CN102792018A - 用于的风力涡轮发电机齿轮箱和风力涡轮发电机 - Google Patents

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Abstract

在提供用于风力涡轮发电机的齿轮箱和风力涡轮发电机的目标中，其中行星轴承的寿命进一步增强，本发明的齿轮箱(14)包括壳体(40)、齿轮架(52)、保持在齿轮架(52)上的行星齿轮轴(54)、分别支撑在行星齿轮轴(54)上的行星轴承(56)、经由行星轴承(56)分别支撑在行星齿轮轴(54)上的多个行星齿轮(58)、以及与行星齿轮(58)啮合的环形齿轮(60)和中心齿轮(62)。在齿轮箱(14)中，齿轮架(52)具有作为外部柱体部分(53)一部分的面向行星轴承(56)的斜面(53A)，其中，外部柱体部分(53)沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴的两端上并且围绕行星齿轮轴的两端的外圆周，并且斜面(53A)倾斜，使得离行星齿轮轴(54)的轴心越远，斜面和行星轴承(56)之间的距离越大。

Description

用于的风力涡轮发电机齿轮箱和风力涡轮发电机
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮发电机的齿轮箱和风轮机，特别地，涉及齿轮箱和采用该齿轮箱的风轮机，该齿轮箱增加旋转速度，并经由主轴将来自叶片的增加的旋转速度输出至发电机侧。
背景技术
近些年，从保护全球环境的观点，使用风力涡轮发电机产生可再生能量已经变得很普遍了。
通常，风力涡轮发电机配备有叶片的转子头、容纳动力传递系统和旋转轴得吊舱(nacelle)、以及支撑吊舱的塔架。在这里，动力传递系统设置为将来自转子头侧的转矩传输至发电机侧，并且齿轮箱通常集成在其中，以增加转子头的速度，并将增加的速度输入至发电机。
作为用于风力涡轮发电机的齿轮箱，如在专利文献中描述的行星齿轮机构是熟知的。在这种行星齿轮机构中，在与转子头侧的主轴一起旋转的齿轮架上设置了的多个行星齿轮轴，并且行星齿轮经由行星齿轮轴承支撑在行星齿轮轴上，并且环形齿轮和中心齿轮与行星齿轮啮合。通过这种配置，当主轴在转子头侧上旋转时，行星齿轮旋转并绕行星齿轮轴转动，增加的旋转速度输出到中心齿轮侧。
为了改善轴承的寿命，润滑油必须供给至齿轮箱中的行星轴承。
关于这点，在专利文献1中公开的齿轮箱中，用于储存润滑油的油槽设置在壳体下面，并且行星轴承穿过油槽并在行星齿轮旋转时被润滑。而且，润滑油供给通道形成在行星齿轮轴内部，通过喷嘴注射的润滑油经由润滑油供给通道供给至行星轴承。
[相关的专利文献]
[专利文献1]
JP2009-144533A
发明内容
然而，在制造用于产生更多的电力的大型风力涡轮发电机时，希望的是开发一种配备有能够长时间承受大载荷的行星轴承的齿轮箱。
因此，在专利文献1中公开的用于风力涡轮发电机的齿轮箱中，行星轴承的寿命总是不长。特别地，对于特别用于寒冷气候的风力涡轮发电机，空气如此冷，使得润滑油的粘性增加，因此不能有效地润滑行星轴承。
考虑到上述问题，本发明的目标是提供一种用于风力涡轮发电机的齿轮箱和风力涡轮发电机，其中行星轴承的寿命进一步增强。
技术方案
