CN100540889C - 具有一体形成的转子轴承的风轮机齿轮机构 - Google Patents

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Abstract

在一种用于风轮机的齿轮机构中且风轮机的类型为包括行星齿轮级和适于提供转子毂相对于风轮机舱的位置并且也适于将所述行星齿轮架相对于低速环形齿轮定位的一体形成的主转子轴承，其中，由于在所述转子毂和舱之间作用的弯曲力矩而生成的力通过所述主轴承基本上直接从所述转子毂传递到所述舱上，而且所述弯曲力矩基本上没有通过所述行星齿轮级的环形齿轮传递到所述舱上。

Description

具有一体形成的转子轴承的风轮机齿轮机构
技术领域
本发明涉及一种具有一体形成的转子轴承的风轮机齿轮机构，而且，尽管不是专有地，但特别地涉及一种风轮机齿轮机构，这种风轮机齿轮机构包括行星齿轮级。
背景技术
具有一体形成的转子轴承的风轮机齿轮机构的优点包括低重量和更少的部件。所要解决的问题是转子到风轮机舱的加载路径，该路径穿过所述齿轮机构的不同部件(且会影响齿轮机构的功能)，所要解决的问题还包括一些齿轮机构部件的耐用性(和/或可置换性)，这些齿轮机构部件包括所述主轴承和密封系统。
发明内容
在此描述的本发明设法提供了至少一些对一体形成的转子轴承配置特有的优点，同时提供了对于与这些配置相联系的一些缺点的解决方案。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于风轮机的齿轮机构，该种风轮机具有一体形成的主转子轴承，而且还包括行星齿轮级，所述一体形成的主转子轴承适于提供转子毂相对于风轮机舱的位置，而且也适于将所述行星齿轮架相对于低速环形齿轮定位，其中，由于在所述转子毂和舱之间作用的弯曲力矩而生成的力通过所述主轴承基本上直接从所述转子毂传递到所述舱上，而且基本上没有所述弯曲力矩通过所述行星齿轮级的环形齿轮传递到所述舱。
本发明还教导，优选地，行星齿轮架中没有一部分将任何弯曲力矩传递到所述舱上，所述行星齿轮架基本上处于与包含所述行星齿轮的平面相同的轴向平面内。
本发明教导，优选地，主转子轴承的外环固定到所述舱上，而且所述转子毂和行星齿轮架固定到主轴承的内环上。因此，所述主轴承起到两种作用：首先，它作为转子轴承，其次它支撑所述行星齿轮架。在它作为转子轴承的作用中，它将基本上所有的转子力和力矩(但不是驱动扭矩)传递到所述舱结构上。安装主轴承且其内环支撑行星齿轮架并且将轴承的外环直接固定到所述舱上(可选地通过主轴承盖或中间支架结构)，导致所述转子力和力矩通过主轴承基本上直接传递到所述舱上。
主轴承可以是双锥形滚柱轴承，如以O形设置且具有分离的内环，但是也可以使用其它类型的主轴承，如包括圆筒轴承的那些轴承。
行星齿轮级的环形齿轮可以通过中间支架结构固定到所述舱上。该中间支架结构可以直接固定到所述舱上或主轴承的外环上。
优选地，所述行星齿轮相对于所述主轴承可沿行星齿轮架围绕其旋转的轴的方向轴向移动地放置。这样，主轴承就不在与行星齿轮相同的轴向平面内。除了主轴承与行星齿轮轴向偏移外，所述主轴承和/或环形齿轮可以与所述舱的部分轴向偏移，而它们可以固定在该部分上。
更优选的是，所述恒星齿轮是作为浮动恒星齿轮而已知的类型，该恒星齿轮可以稍微在与它的旋转轴垂直的方向上移动，从而总是处于行星齿轮的中心，而且确保扭矩由每个行星齿轮基本上相等地传递。
优选地，行星齿轮级的环形齿轮可选地相对于所述舱可松开地固定。结果，除了行星齿轮架和主轴承外，齿轮机构的所有部分可以拆卸而不必移去所述转子。(为此目的而教导的是，行星齿轮架可以具有两部分的结构，由此支撑行星轴承和行星齿轮的行星齿轮架的一部分可选性地从固定到主轴承(如主轴承的内环)上的行星齿轮架的第二部分上移去)。
本发明还教导，所述主轴承具有一个比环形齿轮的外径小的内径。因此，在安装过程中，主轴承不可能轴向移动超过环形齿轮，但是这可以通过主轴承与具有环形齿轮可以轴向移动通过的大直径的主轴承相比所生成的优点来补偿。更特别地，优选的是，主轴承的内环轴承表面具有比环形齿轮的齿形表面直径更小的直径。
