CN103032279B - 具备功率分轴机构的风力发电用增速器 - Google Patents
具备功率分轴机构的风力发电用增速器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103032279B CN103032279B CN201210256399.0A CN201210256399A CN103032279B CN 103032279 B CN103032279 B CN 103032279B CN 201210256399 A CN201210256399 A CN 201210256399A CN 103032279 B CN103032279 B CN 103032279B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed increaser
- bearing
- gap
- gear
- split axle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
本发明提供一种具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其小型、重量轻、低成本且可靠性高、寿命长。具备功率分轴机构(21)的风力发电用增速器(20),其具备:构成功率分轴机构(21)的一个部件的齿轮(G1、G2);经轴承(B1、B2)将该齿轮(G1、G2)支承为能够进行旋转的外壳(支承部件)(Ca1),在轴承(B1、B2)中除相对旋转的部位以外的任意部位形成能够使齿轮(G1、G2)、轴承(B1、B2)及外壳(Ca1)中的至少2者之间相对向径向产生微小位移的间隙(S1、S2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备功率分轴机构的风力发电用增速器。
背景技术
例如专利文献1中公开有如下船舶推进用涡轮的动力传递系统,其具备将1根输入轴的动力分割传递至2根中间旋转轴且再次作为1根输出轴的动力汇集并聚合的所谓被称为功率分轴机构的动力传递机构。
由于功率分轴机构通过将进行减速或增速的中间段分散至多个中间轴来实现,因此能够比较小型地构成操纵大转矩的减速器或增速器,因此在船舶或风力发电设备等大型动力传递设备的领域中有很多适用例。
在专利文献2中公开有具备将1根输入轴的动力分割至8根中间旋转轴的功率分轴机构的风力发电用增速器。
专利文献1:日本专利公开昭48-91457号公报(图1)
专利文献2:US2003/0015052A1(图1~图3)
风力发电设备设计成其耐用年限为20年左右。因此,对于增速器也要求基本上确保20年左右的寿命。
然而,风力发电设备是设置于自然环境下的设备,因此有时会受到狂风或疾风的袭击。这种狂风或疾风有时会产生设想之外的转矩,并会成为增速器故障的原因。增速器的故障一旦发生,则其损失重大,因此重视确保可靠性。
通常,确保增速器的可靠性的有效对策最主要的是在设计时增加各要件的安全率(安全系数)。但是,若增加各要件的安全率,则理所当然导致增速器整体大型化且重量也变大,产生导致制造成本、建设成本增大的问题。
发明内容
本发明是为解决这种问题而完成的,其基本课题在于通过克服新发现的中间课题(后述)来提供一种小型、重量轻、低成本且具备可靠性高、寿命长的功率分轴机构的风力发电用增速器。
本发明通过设为如下结构来解决上述基本课题,即一种具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其具备:构成所述功率分轴机构的一个部件的齿轮;经由轴承而将该齿轮支承为能够进行旋转的支承部件,其中,在所述轴承中除相对旋转的部位以外的任意部位形成有间隙,且该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对向径向产生微小位移。
