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发电装置的齿轮

阅读:1018发布:2020-09-27

专利汇可以提供发电装置的齿轮专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 风 力 发电装置的 齿轮 箱。采用复合行星齿轮布置加两级平行轴 齿轮传动 ,三个或四个行星齿轮与齿轮箱中 心轴 线上的 太阳轮 轮齿 啮合 、并与太阳轮鼓形齿啮合,太阳轮鼓形齿与浮动齿套内齿啮合,浮动齿套 外齿 与低速级齿轮啮合,低速级齿轮与中速级齿轮啮合,中速级齿轮与高速级齿轮啮合;行星齿轮通过 轴承 、承载部件(轴) 支撑 ,承载部件(轴)安装在行星外架上,行星外架通过销子与行星内架组成一体,行星外架与行星内架只在中间部位通过环形结合面 接触 ,其它部位悬空,行星内架通过收缩盘与 主轴 相连。采用本发明的“浮动”技术后,可大大提高齿轮箱的工作可靠性和使用寿命。,下面是发电装置的齿轮专利的具体信息内容。

1.一种发电装置的齿轮箱,包括塔筒支撑机架、机架内安装的齿 轮箱,风叶及轮毂通过主轴与齿轮箱的输入端相连,齿轮箱的输出端通过联 轴器与发电机相连,其特征在于:采用复合行星齿轮布置加两级平行轴齿轮 传动,三个或四个行星齿轮与齿轮箱中心轴线上的太阳轮轮齿啮合、并与太 阳轮鼓形齿配合,太阳轮鼓形齿通过与其啮合浮动齿套配合,浮动齿套与低 速级齿轮啮合,低速级齿轮与中速级齿轮啮合,中速级齿轮与高速级齿轮啮 合;行星齿轮通过轴承、行星轴支撑,行星轴安装在行星外架上,行星外架 通过销子与行星内架组成一体,行星外架与行星内架只在中间部位通过环形 结合面接触,其它部位悬空,行星内架通过收缩盘与主轴相连。
2.如权利要求1所述的风力发电装置的齿轮箱,其特征在于:组合行星架 通过承载载部件和轴承来带动相对应的围绕中心轴线转动的行星齿轮,行星 齿轮与内齿圈、太阳轮同时啮合,主轴动力通过行星轮内齿轮传到太阳轮上 ,行星轮绕中心轴线公转、绕其支撑轴轴线自转。
3.如权利要求1所述的风力发电装置的齿轮箱,其特征在于:浮动齿套的 内齿与太阳轮的鼓形齿啮合,其外齿同时又与低速空心轴内齿啮合,驱动低 速齿轮,低速齿轮由轴承支撑在箱体上。
4.如权利要求1所述的风力发电装置的齿轮箱,其特征在于:低速轴大齿 轮与中速轴小齿轮啮合,中速轴大齿轮与高速轴小齿轮啮合,动力由高速轴 输出。
5.如权利要求1所述的风力发电装置的齿轮箱,其特征在于:行星齿轮是 围绕中心轴线间隔分布。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种发电装置,具体地说,是一种安装在风力发电装置 主轴和发电机之间的增速齿轮箱。