本发明还教导，所述主轴承可以设置密封箱来禁止润滑剂从主轴承漏出，而且所述密封箱可选性地就地从主轴承移去。密封箱可松开地固定到主轴承的内环或外环上，而且可以设置成可轴向置换的，从而可以检查密封箱的可替换密封并且在需要时进行替换。优选地，利用一个密封箱，该密封箱固定到所述舱上，即是不可旋转的，在这样的情况下，所述密封可以为分离类型的密封，在密封中的该分离类型将设置在最高位置，在该位置，基本上没有润滑剂通过分离类型漏出的危险。
附图说明
现在将参考附图仅将本发明的实施例作为例子进行说明，其中所述附图如下：
图1是根据本发明的第一个实施例的风轮机齿轮机构的剖视图；
图2是根据本发明的第二个实施例的与图1相似的图，以及
图3显示了图1的实施例横截面部分，且图中显示了弯矩力传输路径。
具体实施方式
根据本发明的第一个实施例，图1显示了安装在风轮机舱1中的齿轮机构，该齿轮机构具有直接连接到该齿轮机构的低速行星齿轮架3上的转子毂2。主轴承4安装在所述行星齿轮架上，该主轴承将所述转子毂相对于所述舱定位，并且还将所述行星齿轮架相对于齿轮机构的环形齿轮13定位。
主轴承的两个内环6可以利用固定环7定位，该固定环又定位在转子毂和行星齿轮架之间。在该实施例中，转子螺栓8穿过固定环进入行星齿轮架内的螺纹孔中。
齿轮机构用螺栓10连接到所述舱上，该螺栓穿过主轴承盖9进入主轴承的外环5的螺纹孔中。中间支架11]用螺栓12连接到主轴承的固定外环上。用于这些螺栓的螺纹孔或是在主轴承外环中，或是在主轴承盖中。中间支架用于将齿轮机构的其余部分连接到固定结构上。这可以通过用螺栓14将它固定到环形轮13上实现。
低速行星齿轮架3是两部分结构，包括固定到主轴承内环上的第一部分33和第二部分34，该第二部分支撑着行星齿轮转向架和轴承，其中所述第二部分34可以通过移去保持螺栓35而可选地从第一部分33上松开。行星齿轮架包括三个围绕所述行星齿轮架的旋转轴沿圆周基本均匀间隔的转向架机构，而且三组保持螺栓35设置在三个沿圆周间隔的位置，这三个位置介于所述行星齿轮转向架之间。
利用密封箱15保持用于润滑所述主轴承的油不会从所述机构漏出。所述密封箱可以由可移动的密封收集器构成，该密封收集器在形成时可以生成迷宫环式密封，而且该密封收集器可以采用径向唇形密封、V形环密封或其组合。所述的密封唇可以摩擦固定环7、主轴承内环6或其组合。
在所述齿轮机构安装在风轮机中之前，固定环7和主轴承盖9用螺栓(在图1中未示出)放置在适当位置，螺栓被安装而不与所述舱1的匹配面相互干涉，并且转子3的功能由螺栓8和10取代。
图2显示了本发明的第二实施例。在该实施例中，主轴承的外环5通过中间支架11安装到舱结构1上。这可以通过利用长螺栓10A实现，所述长螺栓穿过主轴承盖9、主轴承外环5和中间支架11进入所述舱结构内的螺纹孔中。可选地，齿轮机构可以使用螺栓10B螺栓结合到所述舱结构上，该螺栓从所述舱的内部插入、穿过所述中间支架11，而后进入主轴承的外环内的螺纹孔中。
在这种情况下，中间支架11和主轴承盖9通过螺栓(在图2中未示出)放置在适当位置直到所述机构安装在风轮机中，在这时它们的作用被传递给螺栓8和10A或10B。
根据本发明，主轴承用作为一个用于相对所述舱旋转所述转子毂的轴承，而且也为行星齿轮级的行星齿轮架提供支撑。在前述的实施例中，这是通过将转子毂和行星齿轮架相对于主轴承的内环固定而将行星齿轮的环形齿轮相对于所述舱或是直接或是通过主轴承的外环固定而获得的。因此，主轴承可以将所有的轴向和弯曲力矩力基本上直接传递到所述舱结构上，而且，所述行星齿轮级基本上只经历了由转子毂提供的驱动扭矩。图3显示了图1的结构类型，其中主轴承内环支撑行星齿轮架，而且外环直接固定到所述舱上(通过所述主轴承盖或中间支架)，而且因此，由转子毂施加的轴向和弯曲力矩力通过所述主轴承基本上直接传递到所述舱上。