本发明中功率分轴机构定义为:将输入轴的动力分割传递至数量多于输入轴的多个中间旋转轴,并且再次作为数量少于中间旋转轴的输出轴的动力聚合的动力传递机构。
由于本发明的所述中间课题及其解决原理并非公知的内容,因此在此对本发明所着眼的该中间课题及其解决原理进行详细说明。
风力发电设备的风车叶片上有时会瞬间强烈地施加“风速或风向变化的风”。例如,若强烈的疾风施加于风车叶片上,则对增速器的各部件瞬间施加强烈的加速转矩。然而,由于增速器的前端连结有发电机作为负载,因此,增速器的各部件因惯性而无法瞬间追随该加速转矩而增大转速。其结果,当加速转矩的上升急剧时,导致其急剧上升的加速转矩(像施加到静止的各部件上一样)瞬间全部施加于各部件上。
另外,当例如为像风向急剧变化的恶劣天气时,有时由于“突然的逆风”等而从风车叶片的相反侧施加风。如此一来,会产生该风车叶片的转速瞬间大幅下降的现象。此时,从输入轴侧向增速器的各部件施加较强的减速转矩。但是,(与施加加速转矩时不同)当突然施加较强的减速转矩时,即使风车叶片的旋转方向不成为相反方向,也会产生目前为止在各齿轮的齿面间形成的侧隙的形成方向反转的现象。
这是因为输入轴从“赋予驱动力的状态”变为“赋予制动力的状态”。侧隙反转时,由于各齿轮的齿面之间直接碰撞,因此可认为对齿面(此时为与一般驱动时相反侧的面)施加强烈的冲击。由该状态到该“突然的逆风”停止而再加速时,齿面的侧隙会再次反转。因此,最终若天气恶劣而刮风,则每发生这种状况,齿面之间的冲突都会反复进行,导致从两侧对各齿面频繁施加冲击。
当提供于输入轴的动力为由引擎或马达等有目的地产生的动力时,没有对输入轴施加如上所述的极端的峰值转矩等的可能性。但是,当为风力发电设备的增速器时,(由于利用了自然之力)能够设想到的施加于输入轴的转矩的范围不仅极其广泛,对于该转矩尤其还会瞬间发生变化,所以存在设想本身较难的问题。
尤其为具备功率分轴机构的增速器时,当从输入轴输入瞬间上升的峰值状转矩时,或者在转矩瞬间急剧降低至侧隙反转的程度时,转矩未必一定均匀地传递至多个中间旋转轴上的各齿轮上,由于制造误差或装配误差等,只有经由多个中间轴中侧隙较小(或没有)的特定的中间旋转轴的动力传递系统易承受较大的负担。
除此之外,由于功率分轴机构的各中间旋转轴、其轴承及该中间旋转轴上的齿轮被设定为预想转矩分散至多个传递系统上的强度(设定以多个中间旋转轴共同传递动力为前提的强度),因此并未想到这种瞬间急剧变化的转矩仅集中施加于多个传递系统中特定的传递系统。因此可推测功率分轴机构的增速器在其结构上反而会形成强度上不利的状况。
本发明以着眼于如下方面为构思的原点:对于风力发电用增速器的故障,不仅是强风时连续施加的较大转矩,而且反而因这种“风速或风向的急剧变化”而在增速器的各部件上瞬间(峰值性)发生的较大的负载或冲击也会较大地产生影响。并且,尤其以如下内容构思发明,即在具备功率分轴机构的增速器中,将在施加这种强烈的瞬间负载或冲击时,该功率分轴机构原本的转矩分散作用非旦不会很好地发挥作用,反而会形成不利状况这一点作为“中间课题”来掌握,并克服该中间课题,从而解决上述基本课题。
在本发明中,在齿轮和支承部件经轴承相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙容许齿轮、轴承及支承部件中的至少2者之间能够相对向径向产生微小位移。
根据本发明,由于该间隙的存在,若输入轴转速由于“风速或风向的急剧变化”等原因而急剧变化,则增速器能够瞬间在该时刻自动形成最稳定的啮合状态。即,各齿轮向能够使瞬间承受的荷载变得更均等的方向自动位移而防止只有特定的齿轮承受较强的负载。因此,能够充分发挥功率分轴机构原本的荷载分散作用,并能够减轻增速器各部的峰值性负载。
发明效果
根据本发明,能够得到一种小型、重量轻、低成本且具备可靠性高、寿命长的功率分轴机构的风力发电用增速器。