背景技术

对于风力发电装置主轴的转动,通过行星增速齿轮箱驱动发电机是公知 的。主轴向齿轮箱提供低速、高扭矩的输入;齿轮箱向发电机提供高速、低 扭矩输出。该类型的齿轮箱已经用于风力发电装置约20多年。众所周知,在 使用工况下,这种齿轮箱的行星齿轮和与之相关的轴承承受较高的径向负载 及冲击负荷,又因轴承油膜不易建立,故轴承运行状况恶劣。鉴于不方便对 那些关键磨损元件的维护、修理及更换,所以使齿轮箱的工作可靠性承受着 严峻的考验。为此,申请人已设计并申请了前置专利:“风电用组合式行星 架”(申请号:200510022381.4)拟解决齿轮箱行星齿轮传动的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足之处,设计出性能更为 优秀、可靠的风力发电装置的齿轮箱
本发明包括现有的塔筒支撑机架、机架内安装的齿轮箱,风叶及轮毂 通过主轴与齿轮箱的输入端相连,齿轮箱的输出端通过联轴器与发电机相 连,即采用复合行星齿轮布置加两级平行轴齿轮传动,三个或四个行星齿轮 与齿轮箱中心轴线上的太阳轮啮合,太阳轮鼓形齿与浮动齿套内齿啮合,浮 动齿套外齿与低速级齿轮啮合,低速级齿轮与中速级齿轮啮合,中速级齿轮 与高速级齿轮啮合;行星齿轮通过轴承、承载部件(轴)支撑,承载部件 (轴)安装在行星外架上,行星外架通过销子与行星内架组成一体,行星外 架与行星内架只在中间部位通过环形结合面接触,其它部位悬空,行星内架 通过收缩盘与主轴相连。
所述多个行星齿轮的承载部件(轴)通过轴承来带动相对应的围绕中心 轴线转动的行星齿轮,行星齿轮与内齿圈、太阳轮同时啮合,主轴动力通过 行星轮传到太阳轮上,行星轮绕中心轴线公转、绕其支撑轴轴线自转。
所述浮动齿套的外齿与低速空心轴内齿啮合,驱动低速齿轮,低速齿轮 由轴承支撑在箱体上。
所述齿轮箱还包括中速级和高速级齿轮,中速级由中速级齿轮轴和中速 级小齿轮轮齿、中速大齿轮轮齿、轴承,中速级小齿轮与低速级齿轮外齿啮 合,中速级大齿轮与高速级小齿轮啮合,齿轮箱的末级由高速齿轮轴、轮 齿、轴承和输出轴组成,中速级大齿轮与高速级齿轮啮合,由高速轴输出动 力。
所述行星齿轮是围绕中心轴线间隔分布。
所述太阳轮、内齿圈、行星轮均采用直齿。
本发明的优点是:采用上述组合式结构,不论输入的扭矩大小,行星内 架连接板产生多大的扭转变形,装在行星外架上行星轴的轴心线,都将始终 与中心轮轴线保持平行。从而大大减小了齿轮的偏载,和行星轮中轴载荷 的分配不均,提高了轴承和齿轮的可靠性;对于太阳轮鼓形齿,由于通过浮 动齿套与低速级齿轮啮合,可以减小齿轮和行星架支撑轴孔等传递元件由于 制造、安装误差而引起的三个或四个行星齿轮及轴承受力不均匀,减少了齿 轮箱的附加冲击载荷,改善了齿轮接触和轴承受力,采用所述技术,大大提 高了行星齿轮及轴承的工作可靠性及寿命,同时也提高了其他齿轮及轴承的 工作可靠性及寿命。上述两项技术构成了本发明的核心。
附图说明
图1是与本发明配套的齿轮箱的风力发电装置的剖视示意图。
图2是图1中齿轮箱(10)的俯视放大图。
图3是图1中齿轮箱(10)的纵向剖视放大图。
图中代号含义:10齿轮箱 11塔筒 12机架 20风叶及轮毂 21主轴 22联轴器 23发电机 30箱体 31支撑销 32中心轴线 33行星内架 34收缩盘 40内齿圈 41行星外架 42销子 43行星 齿轮 44轮齿 45轴承 46行星齿轮承载部件(轴) 47轴线 50太 阳轮 51太阳轮鼓形齿 60浮动齿套 70低速级齿轮 71轴承 72轴 承 73低速级齿轮外轮齿 80中速齿轮轴 81中速齿轮小齿轮轮齿 82 中速齿轮大齿轮轮齿 83轴承 84轴承 90高速齿轮轴 91高速齿轮 轮轴 92轴承 93轴承 94输出轴;图中代号每一段代表不同的功能, 以十为单位。

