锁定盘一般是单独制作。图2是单独制作的锁定盘，图（a）是整块的锁定盘，图（b）是几块拼接的锁定盘。单独制作的锁定盘用螺栓安装在主轴前端法兰上。较小机型锁定盘可以与主轴同加工成一个整体。

图3是安装在机舱的主轴，主轴从机舱前端伸出，前端是轮毂法兰与锁定盘。左图的锁定盘是完整圆形的，每30度一个锁定孔。右图是超大型风力机的锁定盘有3组锁定孔，按120度布置，每组2孔的间距是30度。

一般风力机主轴轴承多为调心滚子轴承，图4为调心滚子轴承外观。

主轴的锁定装置安装在底座上或轴承座上，图5是集成着锁定装置的主轴轴承，在锁定装置内有锁定销。

主轴锁定时，锁定销头插入锁定盘的锁定孔内，卡死主轴不能转动。锁定销较多是液压驱动，也有电机驱动，电机驱动靠螺杆旋转推进。下面介绍液压驱动锁定销。

图6 左上图是锁定销的外观图，锁定销是一种长短可以伸缩的圆柱形装置，把它放入锁定销座内，当锁定销头伸出销座插入锁定盘的锁定孔时，主轴被卡死不能转动。

图6 右下图是锁定销的爆炸图，锁定销内是液压缸，活塞在锁定销内腔滑动，在活塞外周有密封圈，防止漏油。在缸盖内周也有密封圈，防止液压油外漏。

图7是安装好的锁定销剖视图。右图是锁定销退回状态，液压油从有杆腔油入口进入，充满有杆腔，使锁定销退回。左图是锁定销伸出状态，液压油从无杆腔油入口进入，充满无杆腔，使锁定销伸出，伸出的锁定销头插入锁定盘的锁定孔内，使主轴不能转动。

有杆腔油入口与无杆腔油入口的进出油靠换向阀进行切换。

由于强风时叶片会向后有较大的弯曲，为防止叶片尖端与塔架碰撞，主轴安装在底座上有一个向上的仰角，一般为5度左右，见图8

主轴轴承有多种布置方式，这里仅介绍有外主轴的轴承布置。

3.2.1 单轴承支承

单轴承支承为悬臂梁结构，主轴仅使用一个轴承支承，后轴承置于齿轮箱内，前支点为刚性支撑，后支点为弹性支撑，与机架固定的主轴承通常使用调心滚子轴承，也称为三点悬吊支承。

单轴承支承是风力发电机组最常用的主轴轴承布置方式，见图9

3.2.2 两点支承布置形式

两点支承布置为挑臂梁结构，主轴由两个轴承支承，两支点均为刚性支撑，通过两轴承间的轴距调心，改善轴承间配合轴段的受力状态。其中两点支撑又分为两种情况：

一种是分别使用两个轴承分开支撑，两轴承可视为独立受力，相互影响不大， 见图10。

另一种是将两个轴承固定在同一个轴承座内，起到两个轴承相互约束的作用，目前超大型风力发电机组采用这种结构，其主轴为大直径空心主轴，两个轴承为一对圆锥滚子轴承，是可承载径向力与轴向力的圆锥调心滚子轴承。图11是这种有整体轴承座的两点支承布置形式。

直驱风力发电机主轴结构完全不同，有双轴承的，有单轴承的，具体介绍见内转子永磁直驱风力发电机、外转子直驱式发电机与单轴承直驱风力发电机组课件。

在单轴承支承的悬臂梁结构，主轴前端由主轴轴承支撑。主轴后端与齿轮箱联结，联结采用胀紧联结套，胀紧联结套简称胀紧套或胀紧式联轴器，是靠摩擦力进行联结的装置。

图12左图是胀紧套的剖视图，主要由外环、内环、螺栓组成。在外环内圆周呈圆锥面；在内环外圆周呈圆锥面，锥度与外环相同，内环的内圆周为柱面。外环与内环用高强度钢材制作，外环内锥面、内环外锥面与内柱面的表面粗糙度要小。当螺栓拧紧，内环深入外环，在锥面力作用下，内环直径缩小。

