CN101813163A - 风力发电双摆线偏航减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电双摆线偏航减速器。其特征在于：(A)高速级：针齿销半埋在针齿壳上销孔中，称为半埋齿结构；两摆线轮之间和柱销端部都装有均载环等宽；(B)低速级：内摆线齿圈取代针轮；(C)二摆线轮之间和柱销端部都装有均载环，形成简支结构；(D)机座上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴支承轴承中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一防油罩罩住输出轴二支承轴承，储油腔底部有出油螺孔b。有益效果：(a)仅二级减速，轴向尺寸短、重量轻、维修方便；摆线轮齿及内摆线齿圈不会断齿，因而比仅有三只行星轮的承载能力大；(b)现有摆线减速器的价格不到NGW行星减速器的一半，因而制造成本要低40-55％；(c)不漏油。

Description

风力发电双摆线偏航减速器
【技术领域】本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电双摆线偏航减速器。
【背景技术】偏航减速器是风力发电机组选择对准或偏离风向的专用齿轮箱。偏航减速器要求很高可靠性：承载能力大不断齿及输出轴不漏油。目前主要进口日本三菱重工、意大利布莱维尼公司的产品及邦飞利707T。但进口的主要问题是漏油。背景技术有三种：
(A)四级行星减速：(1)南高齿“风力发电机偏航齿轮箱”(200410064930)；(2)重齿公司(200620111262)；(3)清平机械厂(200720125070)；(4)华锐公司(200820014549)(五级行星减速)；(5)天津减速机公司(200820075290)；(6)泰隆减速机公司(200910034525)。主要问题：(a)行星轮仅有三只，承载力不高；(b)现有橡胶油封(除车氏油封外)不能磨损后自动补偿，两道油封稍一磨损也会漏油；(c)结构复杂、轴向尺寸长、笨重、价格昂贵。
(B)摆线+二级行星：天津减速机公司(200320111939)的问题：(a)没提出防止漏油的方案；(b)低速级由于采用太阳轮浮动的机械均载装置，行星轮数只能3-4只，承载力不高。
(C)双摆线：(200920127322.7)主要问题：(a)没提出防漏油方案；(b)将输出轴两只轴承置于左、右端盘与内摆线轮之间是工业机器人减速器结构，此时轴承大出2-3个型号。
【发明内容】本发明目的在于提供一种比多级行星承载能力大、输出轴不漏油、轴向尺寸短重量轻及成本低的风力发电双摆线偏航减速器。
双摆线的啮合特点是互为包络线的摆线等距线齿轮作为共轭曲线齿轮机构。双摆线传动比之摆线传动，其优点在于：(1)结构简单、另件少(没有针齿、针套)；(2)内摆线齿圈与外摆线轮为纯滚动、完全润滑状态啮合，因此可将减速器的机型降低1个等级。
双摆线比之NGW行星：(a)减速比大；(b)摆线轮弯曲强度极高；(c)制造成本不到NGW行星的一半。缺点：(a)效率稍低，但对小功率，是小问题；(b)简支结构针销弯曲强度较低。
【技术方案】两大技术方案如下：
(一)提高摆线承载、抗冲击能力的技术方案：(a)高速级中采用半埋齿结构，使针齿销具有很高的抗弯曲能力；对摆线轮进行正等距、负移距修形；(b)低速级用中慢走丝线切割内摆线齿圈；(c)在W机构中，用均载环使悬臂柱销变为简支，提高柱销弯曲能力；
(二)有效防止漏油的技术方案：(a)在机座底部有一储油腔，输出轴支承轴承上方有一防油罩；(b)在输出轴上装置车氏密封圈。车氏密封圈是由O型圈和薄唇齿型密封圈组成，具有磨损后自动弹性补偿功能、长寿命、低摩擦、无泄漏及耐-55℃低温等优异特性而广泛应于于航天、石油化工等领域(详见成大先“机械设计手册”卷2和车氏密封相关论文)。
【有益效果】将本发明对照背景技术，特别是已取得发明专利权的(200410064930)，其新颖性、创造性及实用性体现在：(a)仅二级减速，轴向尺寸短、重量轻，维修方便；(2)内摆线齿圈及外摆线轮不会断齿，因而比仅有三只行星轮的承载能力大；(b)现有摆线减速器的价格不到NGW行星减速器的一半，因而制造成本低40-55％；(c)不漏油。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种风力发电双摆线偏航减速器，是由摆线+双摆线两级串联得到的，其中：高速级摆线由输入轴(1)、W输出机构、摆线轮、针齿销、针齿壳及偏心轴承组成；低速级双摆线由外摆线轮(9)、内摆线齿圈(8)、W输出机构及输出轴(11)组成；高速级输出轴用轴承支承在前机座(17)内孔，低速级输出轴(11)用轴承(12)支承在机座(10)的内孔，偏心轴承Z装在高速级的输出轴伸端，其特征在于：
(A)高速级：针齿销(15)半埋在针齿壳(3)上均布销孔中，称为半埋齿结构，将传统简支针齿销改为半埋齿结构，其作用在于大大提高针齿销的抗弯曲能力；W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(5)端部装有均载环(2)，柱套(4)与摆线轮(16)等宽；
(B)内摆线低速级：W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(14)端部装有均载环(6)，形成简支结构，柱套(7)与摆线轮(9)等宽；
将传统悬臂柱销装上均载环后，变为简支结构，大大提高柱销的抗弯曲能力。
(C)针齿壳(3)依次与前机座(17)、内摆线齿圈(8)及机座(10)联接一体；
(D)机座(10)上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴(11)支承轴承(12)中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一只防油罩(13)，罩住输出轴(11)二支承轴承(12)，储油腔底部有出油螺孔b。当储油腔K的油面低于中央凸缘顶面时，油永不会从输出轴支承轴承缝隙中泄漏。此时油封主要功能是密封轴承中的油脂与防尘。
所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：高速级的针齿壳(3)上的针齿销孔由线切割机床割出连续曲线得到。线切割机床加工工艺能使销孔相邻距的偏差≤0.01-0.015，这是任何其它机加工工艺所不能达到的加工精度。
所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)用线切割机床根据内摆线方程割出一连续、光滑曲线得到。线切割表面粗糙度为Ra0.5--0.8μm，切割精度为±0.005mm(相当于磨削)，比之高速小砂轮磨齿，减速比越大，线切割的优点越显突出。
所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：低速级输出轴(11)支承轴承下方装有车氏密封圈F，进一步严防漏油，使减速器具有很长的使用寿命。

