專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及齒輪箱，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比，具有發(fā)電無污染的優(yōu)勢，與水力發(fā)電相比，具有 基建成本低、占地面積小，維護(hù)保養(yǎng)方便的優(yōu)勢，尤其是大型水力發(fā)電站，蓄水庫還容易對 下游造成一定的安全隱患。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件；我國兆瓦級大功率風(fēng)力發(fā)電 機(jī)用增速齒輪箱發(fā)展迅速，1. 5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)用齒輪箱一般采用一級行星輪系+ 二級平 行軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力傳遞，這類齒輪箱目前國內(nèi)已經(jīng)批量生產(chǎn)并應(yīng)用于風(fēng)電場發(fā)電。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)用齒輪箱使用工況惡劣，載荷情況極為復(fù)雜，齒輪箱在現(xiàn)場應(yīng)用 過程中的經(jīng)常需要維護(hù)；在大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱上，各軸承的潤滑以及過渡 齒輪軸、輸出齒輪軸及其支撐軸承的承載能力、齒輪箱重量、使用環(huán)境的低溫要求以及在高 空中的方便維護(hù)性等是我們必須考慮和進(jìn)一步完善的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對增速齒輪箱，尤其是使用在兆瓦級以上的較大功率 的場合需要解決的各軸承的潤滑以及過渡齒輪軸、輸出齒輪軸及其支撐軸承的承載能力的 問題，齒輪箱重量問題、運(yùn)行環(huán)境對齒輪箱的低溫要求問題以及齒輪箱在高空中的維護(hù)方 便性等問題提供一種新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱。為實現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本實用新型將采取以下的技術(shù)方案—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括箱體、管軸、輸入行星輪系、輸出齒輪系以及 潤滑系統(tǒng)，箱體包括扭力臂、上箱體和下箱體；輸入行星輪系包括輸入行星架、太陽輪、行星 輪、行星輪軸、內(nèi)齒圈；輸出齒輪系包括大齒輪、過渡齒輪軸、輸出齒輪軸，大齒輪與一內(nèi)花 鍵軸固定連接；潤滑系統(tǒng)包括潤滑油道、油泵齒輪、油泵齒輪軸、機(jī)械泵以及油路分配器； 輸入行星輪系的內(nèi)齒圈位于扭力臂、下箱體之間，太陽輪、大齒輪的內(nèi)花鍵軸浮動套接于管 軸上，太陽輪輸出端部與內(nèi)花鍵軸嚙合；管軸的一端通過法蘭與輸入行星架連接，另一端通 過軸承支撐于下箱體；輸入行星架一端穿過扭力臂并通過軸承支撐于扭力臂中，另一端通 過軸承支撐于下箱體中；輸出齒輪系的過渡齒輪軸、輸出齒輪軸、大齒輪的內(nèi)花鍵軸相互平 行設(shè)置，它們的兩端均通過軸承支撐于上箱體和下箱體之間的結(jié)合部，過渡齒輪軸中的齒 輪分別與大齒輪、輸出齒輪軸中的齒輪嚙合；輸出齒輪軸的軸穿出箱體；油泵齒輪固定安 裝在內(nèi)花鍵軸端部，并與油泵齒輪軸中的齒輪嚙合，油泵齒輪軸與機(jī)械泵的輸入軸同軸連 接；箱體、輸入行星架以及行星輪軸中設(shè)有分別通往各支撐軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵 輸出端通過油路分配器與各個潤滑油道連；輸入行星架與扭力臂的結(jié)合部以及輸出齒輪軸 與箱體的結(jié)合部均設(shè)有密封裝置。潤滑系統(tǒng)還包括電動泵，電動泵與機(jī)械泵并聯(lián)連接，且電動泵和機(jī)械泵的輸出端皆與同一油路分配器連接，所述機(jī)械泵的吸油管位于齒輪箱內(nèi)部。與內(nèi)花鍵軸對接后的太陽輪輸出末端安裝有卡環(huán)。