CN102032126B - 偏航活齿减速机 - Google Patents
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Abstract
一种偏航活齿减速机。它包括驱动电机、第一级行星齿轮减速器、第二级活齿减速器和第三级活齿减速器。驱动电机为六极电机，三相690V50Hz的供电。第一级行星齿轮减速器由太阳轮、行星轮、行星架、行星轴、内齿圈和输出轴组成。第二级活齿减速器由二级偏心轮、二级活齿盘、二级活齿销、二级针齿、二级针齿套、二级输入轴、二级转臂轴承、偏心套和二级针齿壳组成。第三级活齿减速器由三级偏心轮、三级活齿盘、三级活齿销、三级针齿、三级针齿套、三级针齿壳、三级输出轴、三级转臂轴承和机体组成。双联法兰通过螺栓与驱动电机连接，并通过螺栓与内齿圈连接，二级针齿壳通过螺栓与内齿圈连接，并通过螺栓与三级针齿壳连接；三级针齿壳通过螺栓与机体连接。
Description
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，特别是一种适用于大功率风力发电机组的偏航驱动和其它要求大扭矩大减速比传动的减速机。
背景技术
大型风力发电机组(1.5MW级以上)的偏航驱动，是由多台偏航减速机同时驱动和制动，确保机舱正确朝向迎风方向，使发电机组发挥最佳效能。偏航减速机要求同轴传动、大减速比(如1150∶1)、大承载能力。现在用于大型风力发电机组的偏航减速机，主要是采用四级行星齿轮减速，它存在着结构尺寸大、重量重、承载能力小的缺点。另外，现有的行星齿轮减速本身没有自锁性，不能产生制动力，这种减速机的制动需要设置制动器，这样就增加了制造难度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种高效、可靠、实用的偏航活齿减速机，它克服了现有偏航减速机存在的缺点，使发电机组的偏航驱动起动灵活、制动可靠、性能稳定、使用寿命长。
本发明的技术方案是：一种偏航活齿减速机。它包括驱动电机、第一级行星齿轮减速器、第二级活齿减速器和第三级活齿减速器。
驱动电机为六极电机，三相690V50Hz的供电，具有F级绝缘等级和IP54的保护级别，带电加热带，不需要制动器。电机通过螺栓与双联法兰连接，输入轴套在驱动电机传动轴上，通过电机传动轴平键传动扭矩。
第一级行星齿轮减速器由太阳轮、行星轮、行星架、行星轴、内齿圈和输出轴组成。太阳轮小端与输入轴用花键连接，并同步转动。太阳轮大端与行星轮啮合，当太阳轮转动时，带动行星轮转动，行星轮再与内齿圈啮合，行星轮迫使行星轴和行星架转动。在第一级行星齿轮减速器中，设置了3～6个行星轮，以增加啮合齿数，提高行星齿轮减速器传递动力的能力。
第二级活齿减速器由二级偏心轮、二级活齿盘、二级活齿销、二级针齿、二级针齿套、二级输入轴、二级转臂轴承、偏心套和二级针齿壳组成。二级针齿壳用螺栓与三级针齿壳连接。二级针齿和二级针齿套轴向分布于二级针齿壳内圈，二级针齿套套在二级针齿外圆上转动。二级活齿销分布于二级活齿盘径向的圆柱形孔内，其外端与二级针齿套相啮合的齿头部分做成楔形(或摆线形)的两个斜面。二级活齿销的齿数与二级针齿的齿数相差一个齿。驱动部分是装在输出轴上的二级偏心轮和二级转臂轴承。传动时，输出轴通过二级输出轴平键转动二级偏心轮，再通过二级转臂轴承和偏心套驱动二级活齿销在二级活齿盘的径向孔中作径向运动；二级活齿销的楔形(或摆线形)齿头与二级针齿套滚动啮合，迫使二级活齿销产生圆周方向错齿运动，由二级活齿销推动二级活齿盘和二级输入轴直接输出减速运动。第二级活齿减速器采用双层二级活齿销与二级针齿套啮合，形成180°对称受力传递扭矩。
