傳動箱和測試設備的製作方法
2023-04-27 13:21:01 3
專利名稱：傳動箱和測試設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於偏移地傳輸扭矩的傳動箱，特別是涉及一種具有可變偏移的傳動箱。本實用新型還涉及一種用於包括第一軸的第一旋轉機械和包括第二軸的第二旋轉機械的測試設備。
背景技術：
旋轉機械，例如齒輪箱，可能具有彼此偏移的輸入軸和輸出軸。這意味著，為了測試這類機械可能需要傳動箱來補償偏移距離和偏移角度。由於在不同的機械之間偏移很可能有變化，所以可能需要構造用於具體偏移的測試設備。·[0003]用於重載齒輪箱，例如風力渦輪機齒輪箱的測試設備通常具有背靠背構造方式的多個齒輪箱。測試設備可以是電子的或機械的。在電子測試設備中，輸入載荷由馬達提供並且由相似尺寸的發電機做出反應。對於大型齒輪箱，相應的馬達和發電機十分昂貴並且定貨交付時間很長。在背靠背方式的機械測試設備中，齒輪箱在兩端通過扭矩環路機械地連接。由此，從相對於彼此嚙合的多個齒輪之一的旋轉得到輸入載荷。對於這種類型的系統，成本較低，因為僅需要一個能克服摩擦損耗的馬達。這些系統的缺陷在於，由於齒輪箱在兩端機械地連接，傳動齒輪箱是特別用於一種齒輪箱設計或特別用於小範圍的相似齒輪箱。由於廠商製造的是大範圍的額定功率不斷增加的齒輪箱，所以期望提供一種能對大範圍的齒輪箱進行測試的機械系統。這不再需要對每一種齒輪箱構造測試設備和/或減少與包括大型馬達和發電機的電子設備相關的資產成本。解決這種問題的方案包括使用長的萬向軸和以大的失準角進行操作以補償軸的偏移。由於大的角度失準和軸在中部的下垂，這些方案會導致振動問題。
實用新型內容根據本實用新型的第一方面，提出一種用於將第一軸與偏移的第二軸互連的傳動箱。該傳動箱包括適於旋轉地連接至第一軸的第一傳動件，和樞轉地連接至第一傳動件並且能夠旋轉地連接至第二軸的第二傳動件。在使用中，第一傳動件和第二傳動件相對於彼此樞轉。這意味著適應了第一軸與第二軸之間的偏移。第一傳動件和/或第二傳動件可以包括互連的大齒輪。大齒輪提供用於在第一軸與第二軸之間傳遞扭矩的結實耐用的裝置。第一傳動件和/或第二傳動件可以分別包括兩個互連的大齒輪或三個互連的大齒輪。第一傳動件和/或第二傳動件可以包括通過鏈條互連的兩個鏈輪或通過皮帶互連的兩個滑輪。根據本實用新型的第二方面，提供一種用於包括第一軸的第一旋轉機械和包括第二軸的第二旋轉機械的測試設備。測試設備包括如上所述的傳動箱。在使用中，通過樞轉傳動箱的第一傳動件和第二傳動件來適應在第一軸與第二軸之間的任意偏移。這意味著，相同的測試設備可以用於不同構造的旋轉機械。第三傳動件可以旋轉地連接至第二傳動件。中間軸可以旋轉地連接至第三傳動件和第二傳動件。第三傳動件可以適於旋轉地連接至第二軸。第四傳動件可以樞轉地連接至第三傳動件。這意味著可以適應第一軸與第二軸之間的較大的偏移。第四傳動件可以適於旋轉地連接至第二軸。第一旋轉機械可以包括第三軸，而第二旋轉機械可以包括連接至第三軸的第四軸。這意味著測試設備可以用於測試旋轉機械的背靠背布置。所述旋轉機械中至少一個可以是齒輪箱，特別是風力渦輪機的齒輪箱。這意味著，可以在適應於大範圍的齒輪箱的機械系統中測試功率不斷增加的齒輪箱，省去了為每種齒輪箱構造測試設備的成本。 