對應(yīng)于內(nèi)花鍵軸的下箱體上設(shè)有透蓋，機(jī)械泵固定置于透蓋內(nèi)，且機(jī)械泵的安裝 位置處于齒輪箱油位線以下。內(nèi)花鍵軸、過渡齒輪軸以及輸出齒輪軸中每一根軸的一端皆分別通過配對圓錐滾 子軸承支撐。輸出齒輪軸通過面對面配對圓錐圓錐滾子軸承支撐。行星輪通過短圓柱滾子軸承安裝在行星輪軸上，而輸入行星架的兩端皆分別采用 滿裝圓柱滾子軸承支撐在扭力臂和下箱體上。密封裝置包括擋油環(huán)、甩油環(huán)和防塵圈。輸入行星架以環(huán)形陣列方式至少分布有三個行星輪軸。根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)以下的有益效果1、將箱體分割成下箱體和上箱體，扭力臂通過輸入行星輪系內(nèi)齒圈與下箱體相 連；內(nèi)花鍵軸以及輸出齒輪軸分別安裝在上箱體和下箱體的結(jié)合部，即上箱體與下箱體之 間從過渡齒輪軸與輸出齒輪軸連線處分割開，并用螺栓將兩者相連，因此，齒輪箱拆卸更 加方便，便于在幾十米高空的風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙中更換過渡齒輪軸、輸出齒輪軸及其支撐軸 承；2、齒輪箱上設(shè)置有獨(dú)立的機(jī)械泵，尤其是設(shè)有與機(jī)械泵并聯(lián)的電動泵，確保齒輪 箱處于任何轉(zhuǎn)動狀況時，潤滑系統(tǒng)都能夠正常工作；3、機(jī)械泵安裝在齒輪箱油位線以下，避免了 “吸空”現(xiàn)象；4、機(jī)械泵吸油管置于齒輪箱內(nèi)部，有效防止了在低溫環(huán)境下運(yùn)行時，吸油管被凍 住的情況；5、太陽輪與內(nèi)花鍵軸的軸向定位采用卡環(huán)，縮短了太陽輪長度，減輕了齒輪箱總
重量；6、內(nèi)花鍵軸、過渡齒輪軸及輸出齒輪軸一側(cè)采用配對圓錐滾子軸承，尤其是輸出 齒輪軸采用面對面配對圓錐滾子軸承，增加了各軸系的剛度，減小了齒輪嚙合時的變形，提 高了齒輪箱的運(yùn)行壽命；7、輸入行星輪系采用至少三個行星輪，增加了承載能力；同時行星輪采用兩個短 圓柱滾子軸承支撐，而行星架上采用滿裝圓柱滾子軸承安裝后，既增加了承載能力，又減小 了安裝空間；8、通過潤滑油道對各軸承，尤其是行星輪的軸承實施強(qiáng)制潤滑，大大提高了齒輪 箱的可靠度，延長了齒輪箱的使用壽命。9、在行星架和管軸之間采用法蘭連接；行星架和法蘭以及法蘭和管軸之間采用0 型圈密封；管軸上采用壓板定位，使得管軸的拆裝變得方便。

圖1是本實用新型涉及的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的外形示意圖；其中，扭力臂1內(nèi)齒圈2 下箱體3 上箱體4 輸出齒輪軸5 過渡大齒輪6過渡齒輪軸7內(nèi)花鍵軸8大齒輪9機(jī)械泵10太陽輪11行星輪12行星輪軸13 軸承14電動泵15輸入行星架16管軸17法蘭18壓板19密封裝置20油泵齒 輪21油泵齒輪軸22透蓋23卡環(huán)24機(jī)械泵吸油管25。
具體實施方式
附圖非限制性的公開了本實用新型涉及的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合附 圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1和2所示，本實用新型所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括扭力臂1、箱 體、管軸17、輸入行星輪系、過渡齒輪副、輸出齒輪副以及潤滑系統(tǒng)，其中，所述箱體，包括通過螺紋緊固件連接成一體的上箱體4和下箱體3，且上箱體4與 下箱體3的分割線重合于過渡齒輪軸7和輸出齒輪軸5兩者軸心的連線，則輸出齒輪副安 裝于上箱體4內(nèi)，而過渡齒輪副以及潤滑系統(tǒng)中的油泵輸出齒輪副則安裝于下箱體3內(nèi)，另 下箱體3安裝有透蓋23。