第三级活齿减速器由三级偏心轮、三级活齿盘、三级活齿销、三级针齿、三级针齿套、三级针齿壳、三级输出轴、三级转臂轴承和机体组成。三级针齿壳用螺栓固定在机体上。三级针齿和三级针齿套轴向分布于三级针齿壳内圈，三级针齿套套在三级针齿外圆上转动。三级活齿销分布于三级活齿盘径向的圆柱形孔内，其外端与三级针齿套相啮合的齿头部分做成楔形(或摆线形)的两个斜面。三级活齿销的齿数与三级针齿的齿数相差一个齿。驱动部分是装在二级输入轴上的三级偏心轮和三级转臂轴承。传动时，二级输入轴通过二级输入轴平键转动三级偏心轮，再通过三级转臂轴承驱动三级活齿销在三级活齿盘的径向孔中作径向运动；三级活齿销的楔形(或摆线形)齿头与三级针齿套滚动啮合，迫使三级活齿销产生圆周方向错齿运动，由三级活齿销推动三级活齿盘和三级输出轴直接输出减速运动。第三级活齿减速器采用双层三级活齿销与三级针齿套啮合，形成180°对称受力传递扭矩。
在双联法兰上安装有透气塞，透气通孔连通减速机内腔与大气，使减速机内腔压力与大气压力保持一致。通孔中设置了空气过滤片，防止灰尘进入减速机内腔。
在减速机内齿圈上安装有信号接头，接头本体用绝缘材料制成，接头芯杆用导电材料制成，作为油位油温自动控制信号的拾取点。
在内齿圈和双联法兰上安装有油位计，可以直接观察到减速机内部油面位置和油温温度。
在机体上安装有磁力油塞体，磁力油塞体上镶嵌磁铁，用来吸附减速机腔内金属颗粒。
双联法兰通过螺栓与驱动电机连接，并通过螺栓与内齿圈连接；二级针齿壳通过螺栓与内齿圈连接，并通过螺栓与三级针齿壳连接；三级针齿壳通过螺栓与机体连接。
本发明提供的偏航活齿减速机的传动过程为：输入轴套在驱动电机轴上，通过电机轴平键传动扭矩。太阳轮小端与输入轴用花键连接，并同步转动。输出轴与行星架用花键连接。二级偏心轮套在输出轴小端外圆上，通过二级输出轴平键传递扭矩。三级偏心轮套在二级输入轴小端外圆上，通过二级输入轴平键传递扭矩。大齿轮经过通过花键与三级输出轴连接。驱动电机的动力，经过第一级行星齿轮减速器、第二级和第三级活齿减速器传动到三级输出轴和大齿轮，实现降低转速增大扭矩的目的。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的偏航活齿减速机结构简单、紧凑，能实现大减速比同轴传动，多齿啮合承载能力大。同时它还具有自锁性能，既能驱动又能制动。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1中的A-A剖示图。
具体实施方式
一种偏航活齿减速机。它包括驱动电机21、第一级行星齿轮减速器、第二级活齿减速器和第三级活齿减速器。
驱动电机21为6极电机，3相690V50Hz的供电，具有F级绝缘等级和IP54的保护级别；带电加热带，不需要制动器。电机21通过螺栓23与双联法兰24连接；输入轴20套在驱动电机21传动轴上，通过电机传动轴平键22传动扭矩。