根據本實用新型的第三方面，提供一種用於連接兩個旋轉機械的方法，包括以下步驟提供具有第一軸的第一旋轉機械和具有第二軸的第二旋轉機械；提供如上所述的傳動箱；將第一傳動件連接至第一軸；將第二傳動件連接至第二軸；以及使傳動箱的第一傳動件和第二傳動件樞轉。這意味著適應了第一軸與第二軸之間的偏移。將第二傳動件連接至第二軸的步驟可以包括提供中間軸；提供第三傳動件；將第二傳動件連接至中間軸；將中間軸連接至第三傳動件；以及將第三傳動件連接至第二軸。將第二傳動件連接至第二軸的步驟可以包括提供中間軸；提供另一如上所述的傳動箱；將第二傳動件連接至中間軸；將中間軸連接至另一傳動箱；以及將另一傳動箱連
接至第二軸。這意味著，在旋轉機械以背靠背的布置方式互連的情況下(在該布置方式中，其中一個旋轉機械的輸出軸連接至另一旋轉機械的輸出軸)，使用三個或四個傳動件補償了偏移間距和偏移角度。傳動件可以是傳統的構造。這種連接的方法保持了旋轉機械(可以是齒輪箱)之間的對齊，並且傳動件由此減少了振動。旋轉機械中的至少一個可以是齒輪箱，並且齒輪箱可以是用於風力渦輪機的齒輪箱。
現在參照附圖僅以示例的方式對本實用新型進行描述，在附圖中圖I示出了本實用新型的傳動箱的示意圖；圖2示出了本實用新型的傳動箱的一個實施例的平面圖；圖3和圖4示出了本實用新型的測試設備的平面圖；圖5和圖6示出了兩個齒輪箱如何能夠在測試設備上互連的平面圖；圖7示出了圖5所示的布置的端視圖；以及圖8a和圖8b示出了圖6所示的布置的端視圖。
具體實施方式
圖I示出了包括第一傳動件102和第二傳動件104的傳動箱100。第一傳動件102通過樞軸106樞轉地連接至第二傳動件104。樞軸106適於將施加至第一傳動件102的轉動傳遞至第二傳動件104，反之亦然。第一傳動件102適於與第一軸114旋轉地連接，而第二傳動件104適於與第二軸115旋轉地連接。第一軸114與第二軸115之間的偏移A的幅值可以通過調節和固定傳動件102、104之間的樞轉連接來調整。這意味著傳動箱100可以將第一軸114與徑向偏移的第二軸115互連並在軸114、115之間傳遞轉動。圖2示出了具有在第一軸114與第二軸115之間的可變偏移A的傳動箱100的實施例。傳動箱包括第一傳動件102和第二傳動件104。傳動件可以具有傳統的構造並且通過軸106樞轉地連接。在圖2示出的實施例中，第一傳動件102具有支撐在軸114、116a、118a上的三個齒輪108a、110a、112a，所述齒輪設置成齒輪108a與齒輪IlOa嚙合且齒輪IlOa與齒輪112a嚙合。因此，齒輪108a和112a設置成沿相同的方向旋轉。類似地，第二傳動件104具有支撐在軸115、116b、118b上的三個齒輪108b、110b、112b，所述齒輪設置成 齒輪108b與齒輪IlOb嚙合且齒輪IlOb與齒輪112b嚙合。因此，齒輪108b和112b設置成沿相同的方向旋轉。這種布置意味著，根據樞軸的角度，在軸108a、108b和112a、112b之間的間距B固定的同時，第一軸114與第二軸115之間的間距可變。任意一對能夠通過樞轉布置互連的傳動件都可以用在本實用新型的傳動箱100中。例如，雖然圖2示出的實施例的傳動件102包括三個齒輪108a、110a、112a，仍可使用僅包括兩個齒輪的傳動箱的另一實施例。在另一實施例中，可以省去齒輪IlOa,而齒輪114a和118a可以由通過鏈條彼此連接的鏈輪或由通過皮帶互連的滑輪代替。