Claims (4)

1.一种风力发电双摆线偏航减速器，是由摆线+双摆线两级串联得到的，其中：高速级摆线由输入轴(1)、W输出机构、摆线轮、针齿销、针齿壳及偏心轴承组成；低速级双摆线由外摆线轮(9)、内摆线齿圈(8)、W输出机构及输出轴(11)组成；高速级输出轴用轴承支承在前机座(17)内孔，低速级输出轴(11)用轴承(12)支承在机座(10)的内孔，偏心轴承Z装在高速级的输出轴伸端，其特征在于：
(A)高速级：针齿销(15)半埋在针齿壳(3)上均布销孔中，称为半埋齿结构；W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(5)端部装有均载环(2)，柱套(4)与摆线轮(16)等宽；
(B)内摆线低速级：W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(14)端部装有均载环(6)，形成简支结构，柱套(7)与摆线轮(9)等宽；
(C)针齿壳(3)依次与前机座(17)、内摆线齿圈(8)及机座(10)联接一体；
(D)机座(10)上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴支承轴承中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一只防油罩(13)，罩住输出轴(11)二支承轴承(12)，在储油腔底部有出油螺孔b。
2.根据权利要求1所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：高速级的针齿壳(3)上的针齿销孔由线切割机床割出连续曲线得到。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)用线切割机床根据内摆线方程割出一连续、光滑曲线得到。
4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电双摆线偏航减速器，其特征在于：低速级输出轴(11)支承轴承(12)下方装有车氏密封圈F。
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