第一级行星齿轮减速器由太阳轮17、行星轮15、行星架12、行星轴13、内齿圈14和输出轴11组成。太阳轮17小端与输入轴20用花键连接，并同步转动。太阳轮17大端与行星轮15啮合，当太阳轮17转动时，带动行星轮15转动，行星轮15再与内齿圈14啮合，行星轮15迫使行星轴13和行星架12转动。在第一级行星齿轮减速器中，设置了3～6个行星轮15，以增加啮合齿数，提高行星齿轮减速器传递动力的能力。
第二级活齿减速器由二级偏心轮34、二级活齿盘37、二级活齿销30、二级针齿31、二级针齿套32、二级输入轴3、二级转臂轴承36、偏心套35和二级针齿壳33组成。二级针齿壳33用螺栓38与三级针齿壳8连接。二级针齿31和二级针齿套32轴向分布于二级针齿壳33内圈，二级针齿套32套在二级针齿31外圆上转动。二级活齿销30分布于二级活齿盘37径向的圆柱形孔内，其外端与二级针齿套32相啮合的齿头部分做成楔形(或摆线形)的两个斜面。二级活齿销30的齿数与二级针齿31的齿数相差一个齿。驱动部分是装在输出轴11上的二级偏心轮34和二级转臂轴承36。传动时，输出轴11通过二级输出轴平键39转动二级偏心轮34，再通过二级转臂轴承36和偏心套35驱动二级活齿销30在二级活齿盘37的径向孔中作径向运动；二级活齿销30的楔形(或摆线形)齿头与二级针齿套32滚动啮合，迫使二级活齿销30产生圆周方向错齿运动，由二级活齿销30推动二级活齿盘37和二级输入轴3直接输出减速运动。第二级活齿减速器采用双层二级活齿销30与二级针齿套32啮合，形成180°对称受力传递扭矩。
第三级活齿减速器由三级偏心轮10、三级活齿盘4、三级活齿销5、三级针齿6、三级针齿套7、三级针齿壳8、三级输出轴2、三级转臂轴承9和机体1组成。三级针齿壳8用螺栓41固定在机体1上。三级针齿6和三级针齿套7轴向分布于三级针齿壳8内圈，三级针齿套7套在三级针齿6外圆上转动。三级活齿销5分布于三级活齿盘4径向的圆柱形孔内，其外端与三级针齿套7相啮合的齿头部分做成楔形(或摆线形)的两个斜面。三级活齿销5的齿数与三级针齿6的齿数相差一个齿。驱动部分是装在二级输入轴3上的三级偏心轮10和三级转臂轴承9。传动时，二级输入轴3通过二级输入轴平键40转动三级偏心轮10，再通过三级转臂轴承9驱动三级活齿销5在三级活齿盘4的径向孔中作径向运动；三级活齿销5的楔形(或摆线形)齿头与三级针齿套7滚动啮合，迫使三级活齿销5产生圆周方向错齿运动，由三级活齿销5推动三级活齿盘4和三级输出轴2直接输出减速运动。第三级活齿减速器采用双层三级活齿销5与三级针齿套7啮合，形成180°对称受力传递扭矩。
在双联法兰24上安装有透气塞18，透气通孔连通减速机内腔与大气，使减速机内腔压力与大气压力保持一致。通孔中设置了空气过滤片，防止灰尘进入减速机内腔。
在减速机内齿圈14上安装有信号接头26，接头本体27用绝缘材料制成，接头芯杆28用导电材料制成，作为油位油温自动控制信号的拾取点。
在内齿圈14和双联法兰24上安装有油位计16，可以直接观察到减速机内部油面位置和油温温度。
在机体1上安装有磁力油塞体42，磁力油塞体42上镶嵌磁铁43，用来吸附减速机腔内金属颗粒。
双联法兰24通过螺栓23与电机21连接，并通过螺栓25与内齿圈14连接；二级针齿壳33通过螺栓29与内齿圈14连接，并通过螺栓38与三级针齿壳8连接；三级针齿壳8通过螺栓41与机体1连接。
Claims (2)
1.一种偏航活齿减速机，其特征是：它包括驱动电机、第一级行星齿轮减速器、第二级活齿减速器和第三级活齿减速器；