本发明提供了一种用于风力涡轮发电机的齿轮箱，具有连接至配备有叶片的转子头并与转子头一起旋转的主轴，该齿轮箱包括：壳体；齿轮架，具有多个行星齿轮轴，并与风力涡轮发电机的主轴一起旋转，以旋转行星齿轮轴；多个行星滚柱轴承，分别安装在齿轮架的行星齿轮轴上，每个轴承包括设置在内圈和外圈之间的滚柱；多个行星齿轮，分别经由行星轴承可旋转地支撑在行星齿轮轴上；环形齿轮，设置在壳体中，并具有与行星齿轮啮合的内齿；中心齿轮，设置为被行星齿轮包围，并与行星齿轮啮合；和油槽，设置在壳体下面，并在其中储存润滑油，其中齿轮架包括外部柱体部分，该外部柱体部分沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴的两端，并围绕行星齿轮轴两端的外圆周，以保持行星齿轮轴，并且其中齿轮架的外部柱体部分包括面向行星轴承的斜面，该斜面沿行星齿轮轴的径向方向从行星轴承上朝外倾斜。
采用上述用于风力涡轮发电机的齿轮箱，面向行星轴承的斜面沿行星齿轮轴的径向方向从行星轴承上朝外倾斜，因此润滑油能够容易地在外部柱体部分和行星轴承或行星齿轮之间穿过。因此，能够可靠地进行行星轴承的润滑，并且进一步增强行星轴承的寿命。例如，本发明的齿轮箱设置能够用于位于润滑油的粘性趋于增加的寒冷气候中的风力涡轮发电机。
采用上述用于风力涡轮发电机的齿轮箱，优选的是，行星齿轮经由其间具有空隙的一对行星轴承支撑在行星齿轮轴上，并且行星齿轮轴包括进油端口，该进油端口设置在该对行星轴承之间，用于将润滑油引入该对行星轴承中。
通过由该对行星轴承将行星齿轮支撑在行星齿轮轴上，能够分散每个轴承上的载荷，并且能够增强轴承的寿命。而且，通过在该对行星轴承之间设置进油端口，可以将该对行星轴承保持为润滑状态。
采用上述用于风力涡轮发电机的齿轮箱，优选的是，外部柱体部分的斜面相对于行星齿轮轴的径向方向具有倾角α，该倾角α在0°＜α≤40°的范围内。而且，倾角α更优选设为在20°≤α≤30°的范围内。
齿轮架的外部柱体部分的面向行星轴承的斜面的倾角α越大，润滑油越容易穿过齿轮架的外部柱体部分和行星轴承或行星齿轮之间的空间。相反，如果倾角α太大，则难以制造具有这种大倾角的齿轮架。因此，通过将倾角α设置在0°＜α≤40°(更优选20°≤α≤30°)的范围内，能够增强行星轴承的寿命，并能够制造具有这种斜面的齿轮架。
采用上述用于风力涡轮发电机的齿轮箱，优选的是，行星轴承为自调整滚柱轴承，在该自调整滚柱轴承中，外圈沿其内圆周具有凹入滚道，内圈沿其外圆周具有凸起滚道，并且多排滚柱设置在内滚道和外滚道之间，并且其中每个行星齿轮以干涉配合的方式固定到行星轴承的外圈上，使得行星轴承的外圈的端面位于行星齿轮的端面内侧。
以这种方式，通过将具有自调整能力的自调整滚柱轴承用作行星轴承，即使在行星轴承接收到与风力的改变相关的振动或冲击载荷时，也能够维持行星轴承的耐久性。另一方面，本发明的发明人已经发现，自调整滚柱轴承的缺点在于，在使用自调整滚柱轴承时，由于剥落，行星轴承的寿命时间变短。作为发明人的全部研究的结果，本发明人发现，轴承出现的持续时间的下降是由于负载和经由转子头和主轴从风力涡轮发电机的叶片传递至行星轴承(自调整滚柱轴承)的力矩的变化引起的，由此行星轴承的外圈沿轴线方向露出，因此作用在每排轴承上的负载变得相互不均衡。
考虑到这种情况，如上所述，每个行星齿轮以干涉配合的方式固定到行星轴承的外圈上，使得行星轴承的外圈的端面位于行星齿轮的端面内侧。采用这种结构，能够防止使用自调整滚柱轴承作为行星轴承时出现的剥落。这是因为，行星齿轮的端面由于干涉配合而弯曲以并用作帽子，防止行星轴承的外圈露出，并且作用在每排轴承上的载荷相互保持平衡。
而且，如上，沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴两端并围绕两端的外圆周的齿轮架的外部柱体部分的斜面倾斜，使得离行星齿轮轴的轴心越远，斜面和行星轴承之间的距离远大。因此，即使行星轴承的外圈的端面位于行星齿轮的端面的内侧时，润滑油仍然能够穿过外部柱体部分和行星轴承或行星齿轮之间的空间。