具体实施方式

参照图1-图3,其中图1是示意性显示了符合本发明一个实施实例的齿轮 箱10,该齿轮箱的尺寸仅示意性地表示。
本发明包括现有的塔筒11支撑风力发电装置机架12、齿轮箱10被支撑在 机架12内,风叶及轮毂20通过主轴21与齿轮箱10的输入端相连,齿轮箱10的 输出端通过联轴器22与发电机23相连。即采用复合行星齿轮43布置加两级平 行轴齿轮传动,三个或四个行星齿轮43与齿轮箱10中心轴线32上的太阳轮50 轮齿啮合、并驱动太阳轮鼓形齿51,太阳轮50比行星齿轮43更快的转动。太 阳轮鼓形齿51与浮动齿套60内齿啮合,浮动齿套60外齿与低速级齿轮70 啮合,低速级齿轮70与中速级齿轮啮合,中速级齿轮与高速级齿轮啮合,即 太阳轮鼓形齿51通过与其啮合的浮动齿套60驱动低速级齿轮70,由低速级齿 轮70驱动中速齿轮,再由中速齿轮驱动高速齿轮,从而使输出轴94更快地转 动。行星齿轮43通过轴承45、承载部件(轴)46支撑,承载部件(轴)46安 装在行星外架41上,行星外架41通过销子42与行星内架33组成一体,行星外 架41与行星内架33只在中间部位通过环形结合面接触,其它部位悬空,行星 内架33通过收缩盘34与主轴21相连。浮动齿套60的外齿与低速空心轴内齿啮 合,驱动低速齿轮70,低速齿轮70由轴承71、72支撑在箱体30上。齿轮箱10 还包括中速级和高速级齿轮,中速级由中速级齿轮轴80和中速级小齿轮轮齿 81、中速大齿轮轮齿82、轴承83和轴承84组成,中速级小齿轮81与低速级齿 轮外齿73啮合,中速级大齿轮82与高速级小齿轮91啮合而转动。齿轮箱10的 末级由高速齿轮轴90、高速齿轮轮齿91、轴承92、轴承93和输出轴94组成, 高速齿轮轴90由高速齿轮轮齿91和中速齿轮大齿轮轮齿82啮合而产生扭矩, 由输出轴94输出。太阳轮50、内齿圈40、行星轮43均采用直齿。高速齿轮轴 90具有伸出齿轮箱壳体30之外的输出轴94,用于经由联轴器22与发电机23相 连,进行转动驱动,从而由发电机产生电力。
安装在风力发电装置上的风叶及轮毂20由风力吹动而转动,其转动力通 过主轴21、齿轮箱10和联轴器22被传到发电机23,由发电机23产生电力。齿 轮箱10的箱体30利用支撑销31被支撑在风力发电装置的机架12上。行星齿轮 承载部件(轴)46围绕行星内架33的中心轴线32转动。行星内架33接受来自 风叶及轮毂20的转动力,并与经销子42固定在一起的行星外架41一起转动, 从而带动安装在行星外架41上的行星齿轮承载部件(轴)46转动。多个行星 齿轮的承载载部件(轴)46通过轴承45来带动相对应的围绕中心轴线32转动 的行星齿轮43,行星齿轮43与内齿圈40、太阳轮50同时啮合,主轴21动力通 过行星轮传到太阳轮50上,行星轮绕中心轴线32公转、绕其支撑轴轴线47自 转。在所述实例中,设置3个围绕中心轴线32等间隔分隔的行星齿轮43,在图 3中仅显示了一个行星齿轮43。每个行星齿轮43具有多个轮齿44,在所示实例 中,所述外齿轮轮齿44是直轮齿。
由于行星齿轮的承载载部件(轴)46是安装在行星外架41上,而行星外 架41又是通过销子42与行星内架33连接在一起。故行星内架33的转动是通过 销子42传送到行星外架41的。这样,保证行星齿轮43的轴线47与中心轴线32 平行,从而避免了行星齿轮的承载载部件(轴)46的偏斜而产生的齿面偏斜。 太阳轮50通过太阳轮鼓形齿51与浮动齿套60的内齿啮合,浮动齿套60的外齿 与低速空心轴内齿啮合,驱动低速级齿轮70。低速级齿轮70由轴承71和轴承 72支撑在箱体30上。为减少制造、安装误差而引起的行星轮及轴承受力不均 匀及附加冲击负载,同时也减少齿轮70上的附加冲击负载,故采用浮动齿套 60以改善齿轮轮齿之间的接触和受力均匀性,从而使齿轮箱10的工作可靠性 和使用寿命大大提高。从图3中可以看出,行星内架33,行星外架41,销子 42,行星齿轮的承载载部件(轴)46,行星齿轮43,太阳轮50,浮动齿套60 等部件共同结合,从而产生了“浮动”技术。使低速齿轮部分及其相关轴承 的受力更均匀,齿间接触更好。鉴于现有齿轮箱技术的行星齿轮和与之相关 的轴承承受较高径向负载及冲击负荷,采用本发明的“浮动”技术后,可大 大提高齿轮箱的可靠性。
虽然这里示出和详细公开的特定发明能充分获得前文所述的目的并提供 前文所述的优点,但应当理解,本发明不仅限于此实施例
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