燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱的製作方法
2023-07-26 08:51:56 1
燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率齒輪式減速箱，包括箱體、高速齒輪以及與高速齒輪相嚙合的低速齒輪，輸入軸與高速齒輪相連接，還包括扭力輸出軸和空心軸，空心軸與低速齒輪相連接；扭力輸出軸套置於空心軸的內部且扭力輸出軸與空心軸的端部之間為過盈連接，空心軸的中間段與扭力輸出軸的中間段存在間隙。同時，還公開了一種燃氣輪機發電系統，包括燃氣輪機、大功率齒輪式減速箱以及發電機，大功率齒輪式減速機為上文所述的大功率齒輪式減速機，燃氣輪機的輸出端與輸入軸的輸入端相連接，扭力輸出軸的輸出端與發電機的輸入端相連接。本實用新型所提供的燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱，可以保證低速齒輪的轉動軸運行的穩定性。
【專利說明】燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及動力傳輸【技術領域】，特別是涉及燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機是一種利用連續不斷的氣體作為工質，將燃燒產生的熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械。燃氣輪機的動力輸出端與發電機的輸入端相連接，燃氣輪機產生的機械功傳輸至發電機，發電機即可產生電能。
[0003]在燃氣輪機發電系統中，需要利用減速箱對轉速進行調節。減速箱的輸入端設置有高速齒輪，高速齒輪的轉動軸與燃氣輪機的輸出端相連接，減速箱的輸出端設置有低速齒輪，低速齒輪的轉動軸與發電機的輸入端相連接。
[0004]如此，設置燃氣輪機帶動高速齒輪轉動，由於高速齒輪與低速齒輪相嚙合，因此在高速齒輪的轉動的過程中，帶動低速齒輪轉動；低速齒輪轉動進而帶動低速齒輪的轉動軸進行轉動；低速齒輪的轉動軸與發電機的輸入端相連接，進而可以帶動發電機轉動產生電倉泛。
[0005]但是，在實際的生產過程中，大功率減速箱的低速齒輪的轉動軸均為實心軸，該實心軸在周向和徑向上均與減速箱的箱體相固定連接。由於大功率減速箱的轉速很高，在轉動過程中，實心軸會發生偏移，但是由於其與箱體相固定連接，實心軸會與箱體之間發生摩擦，實心軸會產生震動，最終會導致運行的不穩定性。
[0006]因此，如何保證大功率減速箱的穩定性是本領域技術人員需要解決的技術問題。實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱，可以保證低速齒輪的轉動軸運行的穩定性。
[0008]本實用新型提供了一種大功率齒輪式減速箱，包括箱體、高速齒輪以及與高速齒輪相嚙合的低速齒輪，輸入軸與所述高速齒輪相連接，還包括扭力輸出軸和空心軸，所述空心軸與所述低速齒輪相連接；所述扭力輸出軸套置於所述空心軸的內部且所述扭力輸出軸與所述空心軸的端部之間為過盈連接，所述空心軸的中間段與所述扭力輸出軸的中間段存在間隙。
[0009]優選的，還包括固定設置於箱體的第一滑動軸承和第二滑動軸承，所述空心軸的端部設置有與所述第一滑動軸承相配合的軸頸，所述第一滑動軸承與所述軸頸相連接；所述輸入軸的端部設置有與所述第二滑動軸承的相配合的軸頸。
[0010]優選的，所述輸入軸的軸頸處的密封結構以及所述扭力輸出軸的軸頸處的密封結構均為機械密封結構。
[0011]優選的，所述輸入軸的輸入端通過柔性聯軸器或撓性軸與剛性法蘭相連接，所述剛性法蘭用於與燃氣輪機的輸出端相連接。
