CN101832238A - 风力发电三片双摆线单级变桨减速器 - Google Patents

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    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Abstract

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线单级变桨减速器。其特征在于：(1)前机座依次与内摆线齿圈、机座联接一体；(2)输入轴用轴承支承在前机座内孔，轴伸端联接偏心轴承；(3)输出轴用轴承支承在机座内孔；(4)两摆线轮之间和柱销端部装有均载环，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；(5)输出轴支承轴承之前装有车氏密封圈，严防漏油，使减速器具有很长的使用寿命。有益效果：(a)本发明仅单级减速，轴向尺寸短得多、重量轻、维修方便；(b)内、外摆线轮不会断齿，因而比仅有三只行星轮NGW承载能力大；(c)摆线减速器的价格不到行星减速器的一半，因而成本低40-55％；(d)输出轴防漏油密封使用寿命长。

Description

风力发电三片双摆线单级变桨减速器
【技术领域】本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线单级变桨减速器。
【背景技术】变桨减速器是用以改变桨叶迎风角度，使风力发电机组稳定运转。变桨减速器要求高可靠性：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。进口变桨减速器的主要问题是漏油。背景技术有二种：
(A)三级行星减速机：(1)南京高速齿轮公司“风力发电机偏航齿轮箱”(200410064931)；(2)重庆齿轮箱公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200720188097)；(3)天津减速机公司“用于风力发电的变桨齿轮减速机”(200720125070)；(4)重庆齿轮箱公司“带制动器的变桨减速器”(200820100450)；(5)杭州前进风电公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200920116858)；
三级行星的问题是：(a)低速级行星轮仅有三只，承载能力不高，因而轻量化程度较低；(b)由于现有橡胶油封(除车氏油封外)都不具备磨损后自动补偿，两道油封稍一磨损也会漏油；(c)结构复杂、另件多、维修困难；(d)轴向尺寸长、笨重、价格昂贵。
(B)锥齿轮+二级行星：泰隆公司(200910034525)的问题是：(a)仍是三级结构，锥齿轮取代行星不经济、外型尺寸大；说明书中锥齿减速比i1＝5，《齿轮传动设计手册》指出：多级设计中，为避免大锥齿轮直径过大、制造难，推荐i1≤3.。若i1≈3，则第二级i2≈8.5，减速比显然过大；(b)所述“支撑体与油封座接合面上设有端面密封油封”中端面密封油封是什麽？是机械密封？如是，这麽大机械油封价格非常高；是骨架油封？如是，其防漏油性能较差。
【发明内容】本发明目的在于提供一种比三级行星承载能力大、输出轴不漏油、轴向尺寸短、重量轻、维修方便及制造成本低的风力发电三片双摆线单级变桨减速器。
(一)三片式：是最新发展的摆线传动，大连交大齿轮专家对此作了长期的理论研究。主要优点：(1)承载能力增加50％；(2)改善转臂轴承；(3)针齿与柱销受力均衡，传动平稳。
(二)双摆线：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。优点：(1)内摆线齿圈取代针轮，结构简单、另件少；(2)单级减速比很大，据称可达200(《没有针轮的摆线变速机》机械传动2006.04)；(3)内摆线齿圈与外齿摆线轮为纯滚动、完全润滑状态啮合，因此在输入功率相同情况下，可将减速器的机型降低1个机型。
三片式双摆线比NGW行星：(a)单级减速比大得多；(b)摆线轮弯曲强度极高，承载力大；(d)制造成本不到NGW行星的一半。缺点：(a)摆线传动的机械效率稍低于NGW行星传动，但对小功率，是小问题；(b)悬臂结构柱销弯曲强度较低。
【技术方案】本发明两大技术方案如下：
(一)提高低速级摆线的承载和抗冲击能力的技术方案：在W输出机构中，用均载环使悬臂柱销变为简支，提高了柱销的弯曲能力；
(二)防止漏油：在输出轴上装置车氏密封圈。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。
【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(200410064931)，其新颖性、创造性及实用性体现在：(a)单级减速比可达100-150，轴向尺寸短得多、重量轻、维修方便；(b)内、外摆线轮不会断齿，因而比仅有三只行星轮NGW承载能力大；(c)摆线减速器的价格不到行星减速器的一半，因而成本低40-55％；(d)输出轴防漏油密封使用寿命长。
【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1.一种风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：
由机座(1)、输出轴(3)及支承轴承(2)、相位角为120°的三片摆线轮(5)、偏心轴承(6)、内摆线齿圈(8)、前机座(11)、输入轴(12)及W输出机构组成，W输出机构包括柱销(10)、柱套(9)与输出轴(3)，其中：
(A)前机座(11)依次与内摆线齿圈(8)、机座(1)联接一体；
(B)输入轴(12)用轴承支承在前机座(11)内孔，轴伸端联接偏心轴承(6)；
(C)输出轴(3)用轴承(2)支承在机座(1)内孔；
所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：两摆线轮(5)之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(5)等宽，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。
所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)上的内摆线齿由线切割机床割出连续曲线得到，线切割表面粗糙度Ra0.5--0.8μm，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，减速比可达100-150。
所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：输出轴(3)支承轴承(2)之前装有车氏密封圈(4)，严防漏油，使减速器具有很长的使用寿命。
车氏密封圈是由O型圈和薄唇齿型密封圈组成。车氏密封以具有自动弹性补偿、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)。

Claims (4)

1.一种风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：
由机座(1)、输出轴(3)及支承轴承(2)、相位角为120°的三片摆线轮(5)、偏心轴承(6)、内摆线齿圈(8)、前机座(11)、输入轴(12)及W输出机构组成，W输出机构包括柱销(10)、柱套(9)与输出轴(3)，其中：
(A)前机座(11)依次与内摆线齿圈(8)、机座(1)联接一体；
(B)输入轴(12)用轴承支承在前机座(11)内孔，其轴伸端联接偏心轴承(6)；
(C)输出轴(3)用轴承(2)支承在机座(1)内孔。
2.根据权利要求1所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：两摆线轮(5)之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(5)等宽。
3.根据权利要求2所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)上的内摆线齿由线切割机床割出连续曲线得到。
4.根据权利要求2或3所述的风力发电三片双摆线单级变桨减速器，其特征在于：输出轴(3)支承轴承(2)之前装有车氏密封圈(4)。
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