附图说明
图1是示意表示具备本发明的实施方式的一例的功率分轴机构的风力发电用增速器的主要部分的立体图。
图2是从其他角度观察图1的增速器的主要部分的立体图。
图3是示意表示图1的增速器的各轴的支承结构的截面图。
图4是示意表示该各轴的其他支承结构的截面图。
图5是表示适用本发明的风力发电设备的整体结构的一例的侧视图。
图6是表示图5的风力发电设备的短舱的内部结构的立体图。
图中:1-风力发电设备,3-短舱,4-旋翼头,5-风车叶片,11-发电机,20-增速器,21-功率分轴机构,31~38-第1中间旋转轴,61~64-第2中间旋转轴,91~94-第3中间旋转轴,121、122-第4中间旋转轴,G1、G2-齿轮,B1、B2-轴承,Ca1、Ca2-外壳,S1、S2-间隙。
具体实施方式
以下,根据附图详细说明本发明的实施方式的一例。
首先,利用图5及图6从风力发电装置的增速器周边的基本结构进行说明。风力发电装置1具有竖立地设置于基台6上的支柱2、设置于支柱2的上端的短舱3、装配成相对于该短舱3旋转自如的旋翼头4。旋翼头4上安装有多片(图示的例子中为3片)风车叶片(风车翼)5。在短舱3的内部,增速器20及发电机11连接于旋翼头4。
当风吹到风车叶片5时,旋翼头4旋转,该旋翼头4的旋转以由增速器20增速的状态传递至发电机11。由此,能够将旋翼头4(虽然有转矩)的速度缓慢的旋转增速至快速的旋转,并能够从发电机11有效地获得发电输出。另外,图6所示的符号12为变压器,13为控制器,14为逆变器,15为逆变器冷却器,16为润滑油冷却器。
以下,对于本发明所涉及的具备功率分轴(locked train)机构的风力发电用增速器20的结构进行详细说明。其中,功率分轴机构是指将输入轴的动力分割传递至数量多于输入轴的多个中间旋转轴上且再次作为数量少于中间旋转轴的输出轴的动力聚合的动力传递机构。
首先,基于图1、图2说明本实施方式中采用的功率分轴机构的基本结构,之后,基于图3说明本实施方式的特征部分。另外,上述基本结构本身与US2003/0015052A1相同。
图1是示意表示具备功率分轴机构21的风力发电用增速器20的主要部分的立体图,图2表示从其他角度示意表示该增速器20的主要部分的立体图。另外,由于描绘角度的关系,局部存在未涉及符号的轴。
该增速器20将从图5及图6所示的旋翼头4传递至未图示的输入轴的旋转经组装于该输入轴上的输入齿轮22分割传递至8根第1中间旋转轴31~38上,并最终聚合在一根输出轴上(省略图示)。以下说明具体结构。
输入齿轮22在将其外周进行8等分的位置与8个第1中间齿轮41~48啮合,该8个第1中间齿轮41~48设置于8根第1中间旋转轴31~38上。由此,从旋翼头4侧传递至单一(1个)输入轴上的动力经输入齿轮22以分割的状态传递至8根第1中间旋转轴31~38上。
8根第1中间旋转轴31~38中,一半(4根)的第1中间旋转轴31、33、35、37上,在各个输入齿轮22的轴向旋翼头侧(前段侧)的端部上设置有前段侧第2中间齿轮51、53、55、57。另外,剩下的第1中间旋转轴32、34、36、38上,在各个旋翼头相反侧(后段侧)的端部上设置有后段侧第2中间齿轮52、54、56、58。即,第1中间旋转轴31~38上的第1中间齿轮41~48相对于输入齿轮22在轴向前段侧及后段侧各交替配置有4个。
设置于前段侧的4个前段侧第2中间齿轮51、53、55、57与在4根第2中间旋转轴61~64上设置于轴向前段侧的前段侧第3中间齿轮71、73、75、77啮合。设置于后段侧的4个后段侧第2中间齿轮52、54、56、58分别与该4根第2中间旋转轴61~64上设置于轴向后段侧的后段侧第3中间齿轮72、74、76、78啮合。
由此,分割传递至8根第1中间旋转轴31~38的动力汇集并聚合在4根第2中间旋转轴61~64上。