在以干涉配合的方式将每个行星齿轮固定到行星轴承的外圈的情况中，优选的是，行星齿轮分别以热套配合或冷配合的方式固定到行星轴承的每个外圈上。
采用这种结构，行星齿轮的端面进一步弯曲，以便防止行星轴承的外圈露出，并进一步避免行星轴承的寿命时间的下降。
采用上述用于风力涡轮发电机的齿轮箱，还优选的是每个行星齿轮包括法兰部，该法兰部设置在行星轴承的外圈的端面和行星齿轮的端面之间的位置上，防止行星轴承的外圈露出。
以这种方式，行星齿轮的端面由于干涉配合而弯曲，或者通过在行星齿轮的内圆周上设置法兰部而弯曲，以便可靠地防止行星轴承的外圈露出，并进一步减少行星轴承的寿命时间的下降。
在这种情况中，法兰部可以为装配到设置在行星齿轮的内表面上的沟槽中的C-形扣环，或者为与设置在行星齿轮的内表面上的内螺纹拧在一起的环形构件。
本发明的风力涡轮发电机包括：配备有叶片的转子头；主轴，连接至转子头并与转子头一起旋转；上述齿轮箱，用于增加旋转速度，以将来自主轴的旋转输入传递至输出轴；和发电机，连接至齿轮箱的输出轴。
而且，采用上述风力涡轮发电机，沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴两端并围绕两端的外圆周的齿轮架的外部柱体部分的斜面倾斜，使得离行星齿轮轴的轴心越远，斜面和行星轴承之间的距离远大，使得润滑油仍然能够穿过外部柱体部分和行星轴承或行星齿轮之间的空间。因此，可靠地进行行星齿轮的润滑，并进一步改善行星轴承的寿命。
在本发明中，根据用于风力涡轮发电机的齿轮箱，沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴两端并围绕两端的外圆周的齿轮架的外部柱体部分的斜面倾斜，使得离行星齿轮轴的轴心越远，斜面和行星轴承之间的距离远大，使得润滑油仍然能够穿过外部柱体部分和行星轴承或行星齿轮之间的空间。因此，可靠地进行行星齿轮的润滑，并进一步改善行星轴承的寿命。
附图说明
图1为示出为示出根据风力涡轮发电机的整体结构的例子的视图。
图2为示出设置在吊舱中的动力传递系统和发电机的截面图。
图3为示出关于本发明的第一实施方式的齿轮箱的例子的截面图。
图4为沿图3的I-I线的截面图。
图5为示出图3的行星轴承的周围的放大视图。
图6为示出自调整滚柱轴承的外圈的露出的截面图。
图7为示出关于本发明的第二实施方式的齿轮箱的行星轴承周围的放大视图。
图8为示出轴承的外圈的露出量的图表。
图9(a)为示出配备有法兰部的行星齿轮的截面图。图9(b)和图9(c)为示出法兰部的结构的例子的放大视图。
具体实施方式
现在将参照附图，详细描述本发明的优选实施方式。然而，目的是，除非有特殊指示，尺寸、材料、形状、它的相关位置等应当解释为仅仅是说明性的，并且不限制本发明的保护范围。
[第一实施方式]
以下将说明书关于图1的风力涡轮发电机。
图1为示出为示出根据风力涡轮发电机的整体结构的例子的视图。如图1所示，风力涡轮发电机1主要包括设置为直立在基座B上的塔架2、设置在塔架2上端的吊舱4、设置在吊舱4上的转子头、连接至转子头6的多个叶片8。
如图1所示，塔架2具有从基座B向上延伸(到达图1的上端)的柱状形状。塔架2例如可以由单个柱状构件形成，或由沿直立方向排列并相互联接的多个部件形成。如果塔架2由多个部件形成，则吊舱4设置在位于塔架2的顶部上的部件上。
吊舱4支撑转子头6，并容纳动力传递系统10和发电机18等。
