一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置的製作方法

2023-06-24 11:40:26 1

專利名稱：一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種齒輪箱的支撐裝置，具體涉及一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置。
背景技術：
風能是可再生能源中最具代表性的一種，它對保護環境和維持生態平衡，以及減少對常規能源依賴和改善能源結構有重要意義。風電機組工作原理為葉片將風能轉換為動能，通過傳動系統傳遞到發電機，發電機產生電能輸入到電網。其中傳動系統的可靠性就顯得尤為重要。風電機組停機案例中，傳動鏈的故障佔很大比例。所以，傳動系統更可靠的工作是延長風電機組發電時間的重要措施。目前，風電機組傳動系統的支撐型式為主軸前後端各布置一個軸承，齒輪箱兩側由橡膠材料製成的彈性支撐固結到主機架上。由於在軸向的傳動路線上有三個支撐點，且彈性支撐上下運動的剛度偏大從而形成了過約束。傳動系統的徑向安裝誤差、風輪受載等原因會導致主軸相對於齒輪箱一級行星架不同心，使齒輪箱的輸入軸產生了有害彎矩，進而使齒輪箱中的軸承及齒輪產生偏載致齒輪箱工作狀態惡劣，降低了齒輪箱的可靠性。

實用新型內容為了克服現有的齒輪箱彈性支撐帶來的齒輪箱一級行星架有害徑向彎矩的不足， 本實用新型的目的在於提供一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，該支撐裝置能顯著降低輸入軸的有害彎矩，增強齒輪箱的可靠性，提高使用壽命。並且結構簡單，易於維護。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案如下—種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，它包括一個扭力臂、一根橫向連杆、兩個橫向連杆臂、一根縱向連杆、兩個縱向連杆臂及兩個底座；所述的扭力臂固定在齒輪箱上，在扭力臂前端兩邊各設有一連接凸塊，每個連接凸塊中間各開有一通孔，該兩個通孔位置同心，橫向連杆穿設在該兩個連接凸塊的通孔中；在橫向連杆的兩端各設有一橫向連杆臂，該兩個橫向連杆臂均橫向布置並在其上各開有兩孔，在後邊的孔內，穿設橫向連杆的端部，前邊的孔為通孔，該兩個通孔位置同心，縱向連杆穿設在該兩個橫向連杆臂的通孔中；在縱向連杆的兩端各設有一縱向連杆臂，該兩個縱向連杆臂均縱向布置並在其上各開有兩孔，在上邊的孔內穿設縱向連杆的端部，下邊的孔通過鉸鏈銷與底座相連接。在兩個底座的底部前後各裝有一個減震彈性支撐，鉸鏈銷插在底座和減震彈性支撐的通孔中，底座通過該減震彈性支撐與風電機組的主機架固定連接。由於在本實用新型齒輪箱支撐裝置中，採用橫向連杆和扭力臂之間的滑動轉動連接，使橫向連杆與扭力臂通孔的接觸表面進行相對滑動，實現橫向連杆能圍繞扭力臂的通孔軸線進行相對轉動。同樣縱向連杆和橫向連杆臂之間也為滑動轉動連接，使縱向連杆與橫向連杆臂通孔的接觸表面進行相對滑動，實現縱向連杆能圍繞橫向連杆臂的通孔軸線進行相對轉動。縱向連杆臂通過底座與風電機組的主機架固定連接。當風電機組運行時，動力通過輸入軸把扭矩傳遞給齒輪箱，其產生的外部扭矩通過連杆系統作用在主機架上，齒輪箱的扭力臂需承受齒輪箱的外部扭矩。由於傳動系統的徑向安裝誤差、風輪受載等原因會導致主軸相對於齒輪箱一級行星架不同心，從而主軸相對於齒輪箱一級行星架有彎矩作用，此作用產生的力矩使本實用新型齒輪箱支撐裝置中的連杆通過鉸鏈進行旋轉，放開了齒輪箱上下活動的自由度，以適應主軸和齒輪箱一級行星架之間的不同心作用。消除傳動鏈的過約束，使齒輪箱一級行星架承受的有害彎矩顯著降低。因此與現有技術相比，本實用新型的有益效果是1、能顯著降低輸入軸的有害彎矩，優化齒輪箱的受力狀態，提高齒輪箱的可靠性， 延長齒輪箱的使用壽命。2、本實用新型齒輪箱支撐裝置結構簡單，易於製造、安裝和維修。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置的整體結構示意圖。圖2是
圖1中支撐裝置的連杆系統示意圖。圖3是
圖1中減震彈性支撐結構示意圖。圖中，1.扭力臂，2.橫向連杆，3.縱向連杆，4.鉸鏈銷，5.底座，6.減震彈性支撐， 7.擋邊螺母，8.縱向連杆連接鍵，9.縱向連杆臂，10.橫向連杆連接鍵，11.橫向連杆臂。
具體實施方式