4根第2中间旋转轴61~64的后段侧端部上分别设置有第4中间齿轮81~84。4个第4中间齿轮81~84分别与设置于4根第3中间旋转轴91~94上的第5中间齿轮101~104啮合。
4根第3中间旋转轴91~94中的2根第3中间旋转轴91、93中,在第5中间齿轮101、103的后段侧设置有后段侧第6中间齿轮111、113。剩下的2根第3中间旋转轴92、94中,在第5中间齿轮102、104的前段侧设置有前段侧第6中间齿轮112、114。
后段侧第6中间齿轮111、113与(作为2根第4中间旋转轴121、122中的1根的)第4中间旋转轴121的后段侧第7中间齿轮131、133啮合。前段侧第6中间齿轮112、114与另一第4中间旋转轴122的前段侧第7中间齿轮132、134啮合。
由此,分割传递至4根第3中间旋转轴91~94的动力作为2根第4中间旋转轴121、122的动力汇集并聚合。
在该实施方式中,形成如下结构:2根第4中间旋转轴121、122的旋转(以与从4根第3中间旋转轴91~94传递至2根第4中间旋转轴121、122的方式相同的方式)进一步汇集至未图示的1根输出轴并驱动前述的1台发电机11。另外,也可以形成为如以2根第4中间旋转轴121、122作为增速器20的输出轴并直接并列驱动2台发电机这样的结构。
在该实施方式所涉及的增速器20中,如此具备未图示的1根输入轴、8根第1中间旋转轴31~38、4根第2中间旋转轴61~64、4根第3中间旋转轴91~94、2根第4中间旋转轴121、122及未图示的1根输出轴。
在此,若以符号Sa1总括并示意表示这些“轴”,则这些“轴”的支承结构(由于只有组装于该轴Sa1上的齿轮G1、G2的数量或大小不同)基本上均能够以例如图3或图4所示的支承结构来代表。
因此,首先对如图3所示的支承结构进行说明。
图3所示的支承结构中,齿轮G1、G2与轴Sa1为一体,轴Sa1经轴承B1、B2支承于作为支承部件的外壳Ca1、Ca2。已说明的所有“轴”能够由该图3的支承结构支承。另外,轴Sa1及齿轮G1、G2可以由一体(单一)部件构成,也可成为通过连结分体部件来一体化的结构。
该图3的支承方式中,轴承B1、B2的内圈B1a、B2a和轴Sa1之间形成有能够使该轴承B1、B2的内圈B1a、B2a与轴Sa1之间相对向径向产生微小位移的间隙S1。另外,该图3的例子中,除该间隙S1以外,在轴承B1、B2的外圈B1b、B2b与外壳(支承部件)Ca1、Ca2之间还进一步形成有使轴承B1、B2的外圈B1b、B2b与外壳Ca1、Ca2之间能够相对向径向产生微小位移的间隙S2。
该实施方式中,将间隙S1、S2设定为相对于轴承B1、B2的外径db成为0.3%(3/1000)左右的(径向)大小。
另外,该间隙S1、S2的大小的设定为一例。若改变间隙S1、S2的形成位置(形成于哪个轴)、形成个数或大小(间隔),则能够产生微小位移的部件(或部件组)的位移方式会变得不同,因此能够调整可良好地吸收输入轴的负载变动的区域的频率成分。在这种观点上,例如,间隙S1、S2中的一个不设置亦可,并且,根据欲吸收变动的区域的频率成分或振幅而敢于使间隙S1、S2的大小不同也是有效的。
轴Sa1与轴承B1、B2的内圈B1a、B2a能够相对向径向产生微小位移(或外壳Ca1、Ca2与轴承B1、B2的外圈B1b、B2b能够相对向径向产生微小位移)根本上与能够改变组装在该轴Sa1上的齿轮G1、G2与所啮合的对象齿轮(图5中省略图示)的实际节圆d1、d2的意思相同。若改变节圆d1、d2,则组装于该轴Sa1的齿轮G1、G2与对象齿轮的啮合状态也理所当然变化。
另外,形成本发明所涉及的间隙的对象“轴”包含(动力被分割的)各中间旋转轴(8根第1中间旋转轴31~38、4根第2中间旋转轴61~64、4根第3中间旋转轴91~94及2根第4中间旋转轴121、122)是不言而喻的,但也可以在例如只有1根的输入轴或输出轴上适用本发明。这是因为,径向的相对位移如字面意义为“相对”的,因此例如能够通过适用于输入轴来调整该输入轴上的输入齿轮22与8根第1中间旋转轴31~38之间的相对位置。