所述輸入行星輪系，安裝于扭力臂1和下箱體3之間，包括輸入行星架16、太陽輪 11、行星輪12、行星輪軸13以及內(nèi)齒圈2，扭力臂1、輸入行星架16、管軸17以及太陽輪11 同軸線設(shè)置，輸入行星架16通過法蘭18定位安裝于管軸17—端，而管軸17另一端則通過 軸承14定位支撐于箱體內(nèi)，且該輸入行星架16的輸入端穿過扭力臂1放置，同時輸入行星 架16通過滿裝圓柱滾子軸承14定位安裝于扭力臂1和下箱體3之間，另輸入行星架16與 扭力臂1結(jié)合處安裝密封裝置20，密封裝置20包括擋油環(huán)、甩油環(huán)和防塵圈，所述太陽輪 11浮動套接于管軸17上，太陽輪11輸出端部與內(nèi)花鍵軸8相嚙合，且太陽輪11和內(nèi)花鍵 軸8對接后的末端安裝有卡環(huán)24，以進(jìn)行兩者的軸向定位，內(nèi)花鍵軸8上配合連接有大齒輪 9，且內(nèi)花鍵軸8與管軸17平行設(shè)置，同時內(nèi)花鍵軸8的一端通過配對圓錐滾子軸承14支 撐，內(nèi)齒圈2則通過螺紋緊固件固定安裝在扭力臂1和下箱體3之間，輸入行星架16以環(huán) 形陣列方式至少分布有三個行星輪軸13，每個行星輪軸13上均設(shè)有一個行星輪12，且行星 輪12通過短圓柱滾子軸承14安裝在行星輪軸13上。所述過渡齒輪副，包括過渡齒輪軸7以及配合安裝在過渡齒輪軸7上的過渡大齒 輪96，過渡齒輪軸7 —端設(shè)置有與大齒輪9相嚙合的齒輪，而該過渡齒輪軸7另一端則與過 渡大齒輪96配合連接，且過渡齒輪軸7和管軸17平行設(shè)置，同時過渡齒輪軸7的一端通過 配對圓錐滾子軸承14支撐。所述輸出齒輪副，包括與管軸17平行設(shè)置的輸出齒輪軸5，該輸出齒輪軸5 —端設(shè) 置的齒輪與過渡大齒輪96相嚙合，另一端則穿出箱體放置，且輸出齒輪軸5與箱體結(jié)合處 安裝密封裝置20，另輸出齒輪軸5通過面對面配對圓錐滾子軸承14支撐于箱體內(nèi)。所述潤滑系統(tǒng)，包括油泵齒輪21、與油泵齒輪21相嚙合的油泵齒輪軸22、機(jī)械泵 10、電動泵15以及油路分配器，油泵齒輪21固定安裝在內(nèi)花鍵軸8端部，而油泵齒輪軸22 則與機(jī)械泵10輸入軸通過聯(lián)軸器連接，即機(jī)械泵10由油泵齒輪軸22驅(qū)動，另箱體、輸入行 星架16以及行星輪軸13上分別設(shè)有通往各自對應(yīng)支撐軸承14安裝點(diǎn)的潤滑油道，該電動 泵15與機(jī)械泵10并聯(lián)連接，且兩者是獨(dú)立工作的，電動泵15和機(jī)械泵10的輸出端皆經(jīng)過 同一油路分配器與各個潤滑油道連接，機(jī)械泵10固定置于透蓋23內(nèi)，且機(jī)械泵10的安裝 位置處于齒輪箱油位線以下，另所述機(jī)械泵10的吸油管通過螺栓固定在齒輪箱內(nèi)部。
5[0036]在本實用新型中，行星級輪系的速比為5 6，大齒輪9與過渡齒輪軸7中齒輪的 速比為4 5，過渡大齒輪96與輸出齒輪軸5中齒輪的速比為3 4。實際使用時，風(fēng)力形成的動能由輸入行星架16輸入，使行星輪12圍繞太陽輪11 轉(zhuǎn)動，由于行星輪12同時與內(nèi)齒圈2、太陽輪11嚙合，使太陽輪11產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，并帶動內(nèi)花鍵 軸8和大齒輪9同步轉(zhuǎn)動，然后通過過渡齒輪軸7、過渡大齒輪96帶動輸出齒輪軸5高速轉(zhuǎn) 動，最后由輸出齒輪軸5帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。工作中，潤滑油箱中的潤滑油在機(jī)械泵10和電動泵15的共同作用下，運(yùn)用吸油管 從下箱體3內(nèi)部吸油，通過油路分配器輸往各潤滑油道，為所有的軸承14和齒輪提供潤滑 油；在風(fēng)力發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)時，電機(jī)泵停止，機(jī)械泵10可繼續(xù)保持潤滑系統(tǒng)正常工作，為所有軸 承14和齒輪提供潤滑油，提高了齒輪箱工作可靠性。