图2示出了吊舱4内部的动力传递系统10和发电机18的详细视图。动力传递系统10包括连接至转子头6的旋翼轮轴6A的主轴12、连接至主轴12的齿轮箱14和将齿轮箱14联接至发电机18的联接器16。
主轴12连接至旋翼轮轴6A，使得主轴与叶片8和转子头6一起旋转，并由主轴承11以可旋转的方式固定至壳体侧。油脂供给开口(未示出)设置在主轴承11的上部上，以供给用于润滑的油脂。
齿轮箱14设置在主轴12和联接器16之间。齿轮箱14增加来自转子头6侧的从主轴12输入的旋转速度，并将增加的旋转速度传递至联接器16。该齿轮箱14例如将经由主轴12从转子头6侧输入的约20rpm的旋转速度增加至约1800rpm，然后经由联接器16将它传递至发电机18。以下将说明齿轮箱14的详细结构。
联接器16为将齿轮箱14的末级输出轴连接至发电机18的输入轴的轴连接器。例如，偏转联轴器可以用作联接器16，从而吸收齿轮箱14的末级输出轴与发电机18的输入轴之间的偏移。
而且，联接器16设置有制动装置19，其配备有制动盘19A和制动块19B。制动装置19通过将制动块19B按压并挤压至制动盘19A的两面而制动联接器16。例如，制动装置19可以如此构成，使得制动块19B通过弹簧(未示出)连续地偏压至制动盘19A，并在正常操作阶段通过油压力抵抗弹簧的偏压力而从制动盘19A上脱离。
通常，制动风力涡轮发电机1主要通过斜度(pitch)控制来完成，随后将描述斜度控制，并且补充性地使用制动装置19。也就是说，当旋转轴由于强风或维护期间需要停止时，首先执行斜度控制，以将叶片8转换成顺桨(feathering)状态。然后，在旋转轴的旋转速度已经降低了足够多时，制动装置19用于使旋转轴完全停止。
图1和2中示出的转子头6可旋转地支撑在吊舱4上，其中旋转轴基本水平方向延伸，并包括配备有叶片8的旋翼轮轴6A和覆盖该旋翼轮轴6A的毂壳6B。
而且，如图2所示，旋翼轮轴6A配备有斜度驱动装置30，其使叶片8围绕旋转轴线(沿图2中的箭头指示的方向)旋转，并改变叶片8的斜度角。
如图2所示，斜度驱动装置30包括汽缸32和连接至叶片8的连杆34。叶片8由杆轴承36可旋转地支撑，用于沿斜度方向旋转。由于这种结构，当连杆34通过汽缸32旋转时，叶片8与连杆34一起沿斜度方向旋转。斜度驱动装置30设置在每个叶片8中，并由未示出的连杆机构连接在一起，并且可以被设置以使叶片8的斜度角控制装置互连。
接下来，将描述风力涡轮发电机1的齿轮箱14的详细结构。图3为示出齿轮箱14的例子的截面图。图4为沿图3的I-I线的截面图。图5为示出图3的行星轴承的周围的放大视图。
如图3所示，齿轮箱14包括容纳在壳体40内的行星齿轮型增速机构50和正齿轮型增速机构70。该齿轮箱14增加从转子头侧的主轴12输入的旋转速度，并将速度增加的旋转传递至末级输出轴13。齿轮箱14的末级输出轴13经由联接器16连接至发电机18侧，如图2所示。
如图3和5所示，齿轮箱14的行星齿轮型增速机构50包括齿轮架52、保持在齿轮架52上的多个行星齿轮轴54、分别支撑在行星齿轮轴54上的多个自调整滚柱轴承56、分别经由自调整滚柱轴承56支撑在行星齿轮轴54s上的多个行星齿轮58、以及与行星齿轮58啮合的环形齿轮60和中心齿轮62。
齿轮架52为用于支撑多个行星齿轮轴54(在这个例子中为三个齿轮轴)的支撑板，并由外部柱体部分53保持行星齿轮轴54，外部柱体部分53沿行星齿轮轴的轴线方向设置在行星齿轮轴54的两端上，并围绕行星齿轮轴两端的外周，如图5所示。采用这种结构，齿轮架52与转子头侧的主轴12一体地旋转，使得齿轮架53使保持到外部柱体部分53的行星齿轮轴54旋转。主轴12和齿轮架52经由轴承42可旋转地支撑在壳体40上。