图12右图是用胀紧套联结主轴与齿轮箱低速轴的剖视图。当螺栓拧紧，胀紧套内环直径缩小，把齿轮箱低速轴内圆周紧压在主轴上，通过主轴与齿轮箱低速轴的摩擦力实现联结。

用胀紧套联结，主轴和齿轮箱低速轴孔的加工不要求高精度的制造公差，两者位置无精确要求，只须将螺栓按要求的力矩拧紧即可。胀紧套拆卸方便，拆卸时将螺栓拧松就可以拆开。

胀紧套在超载时，将失去联结作用，可以保护设备不受损害。胀紧套具有良好的互换性。胀紧联结套的结构有多种，这里介绍的仅是风力机用的胀紧联结套。

在齿轮箱与发电机的联结也会用到胀紧套联结器，一般是集成在膜片联轴器上。

图13是主轴通过胀紧套联结齿轮箱的悬臂梁结构。

由于安装误差，承载后变形与温度变化等原因，齿轮箱高速轴与发电机轴不能保证严格对中，又由于载荷的冲击、振动等原因，必须采用挠性联轴器联结来适应这些变化的误差。风力机一般采用膜片联轴器，膜片联轴器可提供大的转矩，结构简单、加工方便、不需润滑。

图14 是风电高速轴用的膜片联轴器拆解图，图中左端联结齿轮箱，一般集成有制动盘。实现挠性联结是依靠弹簧膜片，膜片由弹性好，高抗疲劳，高强度的钢材制作，是长条形薄片，两端有安装孔，4个膜片围成正方形（孔对齐），将膜片组对角两孔用螺栓、垫圈、螺母固定在制动盘上，再将另外对角两孔用螺栓、垫圈、螺母固定在中间体法兰上，4片叠成膜片组。就完成齿轮箱端的组装。

在拆解图右端联结发电机，4个膜片未叠在一起，显示膜片的外形。

把图中右端分开的4个膜片叠成组，将对角两孔用螺栓、垫圈、螺母固定在电机端法兰上，将另外对角两孔用螺栓、垫圈、螺母固定在中间体法兰上，就完成电机端的组装。再将两端膜片组固定到制动盘与电机端法兰，组成整个的膜片联轴器，见图15。

联轴器左端联结齿轮箱高速轴，在制动盘集成有平键联轴器，就是普通的方键套筒联结，与齿轮箱高速轴固定联结。电机端法兰集成无键联轴器，一般使用胀紧套联结电机轴。

制动盘由液压制动器进行制动。液压制动器通过螺栓紧固在齿轮箱体上，制动器就是刹车钳，制动时用液压驱动制动器夹紧制动盘，实现制动。有关制动器原理见风力机偏航系统中偏航制动装置。图16 是膜片联轴器与制动器。

膜片联轴器的膜片组也可以是一张膜片， 在图17展示的是由单膜片组成的联轴器，膜片有四孔，用该膜片代替原4根长条形膜片。

单膜片也可以是6孔或8孔的。

5.1 球形轮毂

在大中型风力发电机组中较多采用球形轮毂，图18是球形轮毂的外观图与剖视图。

右图是外观图，轮毂有联结主轴的法兰，有3个安装变桨轴承的法兰，绕轴线120度分布。前孔是安装与维护出入孔。

变桨轴承法兰的轴线（叶片轴线）与主轴轴线并不垂直，有个向前倾斜的角度，具体是叶片轴线与主轴垂直平面的夹角，称之为风轮锥角，见图19。锥角的作用是在风轮运行状态下防止叶尖与塔架碰撞，其作用与主轴的仰角相同。风轮锥角根据叶片结构与性能选取。

图20是安装了变桨轴承的轮毂外观图。

图21是安装了变桨驱动电机与变桨控制器的轮毂剖视图。有关安装参见水平轴风力发电机组轮毂变桨总成装配。

三圆柱形轮毂，也称三叉形轮毂，图18是三圆柱形轮毂的正视图与剖视图。

液压变桨距系统与外齿轮电动变桨距系统多采用三圆柱形轮毂，参见风力机的独立变桨距系统的轮毂的结构。齿形带传动变桨也用三圆柱形轮毂。

一个3兆瓦级的风力机轮毂达20吨以上，超大型风力发电机轮毂超数十吨重，为减轻轮毂重量要对轮毂进行优化设计，尽量减小体积。这种轮毂以不是球形结构，有些接近三圆柱形轮毂外形。图24是优化后的轮毂示意图。