间隙S1、S2内充满增速器20内的润滑剂。润滑剂的填充基本上仅形成为通过润滑轴承B1、B2的一般方式例如按每一个轴承B1、B2浸渍于装入增速器20内的润滑剂中的结构即可。在本实施方式中,由于隔着间隙S1、S2而对置的部件之间基本上一体化地活动(非相对旋转),因此当例如只着眼于基于径向位移的自动调心功能(后述)这一点时,该间隙S1、S2未必一定始终“维持被润滑剂完全充满的状态”。但是,为得到后述的恰当的阻尼器效果且进一步延长寿命,优选在间隙S1、S2内可靠地填充润滑剂。
因此,作为用于使润滑剂始终良好地充满于该间隙S1、S2内的办法,例如如图3的虚线所示,以形成向间隙开口的润滑通道150的方式构成是有效的。当形成润滑通道150时,若形成在轴Sa1内的轴心O1位置上形成的轴向通道152和与该轴向通道152连通且向间隙S1、S2内开口的径向通道154、156,则能够以简单的结构构筑利用基于离心力的抽吸作用的润滑系统。
接着,说明本实施方式所涉及的风力发电用增速器20的作用。
风车叶片5的旋转经旋翼头4的主轴传递至增速器20的未图示的输入轴,从而使输入齿轮22旋转。这样,通过输入齿轮22与第1中间齿轮41~48的啮合,8根第1中间旋转轴31~38同时向相同方向旋转。由此,单一输入轴(输入齿轮22)的动力分割至8根第1中间旋转轴31~38上。
若8根第1中间旋转轴31~38旋转,则通过4个前段侧第2中间齿轮51、53、55、57与前段侧第3中间齿轮71、73、75、77的啮合及剩下的4个后段侧第2中间齿轮52、54、56、58与后段侧第3中间齿轮72、74、76、78的啮合,使4根第2中间旋转轴61~64旋转。由此,8根第1中间旋转轴31~38的动力汇集并聚合在4根第2中间旋转轴61~64上。
若4根第2中间旋转轴61~64旋转,则通过第4中间齿轮81~84与第5中间齿轮101~104的啮合,使4根第3中间旋转轴91~94旋转。若4根第3中间旋转轴91~94旋转,则2根第4中间旋转轴121、122通过与后段侧第6中间齿轮111、113及前段侧第6中间齿轮112、114的啮合而旋转。2根第4中间旋转轴121、122的旋转经由未图示的2个齿轮而聚合在1根输出轴上。
其结果,最终,基于从旋翼头4侧输入的风力而产生的动力从1根输入轴分割传递至8根第1中间旋转轴31~38,并且进一步经4根第2中间旋转轴61~64、4根第3中间旋转轴91~94及2根第4中间旋转轴121、122再次汇集并聚合至1根输出轴上而被传递。
由于增速器20的输出轴连结于发电机11(图6)上,因此,能够通过以上结构在将风车叶片5的旋转提速的基础上旋转发电机11,且能够进行高效的风力发电。
以下,主要参考图3详细说明与间隙S1、S2有关的作用。
若旋翼头4旋转,则随此各轴Sa1经轴承B1、B2相对于外壳Ca1、Ca2旋转。此时,轴Sa1与轴承B1、B2的内圈B1a、B2a之间及外壳Ca1、Ca2与轴承B1、B2的外圈B1b、B2b之间几乎不产生相对旋转。这是因为,轴承B1、B2的转动阻力原本就小,另一方面,间隙S1、S2其间隔极其狭窄,若要相对旋转,则该间隙S1、S2内的润滑剂产生剪切应力,因此对该相对旋转的阻力变得非常大。
在此,在恶劣天气时,尤其在风向频繁变化这样的强风吹起等情况下,由于风车叶片5的旋转转矩变动,有时急剧变化,因此各齿轮G1、G2的啮合反作用力也变动,其结果施加于与齿轮G1、G2成为一体化的轴Sa1的间隙S1(或与外壳Ca1的间隙S2)的径向荷载发生变动。
其结果,各轴Sa1通过径向的微小位移而自动调心,各个齿轮G1、G2相对于对象齿轮的啮合状态自动过渡至最稳定的状态。其结果,多个轴Sa1能够共同承受该峰值转矩,防止该峰值转矩仅集中施加于特定的轴Sa1上。