齿轮架52的外部柱体部分53包括面向行星轴承56的斜面53A，并且斜面53A形成为使得斜面在它远离轴线中心时倾斜离开行星轴承54。以这种方式，齿轮架52的外部柱体部分53的斜面53A在远离行星齿轮轴54的轴线中心时倾斜远离行星轴承56，使得来自随后将描述的油槽的润滑油能够容易地穿过斜面53A和行星轴承56或行星齿轮58之间的空间。
外部柱体部分53的面向行星轴承56的斜面53A相对于行星齿轮轴的径向方向具有倾角α，其在0°＜α≤40°的范围内。更优选的是，倾角α设为在20°≤α≤30°的范围内。
面向行星轴承56的斜面53A的倾角α越大，润滑油越容易穿过齿轮架52的外部柱体部分53和行星轴承56或行星齿轮58之间的空间。相反，如果倾角α太大，则难以制造具有这种大倾角的齿轮架52。
因此，如上文建议的那样，优选的是，将斜面53A的倾角α设置在0°＜α≤40°(更优选20°≤α≤30°)的范围内，从而能够增强行星轴承的寿命，并能够制造具有这种斜面的齿轮架。
行星轴承56将行星齿轮58可旋转地支撑在行星齿轮轴54上，并包括设置在内圈56A和外圈56B之间的多排滚柱56C(在该例子中为两排)，如图5所示。在该例子中，行星轴承具有两排滚柱56C，但滚柱的排数可以为单排或三排或更多。
为了保持行星轴承56抵抗与风力的变化相关联的振动或冲击载荷的耐久性，可以使用具有自调整能力的自调整滚柱轴承。例如，如图5所示，可以使用行星轴承，行星轴承具有外圈56B、内圈56A和多排滚柱56C，所述外圈56B在其内圆周上具有凹入滚道，所述内圈56A在其外圆周上具有凸起滚道，所述多排滚柱56C在内滚道和外滚道之间。
在该行星轴承56(自调整滚柱轴承)中，外圈56B的轨迹中心与该轴承的中心一致，以运用自调整特性。
当被应用于大尺寸风力涡轮发电机时，可行的是采用彼此平行设置的多个行星轴承56，如图3和5所示。在这种情况中，如图5所示，优选的是，提供相互保持距离的多个行星轴承，还在行星齿轮轴54上的相邻的行星轴承56之间的位置上设置进油端口54A，用于将润滑油导入一对行星轴承中。因此，行星轴承56可以保持在润滑状态。
图3和5中示出的行星齿轮58分别经由行星轴承56支撑在行星齿轮轴54上，并与环形齿轮60和中心齿轮62啮合。
如图3所示，环形齿轮60设置在壳体40上，并包括与行星齿轮58啮合的内齿。另一方面，如图4所示，中心齿轮62设置为被多个行星齿轮58围绕。行星齿轮输出轴64装配在中心齿轮62上。
在这种行星齿轮型增速机构50中，当齿轮架52与主轴12一起旋转时，行星齿轮轴54和支撑在行星齿轮轴54上的行星齿轮58围绕作为中心的中心齿轮62旋转。同时，每个行星齿轮58通过每个行星轴承56围绕作为中心的每个行星齿轮轴54旋转。因此，从作为输入轴的主轴12输入的旋转速度增加并输出至行星齿轮输出轴64。行星齿轮型增速机构50的增速比由行星齿轮58、环形齿轮60和中心齿轮62的齿的每个数量限定。
如图3所示，壳体40包括设置在行星齿轮型增速机构50下面的油槽41，润滑油储存在油槽41中。当每个行星齿轮通过旋转向下移动时，经由行星轴承54支撑在行星齿轮轴54上的每个行星齿轮58浸在油槽41的润滑油中。因此，行星轴承56和行星齿轮58可以保持为润滑状态。
除了行星齿轮型增速机构50，图3中示出的正齿轮型增速机构70为选择性设置的齿轮箱，其增加行星齿轮输出轴64的旋转速度，并输出至末级输出轴13。