Claims (14)

1.一种用于风轮机的齿轮机构，该齿轮机构具有一体形成的主转子轴承(4)，并包括行星齿轮级，所述一体形成的主转子轴承(4)适于提供转子毂(2)相对于风轮机舱(1)的位置，并适于将行星齿轮架(3)相对于低速环形齿轮(13)定位，其特征在于，所述行星齿轮级的行星齿轮的位置相对于所述主转子轴承(4)沿行星齿轮架(3)所围绕旋转的轴的方向轴向偏移，由此行星齿轮级的所述环形齿轮(13)通过一中间支架结构(11)固定于所述舱(1)上，所述中间支架结构(11)直接固定于所述舱(1)上，或者直接固定于主转子轴承(4)的外环上，由此，由于在所述转子毂(2)和舱(1)之间作用的弯曲力矩而生成的力通过所述主转子轴承(4)直接从所述转子毂(2)传递到所述舱(1)上，而且所述弯曲力矩没有通过所述行星齿轮级的所述环形齿轮(13)传递到所述舱(1)上。
2.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述主转子轴承(4)的外环或每个外环(5)直接固定到所述舱(1)上，或者通过一主轴承盖或者一中间支架结构直接固定到所述舱(1)上，且所述转子毂(2)和行星齿轮架(3)固定到所述主转子轴承(4)的内环(6)上。
3.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述行星齿轮架(3)中没有一部分向所述舱(1)传递任何所述弯曲力矩，所述行星齿轮架(3)处于与包含所述行星齿轮的平面相同的轴向平面内。
4.根据权利要求1或2或3所述的齿轮机构，其特征在于，所述主转子轴承(4)是双锥形滚柱轴承。
5.根据权利要求4所述的齿轮机构，其特征在于，所述双锥形滚柱轴承(4)包括两个系列的以O型结构设置的锥形滚柱。
6.根据权利要求4所述的齿轮机构，其特征在于，所述双锥形滚柱轴承(4)包括分离的内环。
7.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述主转子轴承(4)的外环(5)通过一主轴承盖(9)直接固定到所述舱(1)上。
8.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述主转子轴承(4)通过一中间支架(11)直接固定到所述舱(1)上。
9.根据权利要求1-3和8中任一项所述的齿轮机构，其特征在于，所述行星齿轮级的环形齿轮(13)可松开地固定到所述舱(1)上，藉此至少所述行星齿轮和环形齿轮(13)可以被拆卸而不必移去所述转子毂。
10.根据权利要求9所述的齿轮机构，其特征在于，除了所述主转子轴承(4)和行星齿轮架(3)中至少一个或其一部分外，所述齿轮机构的所有部分可以被拆卸而不必移去所述转子毂。
11.根据权利要求9所述的齿轮机构，其特征在于，所述行星齿轮架(3)为两部分的结构，该结构包括支撑所述行星齿轮的一部分，所述一部分可松开地固定到所述行星齿轮架(3)的第二部分上，该第二部分直接相对于所述主转子轴承(4)固定。
12.根据权利要求1-3和8中任一项所述的齿轮机构，其特征在于，所述主转子轴承(4)设置有密封箱(15)，该密封箱(15)设置成能够就地从主转子轴承(4)移去。
13.根据权利要求12所述的齿轮机构，其特征在于，所述密封箱(15)相对于所述主转子轴承(4)能够轴向偏移。
14.根据权利要求12所述的齿轮机构，其特征在于，所述密封箱(15)包括在圆周上不连续的密封。
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