大功率風力發電機增速齒輪箱的製作方法
2023-08-11 00:04:16
專利名稱：大功率風力發電機增速齒輪箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及齒輪箱，尤其是一種兆瓦級大功率風力發電機增速齒 輪箱。
背景技術：
利用風力發電與傳統的火力發電相比，具有發電無汙染的優勢，與水 力發電相比，具有基建成本低、佔地面積小，維護保養方便的優勢，對於 大型的水力發電站，蓄水庫還容易對下遊存在一定的安全隱患。
在風力發電機中，齒輪箱是風力發電機的關鍵部件，目前我國使用的
風力發電機用增速齒輪箱發展很迅速，1.5MW齒輪箱一般結構為一級行星 +二級平行軸方案，目前已經批量生產且在風場已有發電。齒輪箱的承載 能力是我們很關注的問題，兩級平行軸的傳動方案，承載能力很難處理， 一旦分配不好，可能達不到使用壽命而出現故障。而且齒輪箱的重量和成 本的降低也是我們需要考慮和完善的問題。 發明內容
本實用新型的目的在於針對在較大功率的場合使用的風力發電增速 齒輪箱存在的各軸承的潤滑以及過渡齒輪的承載能力和齒輪箱的噪聲、重 量等一系列問題，提供一種新的大功率風力發電機增速齒輪箱。
本實用新型的目的是這樣實現的 一種大功率風力發電機增速齒輪 箱，包括箱體、行星輪系、輸出齒輪軸，其特徵在於
箱體包括扭力臂、前箱體、上箱體和下箱體，扭力臂和前箱體之間設 有第一級行星輪系的內齒圈，前箱體和上、下箱體之間設有第二級行星輪 系的內齒圈，扭力臂、第一級行星輪系的內齒圈、前箱體、第二級行星輪 系的內齒圈之間，以及第二級行星輪系的內齒圈與上箱體和下箱體之間均通過螺栓連接，扭力臂端部為方塊狀支撐；
第一級行星輪系、第二級行星輪系、內花鍵軸位於同一軸線上，內花 鍵軸上設有大齒輪，其中第一級行星輪系的行星架為輸入行星架，輸入 行星架通過軸承安裝在扭力臂和前箱體之間，其輸入端穿出扭力臂，第二 級行星輪系的行星架通過軸承安裝在前箱體與上下箱體之間，內花鍵軸通 過軸承安裝在上箱體和下箱體之間，上箱體和下箱體之間還設有軸承支撐 的輸出齒輪軸，所述的輸出齒輪軸與內花鍵軸平行，其輸出端穿出上下箱 體；
第一級行星輪系的太陽輪軸通過花鍵與第二級行星輪系的行星架連 接，第二級行星輪系的太陽輪軸通過花鍵與內花鍵軸連接，內花鍵軸上的 大齒輪與輸出齒輪軸上的齒輪嚙合；
輸入行星架與扭力臂結合處以及輸出齒輪軸與上下箱體結合處均設 有密封圈；
箱體、輸入行星架以及行星輪軸上設有通往各軸承安裝點的潤滑油 道，齒輪箱的潤滑系統包括潤滑油箱、電機泵、油路分配器和各潤滑油道, 電機泵串接在潤滑油箱與油路分配器之間，其輸出端通過油路分配器與各 潤滑油道連接。
在本實用新型中第一級行星輪系和第二級行星輪系中至少含有三個 行星輪軸，行星輪軸上設有行星輪。
在本實用新型中所述的密封圈包括擋油環、甩油環和防塵圈。 在本實用新型中第一級行星輪系和第二級行星輪系中的行星輪採用 兩個短圓柱滾子軸承安裝在行星輪軸上，輸入行星架採用短圓柱滾子軸承 或滿圓柱滾子軸承安裝在扭力臂與前箱體之間，第二級行星輪系中的行星 架採用圓錐滾子軸承安裝在前箱體與上下箱體之間；內花鍵軸和輸出齒輪 軸的採用三軸承配置，其中的兩個軸承設在輸出齒輪軸輸出側的上下箱體上。
在本實用新型中所述的潤滑油箱上設有水循環冷卻系統 本實用新型的優點在於將箱體分割成扭力臂、前箱體、上箱體和下 箱體，使齒輪箱拆裝更加方便；扭力臂支撐採用方塊狀，利於主機的裝配 和調整；將兩級內齒圈同時作為箱體的組成部分，不僅減輕了齒輪箱的整 體重量，而且容易加工；採用兩級行星結構，增加了承載能力，大大降低 了齒輪箱的噪音；此種結構的相同兆瓦級齒輪箱重量更輕；行星輪採用兩 個滿裝圓柱滾子軸承，尤其是第一級行星架上採用滿裝圓柱滾子軸承安裝 後，既增加了承載能力，又減小了安裝空間；行星輪軸承採用強制潤滑， 這樣就大大提高了齒輪箱的可靠度；潤滑油箱引入水循環冷卻系統，不僅 在降低了潤滑油的溫度，保證了潤滑油的質量，而且可以降低齒輪箱的溫 度，冷卻效果更好。