例如如图3所示，正齿轮型增速机构70包括两组齿轮组，包括相互啮合的第一正齿轮72和第二正齿轮74的齿轮组和相互啮合的第三正齿轮76和第四正齿轮78的齿轮组。第一正齿轮72固定在连接至行星齿轮输出轴64的第一旋转轴80上，第二正齿轮74和第三正齿轮76固定在第二旋转轴82上，第四正齿轮78固定在末级输出轴16上。第一旋转轴80、第二旋转轴82和末级输出轴13分别由第一轴承44、第二轴承46和第三轴承48支撑。
在这种正齿轮型增速机构70中，第一正齿轮72的齿的数量设置为大于第二正齿轮74的齿的数量，使得连接至行星齿轮型增速机构50侧的行星齿轮输出轴64的第一旋转轴80的旋转速度增加，并传递至第二旋转轴。并且，第三正齿轮76的齿的数量设置为大于第四正齿轮78的齿的数量，使得第二旋转轴82的旋转速度增加并传递至末级输出轴13。
根据上述配置的齿轮箱14，从转子头侧的主轴12输入的旋转速度可以由行星齿轮型增速机构50和正齿轮型增速机构70增加，并传递至末级输出轴13。
如上所述，在本实施方式中，齿轮箱14的齿轮架52具有面向行星轴承56的斜面53A，其沿行星齿轮轴54的径向方向从行星轴承56上朝外倾斜，因此润滑油能够容易地在外部柱体部分53和行星轴承56或行星齿轮58之间穿过。因此，能够可靠地进行行星轴承的润滑，并且进一步增强行星轴承58的寿命。例如，本发明的齿轮箱14甚至可以用于位于其中润滑油的粘性趋向增加的寒冷气候中。
而且，在本实施方式中，优选的是，齿轮箱14的行星齿轮58经由其间具有空隙的一对行星轴承56支撑在行星齿轮轴54上，并且行星齿轮轴54包括设置在该对行星轴承56之间的进油端口54A，用于将润滑油导入该对行星轴承56中。通过经由该对行星轴承56将行星齿轮58支撑在行星齿轮轴54上，可以分散每个轴承的载荷，并且可以增强轴承56的寿命。而且，通过在该对行星轴承56之间设置进油端口54A，可以将该对行星轴承56保持为润滑状态。
而且，在本实施方式中，齿轮箱14的齿轮架52优选构造为使得斜面53A的倾角α设置在0°＜α≤40°(更优选20°≤α≤30°)的范围内，使得能够增强行星轴承的寿命，并能够制造具有这种斜面的齿轮架。
[第二实施方式]
接下来，将说明关于风力涡轮发电机的第二实施方式。除了齿轮箱14中行星轴承56和行星齿轮58的法兰部的位置关系之外，第二实施方式的风力涡轮发电机与第一实施方式分享相同的结构。以下，相同的附图标记用于与第一实施方式相同的结构元件，且将不再说明。
图6为示出使用自调整滚柱轴承作为行星轴承56的情况中行星轴承的周围的放大视图。图7为示出关于本实施方式的风力涡轮发电机中的齿轮箱的自调整滚柱轴承周围的放大视图。
本发明的发明人已经提出了他们的认识，在使用包括在其内圆周上具有凹入滚道的外圈56B、在其外圆周上具有凸起滚道的内圈56A和位于内滚道和外滚道之间的多排滚柱56C的自调整滚柱轴承时，行星轴承56的持续时间由于齿轮箱14中的剥落而可能变短。作为发明人的全部研究的结果，本发明人发现，轴承出现的持续时间的下降是由于负载和经由转子头6和主轴12从风力涡轮发电机1的叶片8传递至行星轴承(自调整滚柱轴承)56的力矩的变化引起的，由此行星轴承56的外圈56B沿轴线方向(图6中箭头示出的方向)露出，因此作用在轴承的每排56c上的负载变得相互不均衡。
具体地，行星轴承56区域通过齿轮架52沿轴线方向朝外露出。行星轴承56的内圈56A由外部柱体部分53阻止沿轴线方向朝外移动。另一方面，行星轴承56的外圈56B不被阻止沿该方向移动，因此仅外圈56B露出。因此，负载集中在位于内部的滚柱排56c(图6中右侧的排)上，因此出现行星轴承56的剥落。
