26围绕轴线64旋转。第二端62可旋转地联接至齿轮箱20，使得转子轴26的旋转可旋转地驱动齿轮箱20。高速轴68可旋转地联接在齿轮箱20与发电机22之间，以使齿轮箱20能够可旋转地驱动发电机22。在风力涡轮机10的运行过程中，转子轴26的旋转可旋转地驱动齿轮箱20，齿轮箱20接着驱动高速轴68。高速轴68可旋转地驱动发电机 22，以便于通过发电机22产生电力。 [0083] 在示例性实施例中，支承框架16沿被限定在前部段70与后端部72之间的纵向轴线74在前部段70与后部段72之间延伸。支承框架16包括侧壁76，侧壁76包括上部78、下部80和在上部78与下部80之间延伸的过渡部81。下部80从上部78延伸并且与上部78和过渡部81一体地形成，使得支承框架16形成为单个或者整体部件。在示例性实施例中，上部78包括内表面82和外表面84。内表面82包括至少一个轴承壳体86，轴承壳体86具有的尺寸和形状允许接收转子轴26穿过其中。轴承壳体86包括内表面88，内表面88限定了具有基本圆柱形状的开口90。开口90构造成将支承轴承(未示出)接收在其中，使得支承轴承位于轴承壳体86与转子轴26之间。支承轴承构造成使转子轴26能够相对于支承框架16旋转。轴承壳体86包括定位肩部92，定位肩部92从轴承内表面88径向向内延伸，以便于相对于转子轴26对支承轴承进行定向。轴承壳体86便于转子轴26的径向支承和对准。上部78还包括一个或多个开口94，一个或多个开口94延伸穿过侧壁76，以提供进入轴承壳体86的路径。 [0084] 在示例性实施例中，上部78包括第一轴承壳体(即，前轴承壳体96)和第二轴承壳体(即，后轴承壳体98)。前轴承壳体96定位成邻近前部段70。后轴承壳体98定向成沿中心线轴线64与前轴承壳体96基本共轴并且相对于前轴承壳体96以轴向距离100定位。后轴承壳体98具有与前轴承壳体96相似的尺寸和形状，使得前轴承壳体96和后轴承壳体98均构造成接收转子轴26穿过其中。转子轴26延伸穿过前轴承壳体96和后轴承壳体98，使得第一端60邻近前轴承壳体96并且第二端62邻近后轴承壳体98。 [0085] 转子轴26包括联接至第一端60的转子锁定盘102。转子锁定盘102限定了多个开口104，多个开口104均延伸穿过转子锁定盘102并且围绕转子锁定盘102周向地定位。支承框架16包括转子锁组件106，转子锁组件106从上部78向外延伸并且定位成邻近前部段70。转子锁组件106包括从上部外表面84径向向外延伸的支承板108和从支承板108轴向朝向转子锁定盘102延伸的锁定销壳体110。锁定销壳体110限定了开口112，开口 112具有的尺寸和形状允许接收锁定销114穿过其中。锁定销壳体110定位成邻近转子锁定盘102，使得锁定销114插入穿过开口112并且延伸到转子锁定盘102的相应的开口104中，以便于通过限制转子轴26围绕轴线64的旋转来锁定转子轴26。上部78还包括从外表面84向外延伸的多个安装凸缘116。每个安装凸缘116都构造成支承风力涡轮机10的各种部件，包括但不限于出入梯、电气和通信线缆支承件、电气和控制面板以及/或者HVAC设备。 [0086] 在示例性实施例中，下部80包括支承凸缘118，支承凸缘118从侧壁76向外延伸并且构造成联接至塔架12以使支承框架16能够相对于塔架12受到支承。支承凸缘118包括内表面120和外表面122。内表面120定位成邻近塔架12。支承凸缘118定向成与偏航轴承48基本平行并且包括从内表面120穿过支承凸缘118延伸至外表面122的多个开口124。每个开口124具有的尺寸都允许接收紧固件穿过其中，以使支承凸缘118能够联接至偏航轴承48。支承凸缘118包括径向内表面126，径向内表面126包括基本圆柱形状并且限定了延伸穿过支承凸缘118的开口128，以提供机舱腔34与塔架腔38之间的进入路径。 [0087] 前轴承壳体96和后轴承壳体98定位在支承凸缘118的上方，使得转子轴第一端60相对于支承凸缘118以径向距离130受到支承。在一个实施例中，前轴承壳体96沿纵向轴线74从支承凸缘118延伸距离132。在示例性实施例中，前轴承壳体96和后轴承壳体98定向成使得转子轴26相对于支承凸缘外表面122以斜角沿中心线轴线64延伸。备选地，前轴承壳体96和后轴承壳体98定向成使得：转子轴26定向成相对于支承凸缘外表面122基本平行。 [0088] 在示例性实施例中，下部80包括侧壁134，侧壁134在下部段136与上部段138之间从支承凸缘118向外延伸。