另外,该自动调心功能不仅在产生峰值转矩时发挥作用,在如较强的转矩被连续输入时也发挥作用,因此能够使将输入轴的转矩分割传递至多个轴上的功率分轴原本的功能得到充分发挥。
另外,轴Sa1在发生微小位移时,缩小存在于其外周的间隙S1的圆周方向的某一部分的间隔的同时(分开润滑剂的同时)发生位移。此时,直径方向相反侧的间隙S1的间隔欲更加扩展,引入周围的润滑剂的同时发生位移。间隙S2中产生与间隙S1的作用几乎相反的作用。因此,间隙S1、S2内的润滑剂最终作为阻尼器作用于轴Sa1的位移。其结果,可以防止若没有间隙S1、S2(即,轴Sa1与轴承B1、B2的内圈B1a、B2a或轴承B1、B2的外圈B1b、B2b与外壳Ca1、Ca2直接抵接)时,直接传递如以原样急剧大幅增加之后马上急剧降低的冲击性转矩。
并且,通过抑制急剧的转矩变动的传递,能够降低齿隙反转的频率,即使发生反转,也能够进一步降低反转时齿面的冲击。
另外,假设在此种程度的间隙S1、S2内的润滑剂的圆周方向的剪切应力的范围内一体地旋转的齿轮G1、G2与轴承B1、B2的内圈B1a、B2a之间或外壳Ca1、Ca2与外圈B1b、B2b之间,施加超过该剪切应力的圆周方向的转矩,则该齿轮G1、G2与轴承B1、B2的内圈B1a、B2a之间或外壳Ca1、Ca2与外圈B1b、B2b之间会产生“滑动”。在该间隙S1、S2部分产生的滑动尤其在施加如瞬间破坏增速器20本身的这样的巨大负载时,起到释放该巨大负载的功能。
其结果,根据本实施方式,能够最大限度地发挥功率分轴机构原本的转矩分散效果,同时,能够降低施加于各要件(轴Sa1、轴承B1、B2或齿轮G1、G2等)上的负载的峰值,因此能够大幅延长增速器20的寿命。
另外,如已介绍,功率分轴机构21的各轴还能够通过例如如图4所示的支承结构支承。即,图4的支承结构中,在齿轮G3、G4与轴Cs1之间设有支承轴Cs1的轴承B3、B4,该轴承B3、B4组装于与外壳Ca3、Ca4等成为一体化的作为支承部件的支承轴Cs1的外周。当为该支承结构时,本发明所涉及的间隙S3形成于支承轴Cs1与轴承B3、B4的内圈B3a、B4a之间。
并且,图4的结构中,轴承B3、B4与作为支承部件的支承轴Cs1之间设有环状部件R1,该环状部件R1的外周侧形成有间隙S4。环状部件R1以虽然轴向移动受限但容许径向的微小移动的形态组装。若设为这种结构,则能够与环状部件R1的设计相结合,显著扩大与形成间隙相关的设计的自由度。
另外,由于能够夹着环状部件R1沿径向形成多个间隙S4、S5,因此能够提高润滑剂的阻尼器功能,还进一步提高冲击吸收作用本身。在这观点上,环状部件R1的组装不限定于1个,可以在径向上多重配置多个。
另外,虽未图示,但在前述的图3的实施方式中,也可以完全相同地在轴承B1、B2的内圈B1a、B2a与轴Sa1之间或者轴承B1、B2的外圈B1b、B2b与作为支承部件的Ca1之间的任意一方或两者中,配置环状部件,并得到相同的附加作用效果。
总而言之,环状部件可以配置在齿轮与轴承之间以及轴承与支承部件之间的任意一方,并且,在任意一方可以仅配置一个也可以配置多个,另外,也可以不配置。当配置环状部件时,间隙(一般情况下)可以仅设置在该环状部件的外周侧,而且可以仅设置在内周侧,另外也可以设置在外周侧及内周侧两者。
本发明中,关于具体对功率分轴机构的哪个轴以何种程度的大小形成间隙也无特别地限定。总之,其结果,在功率分轴机构的预定轴的轴承中除相对旋转的部位之外的任意部位上,将组装于该轴上的齿轮、轴承及支承部件中的至少2者之间形成为能够相对向径向进行微小位移即可。若形成有间隙的轴、所形成的轴的数量、所形成的轴上的形成位置或大小等不同,则能够吸收变动的频率区域变得不同,因此能够在设置风力发电设备的地区考虑刮风的性质来进行更有效的变动吸收。如已叙述,不只是各中间旋转轴,对输入轴或输出轴也能够适用本发明。功率分轴机构本身的结构也不限定于上述结构(上述功率分轴机构为一例)。