考虑到上述问题，在本实施方式中，如图6所示，每个行星齿轮58以干涉配合方式固定至行星轴承58的外圈56B，使得行星轴承56的行星齿轮56B的端面位于行星齿轮58的端面的内侧(即，如图7所示的外圈56B的端面和行星齿轮58的端面之间的距离d设置为满足不等式d＞0)。因此，行星齿轮58的端部(如图中A所示)由于干涉配合而弯曲以作为盖子进行工作，防止行星轴承56的外圈56B露出，并保持作用在每排滚柱56C上的负载均匀，最终地可以减少行星轴承56的使用寿命的下降。
优选的是，考虑到防止缩短行星轴承56(自调整滚柱轴承)的工作寿命，外圈56B的端面和行星齿轮58的端面之间的距离d较大。然而，如果外圈56B的端面太靠近行星轴承56的端面的内侧，存在的结构性限制是，参照图5，用于将润滑油引入一对行星轴承56的进油端口54A可能会被阻塞。因此，优选的是，将上述距离设置在0mm＜d≤10mm的范围内。
图8为示出轴承56的外圈56B的露出量的测试结果的图表。在该图中，示出了这种情况，其中齿轮56的外圈67B的端面以10mm(d＝10mm)的距离位于行星齿轮58的端面内侧，并示出了其中外圈56B的端面位于行星齿轮58的端面处(d＝0mm)的比较例。
在d＝10mm和d＝0mm这两种情况中，行星齿轮以干涉配合的方式固定到外圈56B上，使得干涉量为P6(0.012至0.079mm)。而且，等于具有1.18kNm的平均扭矩的负载输入至行星轴承56。
根据图8的图表估计，在d＝10mm的情况下外圈56B的露出量达到400μm的时间期限T1约为d＝0的情况下的T2的109倍。
本发明人已经认识到，在外圈56B的露出量约为400μm时出现行星轴承56的剥落。T1和T2分别为d＝10mm和d＝0mm情况中的行星齿轮56的持续时间的指数。在d＝10mm的情况中，以这种方式估计的持续时间T1一般大于普通实际产品的接收标准1.3×105(hr)，而在d＝0mm的情况中，以相同的方式估计的T2不满足该标准。
考虑到这种结果，通过将行星齿轮以干涉配合的方式固定到行星轴承58的外圈56B，使得行星轴承56的行星齿轮56B的端面位于行星齿轮58的端面的内侧，防止行星轴承56的外圈56B露出，并抑制由剥落引起的行星轴承56的持续时间的下降。
而且，在本实施方式中，以与第一实施方式类似的方式，面向行星轴承56的斜面53A倾斜，使得离行星齿轮轴54的轴线中心越远，该斜面和行星轴承56之间的距离越大。因此，如上所述，在行星轴承56的外圈56B的端面位于行星齿轮58的端面内侧时，润滑油仍然会不合理地在外部柱体部分53的表面53A和行星轴承56或行星齿轮58之间穿过。
而且，在图7中示出的例子中，通过以干涉配合的方式将行星齿轮58的端部固定到行星轴承56的外圈56B上，防止行星轴承56的外圈56B的露出。为了更确定地防止外圈56B露出，法兰部可以设置在行星齿轮58的端面中。
图9(a)为示出配备有法兰部的行星齿轮58的截面图，图9(b)和9(c)分别为示出法兰部的结构的例子的放大视图。应当注意到，与上述实施方式相同的元件用与上述实施方式中使用的相同附图标记表示。
如图9(a)，用于阻止行星轴承56的外圈的法兰部90设置在行星轴承56的外圈56B端面和行星齿轮58端面之间的位置上。根据这种配置，法兰部90设置在行星齿轮58的内表面上，而行星齿轮58的端部由于干涉配合而弯曲。因此，可以更确定地防止行星轴承56的外圈56B露出，因此更确定地减少行星轴承56持续时间的下降。