下部段136定位成邻近支承凸缘118。上部段138从下部段136延伸并且包括第一支承构件140和相对的第二支承构件142。第一支承构件140和第二支承构件142均从前部段70沿纵向轴线74延伸至后部段72。第一支承构件140和第二支承构件142均构造成相对于侧壁134支承齿轮箱20。更具体地，齿轮箱20包括第一转矩臂144和与第一转矩臂144相对的第二转矩臂(未示出)。第一转矩臂144和第二转矩臂均从齿轮箱20的外表面148径向向外延伸。第一转矩臂144联接至第一支承构件140并且第二转矩臂联接至第二支承构件142，以便于相对于支承框架16支承齿轮箱20。 [0089] 第一支承构件140和第二支承构件142均包括平面外表面150，平面外表面150构造成在其上支承多个安装垫152，使得每个安装垫152都定位在齿轮箱20与支承框架16之间。每个安装垫152都构造成选择性地调节齿轮箱20相对于支承框架16和转子轴26的位置和取向。第一支承构件140和第二支承构件142的平面外表面150均定向成基本平行于支承凸缘外表面122。在示例性实施例中，第一支承构件140和第二支承构件142相对于转子轴26和中心线轴线64以斜角定向。备选地，第一支承构件140和第二支承构件142可以定向成基本平行于中心线轴线64。在备选实施例中，风力涡轮机10并不包括齿轮箱20，并且第一支承构件140和第二支承构件142均构造成相对于侧壁134支承发电机20。 [0090] 在示例性实施例中，支承凸缘118包括偏航支承件154，偏航支承件154从侧壁外表面84向外延伸。偏航支承件154限定了一个或多个开口156，一个或多个开口156在内表面120与外表面122之间延伸，并且具有的尺寸均允许接收偏航驱动组件44穿过其中。偏航支承件154构造成相对于支承凸缘118至少部分地支承偏航驱动组件44。偏航驱动组件44定位在开口156内并且联接至偏航支承件154，以相对于支承凸缘118至少部分地支承偏航驱动组件44。在示例性实施例中，侧壁76包括一个或多个机舱安装凸缘158，一个或多个机舱安装凸缘158从侧壁外表面84向外延伸。机舱18联接至机舱安装凸缘158，使得机舱18通过机舱安装凸缘158相对于支承框架16受到支承。在一个实施例中，下部80包括一个或多个安装凸缘158。备选地，上部78包括安装凸缘158。 [0091] 下部80还包括至少一个发电机支承组件160，至少一个发电机支承组件160沿纵向轴线74从侧壁134朝向发电机22向外延伸。发电机支承组件160包括从支承构件140和142向外延伸的上凸缘162，以及在上凸缘162与支承凸缘118之间延伸的下凸缘164。上凸缘162相对于支承构件140和142以斜角定向。在示例性实施例中，下凸缘164包括平面外表面166，平面外表面166在支承凸缘118与上凸缘162之间延伸，并且定向成相对于支承凸缘外表面122基本垂直。上凸缘162和下凸缘164定向成使得开口168被限定在发电机支承组件160与侧壁134之间，以便于减少支承框架16的重量。 [0092] 在示例性实施例中，下部80包括第一发电机支承组件170和相对的第二发电机支承组件172，第一发电机支承组件170和相对的第二发电机支承组件172均沿纵向轴线74从后部段72向外延伸。第一发电机支承组件170和第二发电机支承组件172均构造成联接至发电机框架28，使得发电机框架28相对于第一发电机支承组件170和第二发电机支承组件172形成悬臂。 [0093] 在示例性实施例中，过渡部81包括从上部78过渡到下部80的弓形外表面176。过渡部外表面176基本平滑并且并不包括连接接头(例如螺栓连接和/或焊接连接)，使得支承框架16形成为单个(或者整体)部件。 [0094] 图5是示出了用于制造支承框架16的示例性方法200的流程图。在示例性实施例中，方法200包括形成202包括腔的模制组件，该腔具有与支承框架16基本相似的形状，使得支承框架16包括上部78和从上部78延伸的下部80。上部形成为包括至少一个轴承壳体86，至少一个轴承壳体86具有的尺寸允许接收转子轴26穿过其中。下部形成为包括支承凸缘118，支承凸缘118构造成联接至塔架12，使得支承框架16相对于塔架12受到支承。金属合金沉积204在腔内，以一体地形成包括上部78和下部80的支承框架16。在示例性实施例中，模制组件形成206为包括这样的上部78：该上部78包括前轴承壳体96和后轴承壳体98，使得后轴承壳体98相对于前轴承壳体96以距离100定位。