樞軸106可以包括用於一些應用領域(例如以下描述的測試設備)的相對較短的軸。對於其它期望在兩個軸之間的偏移可變的應用領域，樞軸可以包括相對較長的軸。應該明白的是傳動箱100在用於旋轉機械的測試設備中十分有用。這種測試設備可以通過再次參照圖I來理解，在圖I中第一旋轉機械(未示出)可以旋轉地連接至第一軸114，而第二旋轉機械(未示出)可以旋轉地與第二軸115連接。十分需要軸114、115之間的可變偏移A的靈活性。這意味著，對於期望的偏移所需的樞軸的角度可以根據要測試的旋轉設備的類型進行調節和固定。這不再需要為每一種齒輪箱構造測試設備和/或減少與包括大型馬達和發電機的電子設備相關的資產成本。還避免了使用長的萬向軸和在要測試的旋轉機械以背靠背構造方式連接時以大的失準角進行操作以補償軸的偏移。由於大的角度失準和軸在中部的下垂，長的萬向軸會導致振動。圖3示出了使用傳動箱100的本實用新型的測試設備200的又一實施例，該傳動箱包括上述樞轉地互連的傳動件102、104，單個的傳動件102和用於在軸204與軸206之間提供機械扭矩迴路的扭矩管202。軸204與軸206之間的偏移可以根據測試的旋轉設備的類型通過樞軸106來調節並固定。圖4示出了使用兩個傳動箱100的本實用新型的測試設備200的又一實施例，每個傳動箱包括上述樞轉地互連的傳動件102、104，和用於在軸204與軸206之間提供機械扭矩迴路的扭矩管202。軸204與軸206之間的偏移可以根據測試的旋轉設備的類型通過樞軸106a、106b來調節並固定。在此實施例中，可以在兩個傳動箱之一或同時在兩個傳動箱中進行樞軸的調節。圖5示出了構造用於測試的圖3的測試設備的示意圖。一對旋轉機械，例如齒輪箱302、304，相連接使得各齒輪箱的軸306、308直接聯接。這可以是如圖示出的背靠背布置。齒輪箱302的軸310連接至測試設備的軸204，調節樞軸106的角度並且將其設定成測試設備的偏移A與齒輪箱302和304各自的軸310和312之間的偏移相同。齒輪箱304的軸312聯接至傳動箱100的軸206。在使用中，測試設備可針對不同的旋轉機械幾何形狀進行調節。這種方法使得一前一後連接的兩個傳動件 102和104可以圍繞樞軸106樞轉，從而使得間距A可變，同時間距C保持不變。圖6不出了使用一對傳動箱100的構造用於測試的圖4的測試設備的不意圖。一對旋轉機械，例如齒輪箱302、304，相連接使得各齒輪箱的軸306、308直接聯接。這可以是如圖示出的背靠背布置。軸310連接至測試設備的軸204，調節樞軸106b的角度並且將其設定成測試設備的偏移A與齒輪箱302和304各自的軸310和312之間的偏移相同。齒輪箱304的軸312聯接至傳動箱100的軸206。在示出的實施例中，通過調節樞軸106b實現偏移的調節；在其它實施例中，可以通過調節樞軸106a或通過同時調節及設定兩個樞軸來實現偏移。因此，通過使用三個或四個傳動件來補償偏移間距和偏移角度，可以作為旋轉機械之一的輸出軸的軸310連接至可以作為另一旋轉機械的輸出軸的軸312。傳動件可以是傳統的構造。這種連接方法保持了(可以是齒輪箱的)旋轉機械之間的對齊，並且傳動件由此降低了振動。傳動件102、104可以是相同的，使得本實用新型簡單且靈活。圖7示出了從I觀察圖5所示的布置的視圖，圖8a示出了從I觀察圖6所示的布置的視圖，而圖8b示出了從II觀察圖6所示的布置的視圖。
權利要求1.一種用於將第一軸與偏移的第二軸互連的傳動箱，其特徵在於，該傳動箱包括 第一傳動件，能夠旋轉地連接至所述第一軸； 第二傳動件，樞轉地連接至所述第一傳動件並且能夠旋轉地連接至所述第二軸； 在使用中，所述第一傳動件和第二傳動件樞轉以適應所述第一軸與所述第二軸之間的偏移。
2.按照權利要求I所述的傳動箱，其特徵在於，所述第一傳動件包括互連的大齒輪。
3.按照權利要求I或2所述的傳動箱，其特徵在於，所述第二傳動件包括互連的大齒輪。
4.按照權利要求I所述的傳動箱，其特徵在於，所述第一傳動件和/或所述第二傳動件分別包括兩個互連的大齒輪。
5.按照權利要求I所述的傳動箱，其特徵在於，所述第一傳動件和/或所述第二傳動件分別包括三個互連的大齒輪。
6.按照權利要求I所述的傳動箱，其特徵在於，所述第一傳動件包括通過鏈條互連的兩個鏈輪。
7.按照權利要求I或6所述的傳動箱，其特徵在於，所述第二傳動件包括通過鏈條互連的兩個鏈輪。
8.按照權利要求I所述的傳動箱，其特徵在於，所述第一傳動件包括通過皮帶互連的兩個滑輪。
9.按照權利要求I或8所述的傳動箱，其特徵在於，所述第二傳動件包括通過皮帶互連的兩個滑輪。
10.一種用於包括第一軸的第一旋轉機械和包括第二軸的第二旋轉機械的測試設備，該測試設備包括 按照前述權利要求中任一項所述的傳動箱； 其特徵在於，在使用中，通過樞轉所述傳動箱的第一傳動件和第二傳動件來適應在所述第一軸與所述第二軸之間的任意偏移。
11.按照權利要求10所述的測試設備，其特徵在於，所述測試設備還包括旋轉地連接至所述第二傳動件的第三傳動件。
12.按照權利要求11所述的測試設備，其特徵在於，所述測試設備還包括旋轉地連接至所述第三傳動件和所述第二傳動件的中間軸。
13.按照權利要求11或12所述的測試設備，其特徵在於，所述第三傳動件能夠旋轉地連接至所述第二軸。
14.按照權利要求11或12所述的測試設備，其特徵在於，所述測試設備還包括樞轉地連接至所述第三傳動件的第四傳動件。
15.按照權利要求14所述的測試設備，其特徵在於，所述第四傳動件能夠旋轉地連接至所述第二軸。
16.按照前述權利要求10中任一項所述的測試設備，其特徵在於，所述第一旋轉機械包括第三軸，所述第二旋轉機械包括連接至所述第三軸的第四軸。
17.按照前述權利要求10中任一項所述的測試設備，其特徵在於，所述旋轉機械中至少一個是齒輪箱。
18.按照權利要求17所述的測試設備，其特徵在於，所述齒輪箱是用於風力渦輪機的齒輪箱。
專利摘要本實用新型傳動箱和測試設備涉及一種用於將第一軸(114)與偏移的第二軸(115)互連的傳動箱(100)以及一種用於包括第一軸的第一旋轉機械和包括第二軸的第二旋轉機械的測試設備。傳動箱包括旋轉地連接至第一軸的第一傳動件(102)，和樞轉地連接至第一傳動件並且旋轉地連接至第二軸的第二傳動件(104)。在使用中，第一傳動件和第二傳動件相對於彼此樞轉。這意味著適應了第一軸與第二軸之間的偏移(A)。
文檔編號F16H57/035GK202790457SQ20122003894
公開日2013年3月13日 申請日期2012年1月30日 優先權日2011年1月31日
發明者D·基弗, R·史密斯 申請人:諾邁士科技有限公司