例如，可行的是，如图9(b)所示，采用作为法兰部90的C-形扣环装配在设置在行星齿轮58的内表面上的沟槽92中，或者如图9(C)所示，采用与设置在行星齿轮58的内表面上的内螺纹拧在一起的环形构件。

Claims (9)

1.一种用于风力涡轮发电机的齿轮箱，具有连接至配备有叶片的转子头并与所述转子头一起旋转的主轴，该齿轮箱包括：
壳体；
齿轮架，具有多个行星齿轮轴，并与所述风力涡轮发电机的所述主轴一起旋转，以旋转行星齿轮轴；
多个行星滚柱轴承，分别安装在所述齿轮架的所述行星齿轮轴上，每个轴承包括设置在内圈和外圈之间的滚柱；
多个行星齿轮，分别经由所述行星轴承可旋转地支撑在所述行星齿轮轴上；
环形齿轮，设置在所述壳体中，并具有与所述行星齿轮啮合的内齿；
中心齿轮，设置为被所述行星齿轮包围，并与所述行星齿轮啮合；和
油槽，设置在所述壳体下面，并在其中储存润滑油，
其中，所述齿轮架包括外部柱体部分，该外部柱体部分沿所述行星齿轮轴的轴线方向设置在所述行星齿轮轴的两端，并围绕所述行星齿轮轴两端的外圆周，以保持所述行星齿轮轴，并且
其中，所述齿轮架的所述外部柱体部分包括面向所述行星轴承的斜面，该斜面沿所述行星齿轮轴的径向方向从所述行星轴承朝外倾斜。
2.根据权利要求1所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，所述行星齿轮经由其间具有空隙的一对行星轴承支撑在所述行星齿轮轴上，并且所述行星齿轮轴包括进油端口，该进油端口设置在该对行星轴承之间，用于将润滑油引入该对行星轴承中。
3.根据权利要求1或2所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，所述外部柱体部分的所述斜面相对于所述行星齿轮轴的径向方向具有倾角α，该倾角α在0°＜α≤40°的范围内。
4.根据权利要求1所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，所述行星轴承为自调整滚柱轴承，在该自调整滚柱轴承中，所述外圈沿其内圆周具有凹入滚道，所述内圈沿其外圆周具有凸起滚道，并且在所述内滚道和外滚道之间设置多排滚柱，并且
其中，每个行星齿轮以干涉配合的方式固定到所述行星轴承的所述外圈上，使得所述行星轴承的所述外圈的端面位于所述行星齿轮的端面内侧。
5.根据权利要求4所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，每个行星齿轮分别以热套配合或冷配合的方式固定到所述行星轴承的每个外圈上。
6.根据权利要求4所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，每个行星齿轮包括法兰部，该法兰部设置在所述行星轴承的所述外圈的端面和所述行星齿轮的端面之间的位置，以防止所述行星轴承的外圈露出。
7.根据权利要求6所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，所述法兰部为装配到设置在所述行星齿轮的内表面上的沟槽中的C-形扣环。
8.根据权利要求8所述的用于风力涡轮发电机的齿轮箱，其中，所述法兰部为与设置在所述行星齿轮的内表面上的内螺纹拧在一起的环形构件。
9.一种风力涡轮发电机，包括：
配备有叶片的转子头；
主轴，连接至所述转子头并与所述转子头一起旋转；
根据权利要求1所述的齿轮箱，用于增加旋转速度，以将来自所述主轴的旋转输入传递至输出轴；和
发电机，连接至所述齿轮箱的所述输出轴。
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