圖1是本實用新型涉及的一種實施例結構示意圖； 圖2是圖1的右視外形示意圖。
圖中1、輸入行星架，2、扭力臂，3、第一級內齒圈，4、第一級太 陽輪軸，5、前箱體，6、第二級行星架，7、第二級內齒圈，8、第二級太 -陽輪軸，9、內花鍵軸，10、大齒輪，11、輸出齒輪軸，12、第二級行星輪， 13、軸承，14、第二級行星輪軸，15、第一級行星輪，16、軸承，17、第 一級行星輪軸，18、下箱體，19、上箱體，20、電機泵，21、水循環冷卻 系統。
具體實施方式
附圖非限制性的公開了本實用新型涉及的一種具體實施例的結構示 意圖，
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
由圖1圖2可見，本實用新型實施例的箱體包括扭力臂2、前箱體5、上箱體19和下箱體18，扭力臂2和前箱體5之間設有第一級內齒圈3， 前箱體5與上箱體19下箱體18之間設有第二級內齒圈7,扭力臂2、第 一級內齒圈3、前箱體5、第二級內齒圈7之間，以及第二級內齒圈7與 上箱體19和下箱體18之間均通過螺栓連接,扭力臂2端部為方塊狀支撐; 第一級行星輪系、第二級行星輪系、內花鍵軸9位於同一軸線上，內花鍵 軸9上設有大齒輪10，其中第一級行星輪系的行星架為輸入行星架l, 輸入行星架1通過軸承安裝在扭力臂2和前箱體5之間，其輸入端穿出扭 力臂2，第二級行星架6通過軸承安裝在前箱體5與上箱體19和下箱體 18之間，內花鍵軸9通過軸承安裝在上箱體19和下箱體18之間，上箱體 19和下箱體18之間還設有軸承支撐的輸出齒輪軸11,所述的輸出齒輪軸 11與內花鍵軸9平行，其輸出端穿出上下箱體；第一級太陽輪軸4通過花 鍵與第二級行星架6連接，第二級太陽輪軸8通過花鍵與內花鍵軸9連接， 內花鍵軸9上的大齒輪10與輸出齒輪軸11上的齒輪嚙合。第一級行星輪 系和第二級行星輪系中至少含有三個行星輪軸，行星輪軸上設有行星輪。 箱體、輸入行星架1以及行星輪軸上設有通往各軸承安裝點潤滑油道，齒 輪箱的潤滑系統包括潤滑油箱、電機泵20、油路分配器和各潤滑油道，電 機泵20串接在潤滑油箱與油路分配器之間，其輸出端通過油路分配器與 各潤滑油道連接。輸入行星架1與扭力臂2結合.處以及輸出齒輪軸11與上 下箱體結合處均設有密封圈。
在本實施例中第一級行星輪系和第二級行星輪系中分別含有三個行 星輪軸，行星輪分別第一級行星輪系和第二級行星輪系中至少含有三個行 星輪軸，行星輪軸上設有行星輪採用兩個短圓柱滾子軸承16或軸承13安 裝在行星輪軸17或行星輪軸14上；輸入行星架1採用短圓柱滾子軸承或 滿圓柱滾子軸承安裝在扭力臂2與前箱體5之間，第二級行星架採用圓錐 滾子軸承安裝在前箱體5與上下箱體之間；內花鍵軸9和輸出齒輪軸11均採用三軸承配置，其中的兩個軸承設在輸出齒輪軸11輸出側的上下箱體
上。所述的潤滑油箱上設有水循環冷卻系統21 。
具體實施時，所述的密封圈包括擋油環、甩油環和防塵圈。 實際使用時，風力形成的動能由輸入行星架1輸入，使第一級行星輪 15圍繞第一級太陽輪軸4轉動，由於第一級行星輪15同時與第一級內齒 圈3、第一級太陽輪嚙合，使第一級太陽輪軸4產生自轉，通過花鍵並帶 動第二級行星架6同步轉動，使第二級行星輪12圍繞第二級太陽輪軸8 轉動，由於第二級行星輪12同時與第二級內齒圈7、第二級太陽輪嚙合， 使第二級太陽輪軸8產生自轉，通過內花鍵軸9帶動大齒輪10同步轉動, 從而帶動輸出齒輪軸11高速轉動，最後由輸出齒輪軸11帶動發電機發電。 工作中，潤滑油箱中的潤滑油在電機泵20的作用下，為齒輪捏合和所有 的軸承提供潤滑油，同時通過水循環冷卻系統21為潤滑油箱降溫冷卻。