模制组件进一步形成208为包括这样的下部80：该下部80包括侧壁76，侧壁76从支承凸缘118向外延伸，使得侧壁76包括第一支承构件140和与第一支承构件140相对的第二支承构件142。第一支承构件140和第二支承构件142均构造成支承齿轮箱20。模制组件进一步形成210为包括这样的下部80：该下部80包括发电机支承组件160，使得发电机支承组件160从支承凸缘118向外延伸并且构造成相对于支承框架16支承发电机22。 [0095] 在一个实施例中，使用砂型铸造形成支承框架16。在这种实施例中，在支承框架16的制造过程中，模制组件包括多个模具部段。第一模式组件形成为具有与上部78基本相似的形状。第一模式组件由木材、塑料、陶瓷和/或任何合适的材料形成，以使第一模式组件能够如本说明书所述的起作用。砂箱(flask)联接至第一模式组件，使得腔被限定在砂箱与第一模式组件之间。砂和树脂的混合物被注射到腔中并且被压缩，以形成具有与上部 78基本相似的形状的上部模具。在已经建立模具之后，将上部模具联接至浇注系统并且移除第一模式组件。第二模式组件形成为具有与下部80基本相似的形状。砂箱联接至第二模式组件，使得腔被限定在砂箱与第二模式组件之间。砂/树脂混合物沉积在腔内并且被压缩，以形成具有与下部80基本相似的形状的下部模具。在已经建立模具之后，将浇注系统联接至下部模具并且移除第二模式组件。上部模具和下部模具联接在一起以形成模制组件，该模制组件限定了腔，该腔包括与支承框架16(包括上部78和下部80)基本相似的形状。浇注系统构造成将金属合金注射到腔中。金属合金通过浇注系统沉积到腔中并且进行冷却，以形成整体支承框架铸件。在金属合金已经冷却之后，移除上模具和下模具并且对铸件进行机器加工以形成整体支承框架16。 [0096] 将支承框架16的上部78和下部80的取向和位置选择成便于相对于整体部件支承转子24、齿轮箱20、发电机22和机舱18。通过将支承框架16制造成整体部件，支承框架16通过消除底板部段之间的螺栓连接和/或焊接连接而相对于已知的底板框架提供了增加的刚度和结构完整性。此外，相比已知的风力涡轮机，通过提供整体支承框架16来支承风力涡轮机10的部件，由于由螺栓连接和/或焊接连接的结构疲劳造成的故障减少，使得修复受到损坏的风力涡轮机部件的成本显著降低。 [0097] 本说明书所述的实施例通过提供形成为整体部件的支承框架而克服了已知的风力涡轮机的至少一些缺点。更具体地，本说明书所述的支承框架包括：上部，该上部包括构造成支承转子轴的轴承壳体；以及下部，该下部与上部一体地形成并且包括构造成相对于风力涡轮机塔架对支承框架进行支承的支承凸缘。整体支承框架通过消除对螺栓连接部段和/或焊接部段的需要而相对于已知的底板框架提供了增加的刚度和结构完成性，螺栓连接部段和/或焊接部部段使已知的底板框架的总体重量增加并且使经受应力和疲劳的区域增加。此外，通过提供呈整体部件的支承框架，有利于降低制造和组装支承框架的成本。 [0098] 上述系统和方法通过提供形成为整体部件的支承框架而克服了已知的风力涡轮机的至少一些缺点。更具体地，本说明书所述的支承框架包括：上部，该上部包括轴承壳体以支承转子轴；以及下部，该下部包括支承凸缘，以相对于风力涡轮机塔架对支承框架进行支承。通过提供包括整体部件的支承框架，转子、齿轮箱、发动机和机舱相对于支承框架受到支承，该支承框架并不包括这样的多个连接部段：这些多个连接部段在风力涡轮机的运行过程中经受疲劳，从而可能对转子、齿轮箱、发电机和/或机舱造成损坏。此外，通过提供呈整体部件的支承框架，制造和组装支承框架所需的成本以及人力显著减少。降低这种成本延长了风力涡轮机系统的操作寿命期望值。 [0099] 上文对用于制造在风力涡轮机中使用的支承框架的系统和方法的示例性实施例进行了详细描述。这些系统和方法并不限于本说明书所述的具体实施例，相反，可以与本说明书所述的其它部件和/或步骤独立地并且单独地利用组件的部件和/或方法的步骤。例如，这些方法还可以结合其它的风力涡轮机部件使用，并不限于仅通过本说明书所述的风力涡轮机部件实施。相反，能够与许多其它的风力涡轮机应用相结合以实施和利用这些示例性实施例。 [0100] 尽管本发明的各种实施例的具体特征可能示于一些附图中而未示于其它附图中，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，一副附图的任何特征都可以结合任何其它附图的任何特征进行引用以及/或者要求保护。 |
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