驱动电机为六极电机，三相690V50Hz的供电，具有F级绝缘等级和IP54的保护级别，带电加热带，不需要制动器，电机通过螺栓与双联法兰连接，输入轴套在驱动电机传动轴上，通过电机传动轴平键传动扭矩；
第一级行星齿轮减速器由太阳轮、行星轮、行星架、行星轴、内齿圈和输出轴组成；太阳轮小端与输入轴用花键连接，并同步转动，太阳轮大端与行星轮啮合，当太阳轮转动时，带动行星轮转动，行星轮再与内齿圈啮合，行星轮迫使行星轴和行星架转动；
第二级活齿减速器由二级偏心轮、二级活齿盘、二级活齿销、二级针齿、二级针齿套、二级输入轴、二级转臂轴承、偏心套和二级针齿壳组成；二级针齿壳用螺栓与三级针齿壳连接，二级针齿和二级针齿套轴向分布于二级针齿壳内圈，二级针齿套套在二级针齿外圆上转动，二级活齿销分布于二级活齿盘径向的圆柱形孔内，其外端与二级针齿套相啮合的齿头部分做成楔形或摆线形的两个斜面，二级活齿销的齿数与二级针齿的齿数相差一个齿；驱动部分是装在输出轴上的二级偏心轮和二级转臂轴承，传动时，输出轴通过二级输出轴平键转动二级偏心轮，再通过二级转臂轴承和偏心套驱动二级活齿销在二级活齿盘的径向孔中作径向运动；二级活齿销的楔形或摆线形齿头与二级针齿套滚动啮合，迫使二级活齿销产生圆周方向错齿运动，由二级活齿销推动二级活齿盘和二级输入轴直接输出减速运动；第二级活齿减速器采用双层二级活齿销与二级针齿套啮合，形成180°对称受力传递扭矩；
第三级活齿减速器由三级偏心轮、三级活齿盘、三级活齿销、三级针齿、三级针齿套、三级针齿壳、三级输出轴、三级转臂轴承和机体组成；三级针齿壳用螺栓固定在机体上，三级针齿和三级针齿套轴向分布于三级针齿壳内圈，三级针齿套套在三级针齿外圆上转动，三级活齿销分布于三级活齿盘径向的圆柱形孔内，其外端与三级针齿套相啮合的齿头部分做成楔形或摆线形的两个斜面，三级活齿销的齿数与三级针齿的齿数相差一个齿；驱动部分是装在二级输入轴上的三级偏心轮和三级转臂轴承，传动时，二级输入轴通过二级输入轴平键转动三级偏心轮，再通过三级转臂轴承驱动三级活齿销在三级活齿盘的径向孔中作径向运动；三级活齿销的楔形或摆线形齿头与三级针齿套滚动啮合，迫使三级活齿销产生圆周方向错齿运动，由三级活齿销推动三级活齿盘和三级输出轴直接输出减速运动，第三级活齿减速器采用双层三级活齿销与三级针齿套啮合，形成180°对称受力传递扭矩；
在双联法兰上安装有透气塞，透气通孔连通减速机内腔与大气，使减速机内腔压力与大气压力保持一致，通孔中设置了防止灰尘进入减速机内腔的空气过滤片；
在减速机内齿圈上安装有作为油位油温自动控制信号拾取点的信号接头；
在内齿圈和双联法兰上安装有可以直接观察到减速机内部油面位置和油温温度的油位计；
在机体上安装有用来吸附减速机腔内金属颗粒的磁力油塞体，磁力油塞体上镶嵌磁铁；
双联法兰通过螺栓与驱动电机连接，并通过螺栓与内齿圈连接，二级针齿壳通过螺栓与内齿圈连接，并通过螺栓与三级针齿壳连接；三级针齿壳通过螺栓与机体连接。
2.根据权利要求1所述的一种偏航活齿减速机，其特征是：为了增加太阳轮大端与行星轮的啮合齿数，提高行星齿轮减速器传递动力的能力，在第一级行星齿轮减速器中设置了3～6个行星轮。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130123 Termination date: 20191213 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |