CN102207060A - 风力涡轮机的转向盘 - Google Patents

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Abstract

转向盘(10)集成或固定在风力涡轮机(1)的行星变速箱(4)的行星架(9)上，使用一锁定零件(12)来阻止低扭矩时变速箱(4)的故障，其中，行星轴(11)的壳体(13)绕垂直于转向盘(10)的轴研磨。

Description

风力涡轮机的转向盘
技术领域
本发明涉及一种风力涡轮机的行星式变速箱，尤其是，带有集成或固定在这种变速箱的行星架上的转向盘。
背景技术
在风力涡轮技术中，现有的和日益增长的趋势是增加机器的尺寸。结果，与这种趋势相伴的是试图减少所涉及的部件增加的重量，因为较轻的重量等于在结构上较小的压力和负载，这将进一步减少经营成本。
风力涡轮机的最新版设计中，不断的努力将组成风力涡轮机的所有部件集成到一个紧凑的设计中，从而使转子毂直接连接到变速箱输入轴，且变速箱轴承支撑转子毂，或相反，转子毂轴承支撑变速箱引入轴。
风力涡轮机变速器传动组件包括转子毂、作为支撑装置的风力涡轮机驾驶室和具有至少一个太阳轮的行星式变速箱，围绕该太阳轮旋转的一个或多个与一个环形轮啮合的行星，环形轮由绕中心太阳轮旋转的行星架支撑。
然而，伴随这种形式的设计而来的问题是转子毂的压力和变形直接影响变速箱，因为这种设计中的转子毂和变速箱输入轴是刚性连接。这些施加在变速箱上的变形必然暗示行星变速箱阶段未对准，这些一直是变速箱内部故障后面的原因。
一个解决这些变形问题的已知方案是在变速箱行星架上使用转向盘。该转向盘包括几个配备轴的壳体，这样，在每个壳体内转向盘的两侧，能安装行星，能与相关的轴承安装在一起。这些配备转向盘的行星架吸收一定的未对准，使它们不影响变速箱中的齿轮。
这是结合转向盘的已知方案，转向盘与带有紧固零件的行星架耦合，然而，一方面这些方案叫复杂组装作业，暗示所花时间的基本长度并需要高强度材料，这样使它很昂贵，另一方面，需要不断的维护和监视，因为长时间内，不能肯定地确定连接的动作。
其他的已知方案是将与行星架一起的转向盘集成成一个单一部件，见同一申请人的专利EP2072863，其解决了转向盘和行星架之间螺栓连接的麻烦。
虽然上面两种方案中，无论是紧固到行星架的转向盘的方案还是在一单一块中的转向盘和行星架的方案，当变速箱中负载很小时，由于安装行星的轴(下文中称作行星轴)和转向盘壳体之间减少的摩擦，同样行星轴承内的摩擦也减小，当试图旋转行星时，使行星轴在自己的壳体内旋转。
这个转换成壳体壁的研磨，结果通过修剃来装填齿轮，同时由于这些修剃的加渣增加齿之间的张紧力，结果导致变速箱故障。
当行星轴承预先加载时，这个问题更加加剧，因为旋转的抗力将更高并需要提高负载级别来克服这个作用。
在风力涡轮机的寿命期间，如果常有片刻的、很小的扭矩，如具有减小的负载，例如，无风与输电网分离时，启动期间或逐渐增速时，针对这个问题位置的解决方案是必须的。
发明内容
本发明试图是解决转向盘结合到行星式阶段变速箱的行星架上的不便，来抵消来自风力涡轮机的转子毂的负载和张力的作用，同样在扭矩非常低时，阻止行星轴绕自己的壳体旋转。
由于风引起转子变形，可能发生在任何方位和方向，这样，行星轴必须能通过绕与转向盘的平面共面的两个轴旋转来自校准，从而吸收这些变形。
本发明的一个目的是提供能阻止绕垂直于转向盘的轴(以后与行星轴共线)旋转的行星轴，其绝对自由地绕垂直于前述的一个轴的其他两个轴旋转。
本发明的另一个目的是提供一个在行星轴内的锁定零件，来阻止行星轴绕垂直于转向盘的轴旋转。
本发明的另一个目的是提供一锁定零件，其能允许行星轴在与转向盘平面共面的两个轴上自由旋转，不限制自校准。
还有另一个目的是在每个行星的行星轴和其壳体之间的接触面内提供这样的锁定零件。
附图说明
图1所示为本发明的配备行星式变速箱的风力涡轮机的示意图。
图2所示为根据本发明的变速箱传动部分的剖视图。
图3所示为根据本发明的带有集成转向盘的行星架的一个实施例的立体图。
图4A所示为根据本发明的一个实施例的行星轴的立体图，该行星轴配备有集成在行星架中的转向盘壳体内的锁定零件。
图4B所示为图4A的细节图。
图5所示为根据本发明的转向盘键的立体图。
具体实施方式
如图1所示，风力涡轮机1包括变速箱4，其作用于将转子的叶片2和转子毂3的扭矩传递给发电机5。
行星式变速箱4具有至少一个太阳轮6、围绕太阳轮旋转和啮合的一个或多个行星7，行星与环形轮8啮合并由绕中心太阳轮6旋转的行星架9来支撑(见图2)。
行星架9可以固定或集成在转向盘10内，从而吸收由转子毂3产生的压力和变形引起的行星变速箱阶段不对准，在毂3和变速箱4之间的刚性连接直接影响它。
每对行星7与他们的对应轴承7.1一起安装在行星轴11上，行星轴位于行星架9的转向盘10上的壳体13内，在壳体内，旋转行星和轴承来对齐并吸收提到的压力和变形(见图2)。
如上所述，扭矩很小的时候，每个行星轴在其壳体13内绕垂直于行星架9的转向盘10的平面的轴旋转，引起壳体13的研磨并导致变速箱4的损坏。
根据本发明的一个实施例，集成或固定在行星架9上的转向盘10配备一锁定零件12，来阻止每对行星7的每个行星轴11在垂直于转向盘10的平面旋转，并允许每个行星轴11相对于与转向盘10的平面共面的两个轴旋转。
如图4A所示，这个锁定零件12位于转向盘10内的每个行星轴11和其壳体13之间的接触面内，阻止每个行星轴11的旋转和在其壳体13内研磨。
根据本发明的优选实施例，这个锁定零件12包括一个键12′，其位于每个行星轴11与行星架9的转向盘10内的行星轴壳体13的接触面内。
所述键12′固定到行星轴11上可以通过紧固件或狭槽过盈配合来实现，或两种方法同时使用，或使用任何其他已知的方法。
如图3所示以及图4B的进一步细化，行星架9和每对行星7的转向盘10的壳体13配备对应于键12′的键槽14，从而阻止行星轴11绕垂直于转向盘10的轴(与行星轴11共线)旋转，并绕垂直于前一个轴的其他两个轴绝对自由旋转。
由此，键12′(见图5)的两侧(12.1和12.2)为圆形，是与行星架9的壳体13接触的表面。

Claims (8)

1.风力涡轮机的转向盘，连接或集成在行星式变速箱的行星架中，该行星式变速箱的输入轴直接连接到转子毂上，行星式变速箱包括通过转向盘壳体内的一些行星轴，与轴承一起安装的行星，行星与环形轮啮合并绕太阳轮旋转，其特征在于，所述转向盘包括一锁定零件(12)，作用于阻止行星轴(11)绕垂直于转向盘(10)的轴旋转，并允许吸收来自风力涡轮机(1)的转子毂(3)的变形。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，所述锁定零件(12)位于行星轴(11)和其位于行星架(9)的转向盘(10)内的壳体(13)之间的接触面内。
3.根据权利要求1所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，所述锁定零件(12)配备键(12′)，来阻止行星轴(11)在其壳体(13)内绕垂直于转向盘(10)的轴旋转，并允许行星轴(11)在其壳体(13)内相对于与转向盘(10)的平面共面的两个轴旋转。
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，在行星架(9)的转向盘(10)上的行星轴(11)的壳体(13)的每一个包括对应于键(12′)的键槽(14)。
5.根据权利要求3所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，键(12′)通过螺栓紧固件固定在行星轴(11)上。
6.根据权利要求3所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，键(12′)通过狭槽固定到行星轴(11)上。
7.根据权利要求3所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，键(12′)通过螺栓紧固件和狭槽固定在行星轴(11)上。
8.根据权利要求3所述的风力涡轮机的转向盘，其特征在于，键(12′)的两侧(12.1和12.2)为圆形，从而使行星轴(11)能通过在与转向盘(10)的平面共面的两个轴旋转在其壳体(13)内自校准。
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