[0012]優選的，還包括用於與發電機的輸入端相連接的同步離合器，所述扭力輸出軸的輸出端與所述同步離合器相連接。
[0013]優選的，所述箱體還設置有定位孔和與所述定位孔可拆卸設置的定位件設置位置與所述輸入軸的端部所在位置相對應，所述定位件與所述輸入軸的端部相抵接。
[0014]優選的，所述高速齒輪為第一雙斜齒輪，所述低速齒輪為第二雙斜齒輪，所述第一雙斜齒輪與所述第二雙斜齒輪相配合。
[0015]優選的，所述高速齒輪的額定轉速為7700r/min,所述高速齒輪的最高轉速為9240r/min。
[0016]優選的，所述高速減速箱的中心距為900mm。
[0017]同時，本實用新型還提供了一種燃氣輪機發電系統，包括燃氣輪機、大功率齒輪式減速箱以及發電機，所述大功率齒輪式減速機為上文所述的大功率齒輪式減速機，所述燃氣輪機的輸出端與所述輸入軸的輸入端相連接，所述扭力輸出軸的輸出端與所述發電機的輸入端相連接。
[0018]本實用新型提供了一種大功率齒輪式減速箱，包括箱體、高速齒輪以及與高速齒輪相哨合的低速齒輪，輸入軸與高速齒輪相連接，輸入軸的輸入端與燃氣輪機的輸出端相連接；還包括空心軸和扭力輸出軸，其中空心軸與低速齒輪相連接，扭力輸出套置於空心軸的空心部，且扭力輸出軸的兩個端部與空心軸的相應端部之間的連接為過盈連接，扭力輸出軸的中間段與空心軸的中間段存在間隙；扭力輸出軸的輸出端與發電機的輸入端相連接。在高速運轉的過程中，扭力輸出軸在其軸向上會發生偏移，由於扭力輸出軸的中間段與空心軸的中間段之間存在空隙，因此扭力輸出軸發生的偏移會在該空隙內進行。與現有技術中實心軸的軸向和徑向均與箱體相固定連接相比，由於空心軸的空心部預留有供扭力輸出軸偏移的空間，可以避免扭力輸出軸在運轉的過程中與空心軸發生摩擦而產生的震動，進而可以提高運行過程中的穩定性。
[0019]同時，本實用新型還提供了一種燃氣輪機發電系統，包括燃氣輪機和發電機，還包括如上文所描述的大功率齒輪式減速箱，燃氣輪機的輸出端與輸入軸的輸入端相連接，扭力輸出軸的輸出端與發電機的輸入端相連接。燃氣輪機發電系統所能達到的有益效果與上文中大功率齒輪式減速箱的所產生的有益效果相同，兩者的推導過程相類似，在上文中詳細介紹了大功率齒輪式減速箱的推導過程，故在本文不再贅述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型所提供的一種【具體實施方式】中大功率齒輪式減速箱的結構示意圖；
[0021]其中，圖1中:
[0022]箱體1、高速齒輪2、低速齒輪3、輸入軸4、扭力輸出軸5、空心軸6、第一滑動軸承7、第二滑動軸承8、定位件9。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型的核心是提供一種燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱，可以保證低速齒輪的轉動軸運行的穩定性。
[0024]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的一種【具體實施方式】中大功率齒輪式減速箱的結構示意圖。
[0026]在本【具體實施方式】中，大功率齒輪式減速箱包括箱體1、高速齒輪2以及與高速齒輪2相嚙合的低速齒輪3，輸入軸4與高速齒輪2相連接，輸入軸4的輸入端與燃氣輪機的輸出端相連接；還包括空心軸6和扭力輸出軸5，其中空心軸6與低速齒輪3相連接，扭力輸出套置於空心軸6的空心部，且扭力輸出軸5的兩個端部與空心軸6的相應端部之間的連接為過盈連接，扭力輸出軸5的中間段與空心軸6的中間段存在間隙；扭力輸出軸5的輸出端與發電機的輸入端相連接。
[0027]如此設置，在運行的過程中，燃氣輪機輸出端帶動輸入軸4轉動，進而帶動高速齒輪2轉動，由於低速齒輪3與高速齒輪2相嚙合，高速齒輪2在轉動的過程中會帶動低速齒輪3轉動；低速齒輪3轉動進而帶動空心軸6和扭力輸出軸5轉動。由於在本【具體實施方式】中，高速齒輪2的額定轉速為7700r/min，其最高轉速為9240r/min，因此低速齒輪3的轉速也很高，齒輪節圓線速度最高可達142m/s。因此在高速運轉的過程中，扭力輸出軸5在其軸向上會發生偏移，由於扭力輸出軸5的中間段與空心軸6的中間段之間存在空隙，因此扭力輸出軸5發生的偏移會在該空隙內進行。與現有技術中實心軸的軸向和徑向均與箱體I相固定連接相比，由於空心軸6的空心部預留有供扭力輸出軸5偏移的空間，可以避免扭力輸出軸5在運轉的過程中與空心軸6發生摩擦而產生的震動，進而可以提高運行過程中的穩定性。
[0028]需要說明的是，在本【具體實施方式】中，為了保證扭力輸出軸5與空心軸6的端部連接的穩固性，減小端部的摩擦，扭力輸出軸5的端部與空心軸6的端部之間的連接為過盈連接，當然，也不排除採用其他的連接方式。
[0029]還需要說明的是，在本【具體實施方式】中，空心軸6的端部分別命名為第一端和第二端，其中扭力輸出軸5的輸出端暴露於第一端,扭力輸出軸5的輸出端與發電機的輸入端相連接；扭力輸出軸5的與輸出端相對的端部與第二端相平齊。且箱體I與空心軸6的第二端相對應的端部設置有轉動空間，空心軸6和扭力輸出軸5在該轉動空間內轉動，可以進一步保證運轉的穩定性。
[0030]需要進一步說明的是，在本【具體實施方式】中，大功率齒輪式減速箱的中心距為900mm，高速齒輪2的額定轉速為7700r/min，其最高轉速為9240r/min，齒輪節圓線速度最高可達142m/s，當然，也不排除採用其他型號的大功率齒輪式減速箱。
[0031]在進一步的方案中，大功率齒輪式減速箱還包括固定設置於箱體I的第一滑動軸承7和第二滑動軸承8，空心軸6的兩個端部均設置有與第一滑動軸承7相配合的軸頸，兩個第一滑動軸承7分別與兩個軸頸相配合連接；輸入軸4的兩端均設置有與第二軸承相配合的軸頸，兩個第二滑動軸承8分別與輸入軸4端部的軸頸相配合。
[0032]在本【具體實施方式】中，通過設置第二滑動軸承8與輸入軸4的軸頸相配合連接以及第一滑動軸承7與空心軸6的軸頸相配合連接，由於滑動軸承在滑動摩擦下進行工作，滑動軸承與軸頸相配使用，可以保證在運行過程中，即可以保證輸入軸4和空心軸6在運行中平穩、可靠而且無噪音，可以進一步提高設備運行的穩定性。
[0033]需要說明的是，在本【具體實施方式】中，第一滑動軸承7和第二滑動軸承8均設置有兩個，輸入軸4的兩個端部以及空心軸6的兩個端部均設置有與相應的滑動軸承相配合的軸頸，以此可以便於安裝。當然，也可以根據實際的生產情況採用其他的設置方式。
[0034]還需要進一步說明的是，在本【具體實施方式】中，滑動軸承用於支撐輸入軸4或空心軸6，在運行過程中，軸頸的線速度最高可達125.7m/s，軸承比壓最高位3.25MPa，而且可以保證滑動軸承空載最高溫度為85°C，如此可以保證大功率齒輪式大功率減速箱的持續高效運行。
[0035]為了保證軸頸處潤滑油的密封效果，在本【具體實施方式】中，輸入軸4的軸頸處的密封結構以及扭力輸出軸5的軸頸處的密封結構均為機械密封結構。如此可以保證輸入軸4或空心軸6在高速運轉的過程中，軸頸處的潤滑油在機械密封結構的作用下自然回油，可以避免在運轉過程中產生的油霧長時間積累而導致軸頸處出現滲油現象，可以保證密封的嚴密性。
[0036]需要說明的是，在輸入軸4的軸頸和空心軸6的軸頸處密封結構均採用機械密封結構，如此在運行可以保證滑動軸承的內表面始終形成油膜，以確保與滑動軸承相配合的軸頸的運行的穩定性。
[0037]在更進一步的方案中，為了保證輸入軸4的輸入端與燃氣輪機的輸出端連接的穩固性，在本【具體實施方式】中，輸入軸4的輸入端通過柔性聯軸器與剛性法蘭相固定連接，燃氣輪機的輸出端同樣與剛性法蘭相固定連接。如此通過利用柔性聯軸器進行連接，可以保證輸入軸4的輸入端與燃氣輪機的輸出端在有軸向、徑向或角度偏差時，均能夠進行力矩的傳遞，保證運行的穩定性。
[0038]需要說明的是，在本【具體實施方式】中，輸入軸4的輸入端通過柔性聯軸器與剛性法蘭相連接，當然也不排除根據實際的使用情況採用其他的連接件，如輸入軸的輸入端通過撓性軸與剛性法蘭相連接。
[0039]此外,在本【具體實施方式】中，扭力輸出軸5的輸出端與同步離合器與發電機的輸入端相連接。由於同步離合器能夠根據輸入端、輸出端的轉速的高低進行切換，在本【具體實施方式】中，當扭力輸出軸5的輸出端的轉速相對於發電機的輸入端轉速升高時，同步離合器自動哨合，保證扭力輸出軸5的輸出端與發電機的輸入端保持相同的轉速進行運行；當扭力輸出軸5的輸出端的轉速相對於發電機的輸入端轉速降低時，同步離合器自動脫開後，扭力輸出軸5的輸出端和發電機的輸入端相當於兩個單獨的旋轉設備，相互不傳遞轉矩。如此，通過設置同步離合器，可以保證發電機在運行過程中維持相對穩定的轉速進行運轉，以此可以保證發電機運行的穩定性。
[0040]需要說明的是，在本【具體實施方式】中，扭力輸出軸5的輸出端與同步離合器相連接，當然也不排除採用其他的設置方式如扭力輸出軸的輸出端與外部短軸相連接，發電機的輸入端設置有與外部短軸相配合的內部撓性短軸，如此通過外部短軸和內部撓性短軸相配合連接可以保證連接的穩固性。
[0041]由於在本【具體實施方式】，輸入軸4和空心軸6分別通過第一滑動軸承7和第二滑動軸承8與箱體I相固定連接，而滑動軸承只是對輸入軸4和空心軸6起到徑向上的定位；在運行過程中，由於輸入軸4與燃氣輪機相連接，因此燃氣輪機對輸入軸4起到軸向的定位，同理，扭力輸出軸5與發電機相固定連接，發電機對扭力輸出軸5和空心軸6起到軸向的定位。但是在運輸的過程中，由於輸入軸4在軸向上沒有定位，由於顛簸等因素，可能會導致輸入軸4在軸向上發生位移，進而導致與輸入軸4直接或間接相連接的部件發生移動，因此為了避免在運輸過程中，輸入軸4發生軸向的位移，在本【具體實施方式】中，箱體I設置有定位孔以及與定位孔可拆卸連接地定位件9，定位孔的設置位置與輸入軸4的兩個端部所在的位置相對應，如此通過將定位件9緊固設置於定位孔，可以保證定位件9始終與輸入軸4的端部相抵接，如此可以避免輸入軸4在軸向上發生位移。當設備安裝完畢後，將位件從定位孔拆除，即可保輸入軸4能夠正常運行。
[0042]需要說明的是，在本【具體實施方式】中，輸入軸4的兩個端部分別與兩個定位件9相抵接，以避免軸向上的偏移，當然也不排除採用其他的設置方式避免軸向上發生偏移，如可以將定位孔設置於與輸入軸的輸入端相對的端部所對應的位置，定位件設置有卡置槽，輸入軸的端部卡置於該卡置槽，由於緊固件與定位孔相緊固連接，可以避免輸入軸在軸向上發生偏移。
[0043]在更進一步的方案中，高速齒輪2為第一雙斜齒輪，低速齒輪3為第二雙斜齒輪，而且在運行過程中第一雙斜齒輪和第二雙斜齒輪相配合運轉。由於在本【具體實施方式】中的大功率齒輪式減速箱的功率大，轉速高，因此將高速齒輪2和低速齒輪3均採用雙斜齒輪，可以提高高速齒輪2和低速齒輪3的承載能力，保證高速齒輪2和低速齒輪3傳動平穩且可以減小高速齒輪2和低速齒輪3的軸向載荷。
[0044]同時，在本【具體實施方式】中還提供了一種燃氣輪機發電系統，包括燃氣輪機和發電機，還包括如上文所描述的大功率齒輪式減速箱，燃氣輪機的輸出端與輸入軸4的輸入端相連接，扭力輸出軸5的輸出端與發電機的輸入端相連接。在上文中詳細介紹了大功率齒輪式減速箱的設置方式，故在本文不再贅述。
[0045]以上對本實用新型所提供的一種燃氣輪機發電系統及其大功率齒輪式減速箱進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種大功率齒輪式減速箱，包括箱體(I)、高速齒輪(2)以及與高速齒輪(2)相嚙合的低速齒輪(3)，輸入軸(4)與所述高速齒輪(2)相連接，其特徵在於，還包括扭力輸出軸(5)和空心軸￠)，所述空心軸(6)與所述低速齒輪(3)相連接；所述扭力輸出軸(5)套置於所述空心軸(6)的內部且所述扭力輸出軸(5)與所述空心軸(6)的端部之間為過盈連接，所述空心軸(6)的中間段與所述扭力輸出軸(5)的中間段存在間隙。
2.根據權利要求1所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，還包括固定設置於箱體(I)的第一滑動軸承(7)和第二滑動軸承(8)，所述空心軸￠)的端部設置有與所述第一滑動軸承(7)相配合的軸頸，所述第一滑動軸承(7)與所述軸頸相連接；所述輸入軸(4)的端部設置有與所述第二滑動軸承(8)的相配合的軸頸。
3.根據權利要求1或2所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述輸入軸(4)的軸頸處的密封結構以及所述扭力輸出軸(5)的軸頸處的密封結構均為機械密封結構。
4.根據權利要求1所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述輸入軸(4)的輸入端通過柔性聯軸器或撓性軸與剛性法蘭相連接，所述剛性法蘭用於與燃氣輪機的輸出端相連接。
5.根據權利要求4所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，還包括用於與發電機的輸入端相連接的同步離合器，所述扭力輸出軸(5)的輸出端與所述同步離合器相連接。
6.根據權利要求1或5所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述箱體(I)還設置有定位孔和與所述定位孔可拆卸設置的定位件(9)設置位置與所述輸入軸(4)的端部所在位置相對應，所述定位件(9)與所述輸入軸(4)的端部相抵接。
7.根據權利要求1所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述高速齒輪(2)為第一雙斜齒輪，所述低速齒輪(3)為第二雙斜齒輪，所述第一雙斜齒輪與所述第二雙斜齒輪相配合。
8.根據權利要求1所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述高速齒輪(2)的額定轉速為7700r/min，所述高速齒輪(2)的最高轉速為9240r/min。
9.根據權利要求8所述的大功率齒輪式減速箱，其特徵在於，所述高速減速箱的中心距為900臟。
10.一種燃氣輪機發電系統，包括燃氣輪機、大功率齒輪式減速箱以及發電機，其特徵在於，所述大功率齒輪式減速機為權利要求1至9任一項所述的大功率齒輪式減速機，所述燃氣輪機的輸出端與所述輸入軸(4)的輸入端相連接，所述扭力輸出軸(5)的輸出端與所述發電機的輸入端相連接。
【文檔編號】F16H57/023GK204153060SQ201420016237
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】楊波, 陳林, 周志成, 沈濤 申請人:重慶永進重型機械成套設備有限責任公司