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括箱體、管軸、輸入行星輪系、輸出齒輪系以及潤滑系統(tǒng)，其特征在于，箱體包括扭力臂、上箱體和下箱體；輸入行星輪系包括輸入行星架、太陽輪、行星輪、行星輪軸、內(nèi)齒圈；輸出齒輪系包括大齒輪、過渡齒輪軸、輸出齒輪軸，大齒輪與一內(nèi)花鍵軸固定連接；潤滑系統(tǒng)包括潤滑油道、油泵齒輪、油泵齒輪軸、機(jī)械泵以及油路分配器；輸入行星輪系的內(nèi)齒圈位于扭力臂、下箱體之間，太陽輪、大齒輪的內(nèi)花鍵軸浮動套接于管軸上，太陽輪輸出端部與內(nèi)花鍵軸嚙合；管軸的一端通過法蘭與輸入行星架連接，另一端通過軸承支撐于下箱體；輸入行星架一端穿過扭力臂并通過軸承支撐于扭力臂中，另一端通過軸承支撐于下箱體中；輸出齒輪系的過渡齒輪軸、輸出齒輪軸、大齒輪的內(nèi)花鍵軸相互平行設(shè)置，它們的兩端均通過軸承支撐于上箱體和下箱體之間的結(jié)合部，過渡齒輪軸中的齒輪分別與大齒輪、輸出齒輪軸中的齒輪嚙合；輸出齒輪軸的軸穿出箱體；油泵齒輪固定安裝在內(nèi)花鍵軸端部，并與油泵齒輪軸中的齒輪嚙合，油泵齒輪軸與機(jī)械泵的輸入軸同軸連接；箱體、輸入行星架以及行星輪軸中設(shè)有分別通往各支撐軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵輸出端通過油路分配器與各個潤滑油道連；輸入行星架與扭力臂的結(jié)合部以及輸出齒輪軸與箱體的結(jié)合部均設(shè)有密封裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，潤滑系統(tǒng)還包括電 動泵，電動泵與機(jī)械泵并聯(lián)連接，且電動泵和機(jī)械泵的輸出端皆與同一油路分配器連接，所 述機(jī)械泵的吸油管位于齒輪箱內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，與內(nèi)花鍵軸對接后 的太陽輪輸出末端安裝有卡環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，對應(yīng)于內(nèi)花鍵軸的 下箱體上設(shè)有透蓋，機(jī)械泵固定置于透蓋內(nèi)，且機(jī)械泵的安裝位置處于齒輪箱油位線以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，內(nèi)花鍵軸、過渡齒輪 軸以及輸出齒輪軸中每一根軸的一端皆分別通過配對圓錐滾子軸承支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，輸出齒輪軸通過面 對面配對圓錐圓錐滾子軸承支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，行星輪通過短圓柱 滾子軸承安裝在行星輪軸上，而輸入行星架的兩端皆分別采用滿裝圓柱滾子軸承支撐在扭 力臂和下箱體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，密封裝置包括擋油 環(huán)、甩油環(huán)和防塵圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8之一所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于，輸入行星架 以環(huán)形陣列方式至少分布有三個行星輪軸。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其采用輸入行星輪系+二級平行軸的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行動力傳遞，包括扭力臂、箱體、管軸、輸入行星輪系、過渡齒輪副、輸出齒輪副以及潤滑系統(tǒng)，該齒輪箱箱體包括上箱體和下箱體，同時，上箱體與下箱體的分割線重合于過渡齒輪軸和輸出齒輪軸兩者軸心的連線，且輸入行星輪系安裝于下箱體與扭力臂之間，即實際的箱體包括扭力臂以及輸入行星輪系內(nèi)齒圈，有效地降低了箱體重量，且箱體拆卸方便，易于更換輸出齒輪軸以及過渡齒輪軸，潤滑系統(tǒng)的潤滑油道分別開設(shè)在各個軸承安裝點(diǎn)相對應(yīng)的箱體、輸入行星架以及行星輪軸上，采用機(jī)械泵通過潤滑油道對各個潤滑點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制潤滑，提高了齒輪箱的可靠度以及使用壽命。
文檔編號F16H57/08GK201714590SQ201020148629
公開日2011年1月19日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者劉建國, 明建新, 李靖, 王朝陽 申請人:南京高速齒輪制造有限公司