權利要求1、一種大功率風力發電機增速齒輪箱，包括箱體、行星輪系、輸出齒輪軸，其特徵在於箱體包括扭力臂、前箱體、上箱體和下箱體，扭力臂和前箱體之間設有第一級行星輪系的內齒圈，前箱體和上、下箱體之間設有第二級行星輪系的內齒圈，扭力臂、第一級行星輪系的內齒圈、前箱體、第二級行星輪系的內齒圈之間，以及第二級行星輪系的內齒圈與上箱體和下箱體之間均通過螺栓連接，扭力臂端部為方塊狀支撐；第一級行星輪系、第二級行星輪系、內花鍵軸位於同一軸線上，內花鍵軸上設有大齒輪，其中第一級行星輪系的行星架為輸入行星架，輸入行星架通過軸承安裝在扭力臂和前箱體之間，其輸入端穿出扭力臂，第二級行星輪系的行星架通過軸承安裝在前箱體與上下箱體之間，內花鍵軸通過軸承安裝在上箱體和下箱體之間，上箱體和下箱體之間還設有軸承支撐的輸出齒輪軸，所述的輸出齒輪軸與內花鍵軸平行，其輸出端穿出上下箱體；第一級行星輪系的太陽輪軸通過花鍵與第二級行星輪系的行星架連接，第二級行星輪系的太陽輪軸通過花鍵與內花鍵軸連接，內花鍵軸上的大齒輪與輸出齒輪軸上的齒輪嚙合；輸入行星架與扭力臂結合處以及輸出齒輪軸與上下箱體結合處均設有密封圈；箱體、輸入行星架以及行星輪軸上設有通往各軸承安裝點的潤滑油道，齒輪箱的潤滑系統包括潤滑油箱、電機泵、油路分配器和各潤滑油道，電機泵串接在潤滑油箱與油路分配器之間，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。
2、 根據權利要求1所述的大功率風力發電機增速齒輪箱，其特徵在於第一級行星輪系和第二級行星輪系中至少含有三個行星輪軸，行星輪 軸上設有行星輪。
3、 根據權利要求1所述的大功率風力發電機增速齒輪箱，其特徵在 於所述的密封圈包括擋油環、甩油環和防塵圈。
4、 根據權利要求1或2或3所述的大功率風力發電機增速齒輪箱， 其特徵在於第一級行星輪系和第二級行星輪系中.的行星輪採用兩個短圓 柱滾子軸承安裝在行星輪軸上，輸入行星架採用短圓柱滾子軸承或滿圓柱 滾子軸承安裝在扭力臂與前箱體之間，第二級行星輪系中的行星架採用圓 錐滾子軸承安裝在前箱體與上下箱體之間；內花鍵軸和輸出齒輪軸的採用 三軸承配置，其中的兩個軸承設在輸出齒輪軸輸出側的上下箱體上。
5、 根據權利要求1或2或3所述的大功率風力發電機增速齒輪箱， 其特徵在於所述的潤滑油箱上設有水循環冷卻系統。
專利摘要本實用新型涉及一種大功率風力發電機增速齒輪箱，其中箱體包括扭力臂、前箱體、上箱體和下箱體，扭力臂和前箱體之間為第一級內齒圈，前箱體和上、下箱體之間為第二級內齒圈，它們通過螺栓連接，扭力臂端部為方塊狀支撐；第一級、第二級行星輪系、內花鍵軸位於同一軸線上，內花鍵軸上設有大齒輪，上下箱體之間還設有與內花鍵軸平行的輸出齒輪軸；第一級太陽輪軸通過花鍵與第二級行星架連接，第二級太陽輪軸通過花鍵與內花鍵軸連接，內花鍵軸上的大齒輪與輸出齒輪軸上的齒輪嚙合；輸入行星架與扭力臂結合處以及輸出齒輪軸與上下箱體結合處均設有密封圈；電機泵串接在潤滑油箱與油路分配器之間，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。
文檔編號F16H57/04GK201367989SQ200920037420
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者劉建國, 波 張, 明建新, 袁包鋼 申請人:南京高速齒輪製造有限公司