圖1所示為本實用新型一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置的一個實施例，該齒輪箱支撐裝置包括一個扭力臂1、一根橫向連杆2、兩個橫向連杆臂11、一根縱向連杆3、兩個縱向連杆臂9及兩個底座5。如圖2所示，在扭力臂1前端的兩邊各設有一個連接凸塊，每個連接凸塊中間各開有一個通孔，該兩個通孔位置同心，橫向連杆2穿設在該兩個連接凸塊的通孔中，橫向連杆2可繞扭力臂的通孔軸線進行相對轉動。在橫向連杆2的兩端各設有一橫向連杆臂11，該兩個橫向連杆臂11均橫向布置，並在其上各開有兩孔，在後邊的孔內穿設橫向連杆2的端部，橫向連杆2與橫向連杆臂11之間通過橫向連接鍵10進行緊固連接，以保證兩個橫向連杆臂11旋轉角度一致。在兩個橫向連杆臂11的前邊所開的孔為通孔，兩個通孔位置同心，縱向連杆3穿設在該兩個橫向連杆臂11的通孔中，縱向連杆3能繞橫向連杆臂11的通孔軸線進行相對轉動。在縱向連杆3的兩端各設有一縱向連杆臂9，該兩個縱向連杆臂9均縱向布置並在其上各開有兩孔，在上邊的孔內穿設縱向連杆3的端部， 下邊的孔通過鉸鏈4與底座5相連接。縱向連杆3與縱向連杆臂9之間通過縱向連接鍵8 進行緊固連接，以保證兩個縱向連杆臂的旋轉角度一致。在橫向連杆臂11的通孔中穿設的縱向連杆3上，位置在橫向連杆臂11的外側處設有擋邊螺母7，以約束縱向連杆3和橫向連杆臂11的軸向相對滑動。請參見圖3所示，在兩個底座5的底部前後各裝有一個減震彈性支撐6，鉸鏈銷4 插在底座5和減震彈性支撐6的通孔中，底座5通過該減震彈性支撐6與風電機組的主機架固定連接。[0020]本實用新型的工作過程如下當風力機風輪載荷比較大時，主軸與齒輪箱一級行星架就會有不同心的趨勢。此趨勢導致扭力臂1隨齒輪箱箱體上下移動，從而橫向連杆臂11和縱向連杆3會繞鉸鏈做旋轉運動，減震彈性支撐6起阻擋齒輪箱振動的作用。此過程消除了運轉過程中的過約束，使傳動鏈有關部件的內應力大大降低。本實用新型齒輪箱支撐裝置可應用於風力發電傳動系統中。
權利要求1.一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，其特徵在於它包括一個扭力臂(1)、一根橫向連杆O)、兩個橫向連杆臂(11)、一根縱向連杆(3)、兩個縱向連杆臂(9)及兩個底座(5)；所述的扭力臂(1)固定在齒輪箱上，在扭力臂(1)前端兩邊各設有一連接凸塊，每個連接凸塊中間各開有一通孔，該兩個通孔位置同心，橫向連杆( 穿設在該兩個連接凸塊的通孔中； 在橫向連杆(2)的兩端各設有一橫向連杆臂(11)，該兩個橫向連杆臂(11)均橫向布置並在其上各開有兩孔，在後邊的孔內，穿設橫向連杆O)的端部，前邊的孔為通孔，該兩個通孔位置同心，縱向連杆C3)穿設在該兩個橫向連杆臂的通孔中；在縱向連杆C3)的兩端各設有一縱向連杆臂(9)，該兩個縱向連杆臂(9)均縱向布置並在其上各開有兩孔，在上邊的孔內穿設縱向連杆(3)的端部，下邊的孔通過鉸鏈銷(4)與底座( 相連接。
2.根據權利要求1所述的一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，其特徵在於所述的橫向連杆⑵與橫向連杆臂(11)之間通過橫向連接鍵(10)進行緊固連接。
3.根據權利要求1所述的一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，其特徵在於所述的縱向連杆⑶與縱向連杆臂(9)之間通過縱向連接鍵⑶進行緊固連接。
4.根據權利要求1所述的一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，其特徵在於在橫向連杆臂(11)的通孔中穿設的縱向連杆⑶上，位置在橫向連杆臂(11)的外側處設有擋邊螺母 ⑵。
5.根據權利要求1所述的一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，其特徵在於在兩個底座(5)的底部前後各裝有一個減震彈性支撐(6)，鉸鏈銷(4)插在底座( 和減震彈性支撐(6)的通孔中，底座( 通過該減震彈性支撐(6)與風電機組的主機架固定連接。
專利摘要一種兆瓦級風電齒輪箱支撐裝置，它包括扭力臂、橫向連杆、橫向連杆臂、縱向連杆、縱向連杆臂及底座；扭力臂固定在齒輪箱上，橫向連杆能圍繞扭力臂進行相對轉動。縱向連杆能圍繞橫向連杆臂進行相對轉動。縱向連杆臂通過底座與風電機組的主機架固定連接。在底座底部裝有減震彈性支撐。本實用新型可降低輸入軸的有害彎矩，優化齒輪箱的受力狀態，提高齒輪箱的可靠性，延長齒輪箱的使用壽命。適用於風力發電傳動系統中。
文檔編號F16F15/04GK202056008SQ201120170758
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者劉衛, 員一澤, 常惠英, 張凱, 楊懷宇, 王海龍, 秦明 申請人:國電聯合動力技術有限公司