另外,上述实施方式中,示出了为了在间隙内始终可靠地确保润滑剂而形成润滑通道的例子,但关于“间隙内的润滑剂的确保”,例如也可设为以与增速器内的空间隔离并密封间隙(或包含间隙的微小空间)的方式构成并在该密封空间内积极密封润滑剂的结构。另外,当采用如此与增速器内的空间隔离并密封间隙的结构时,可以使填充于间隙内的润滑剂不同于增速器内的空间内的润滑剂,还可以不是所谓的润滑剂而是能够作为阻尼器良好地发挥作用的液体也可。密封间隙的结构的优点在于,能够将预定的润滑剂等液体可靠地保持在间隙内。
并且,也可以构成为组合上述润滑通道的形成与密封结构并由通向该间隙的润滑通道的开口以外的部分来密封间隙或包含间隙的微小空间。该结构能够如下构成,即作为定性倾向,作为支承部件的支承轴或齿轮的旋转越快时,(由于离心力越变大,因此)能够提高间隙内的润滑剂的压力,因此间隙缩窄时能够产生更强的推斥力,并可更加可靠地得到阻尼器效果。
另外,上述实施方式中,均采用球轴承作为轴承,但在本发明中,轴承的种类未必一定限定于球轴承。根据发电容量或功率分轴机构的结构,例如也可采用滚子轴承或滚针轴承。例如,当齿轮为螺旋齿轮时,可以为可承受轴向荷载的角接触球轴承或圆锥滚子轴承。
并且,上述实施方式中,轴承均具有内圈及外圈两者,但在本发明中,也可以为在不形成间隙的一侧,省略了内圈或外圈的轴承。无论采用哪一种结构的轴承,都在进行作为轴承的原本的(齿轮与支承部件之间的)相对旋转的部位以外存在本发明所涉及的间隙。例如,当采用滑动轴承作为轴承时,齿轮与支承部件之间的一般运行时的相对旋转始终由该滑动轴承部分进行。因此,在该滑动轴承中进行相对旋转的部位以外另外存在本发明所涉及的间隙。换言之,虽然“轴承中的相对旋转的部位”上不可避免地存在间隙,但该轴承中相对旋转的部位的间隙不包含于本发明的间隙的范畴。就“轴承中相对旋转的部位的间隙”而言,例如若为具有内外圈的轴承,则为内圈-滚动体-外圈之间的间隙,若不设置内外圈中的一个圈时,则为内外圈中的某一个圈-滚动体-构成滚动体的滚动面的部件之间的间隙。
Claims (11)
1.一种具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备:构成所述功率分轴机构的一个部件的齿轮;
经由轴承而将该齿轮支承为能够进行旋转的支承部件,
在所述轴承中除相对旋转的部位以外的任意部位形成有间隙,且该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者之间相对地向径向产生微小位移,
在所述轴承与所述齿轮之间设置有环状部件,
在该环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有所述间隙。
2.如权利要求1所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
在所述齿轮与在其上组装有所述齿轮的轴之间设置轴承,在所述齿轮与该轴承的外圈之间以及所述在其上组装有所述齿轮的轴与该轴承的内圈之间的至少其中之一形成有所述间隙。
3.如权利要求2所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
在轴向上相邻的所述齿轮之间成为一体。
4.如权利要求1所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备多个所述环状部件。
5.如权利要求1所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备向所述间隙开口的润滑通道。
6.如权利要求1所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
所述间隙或包含间隙的微小空间与所述增速器内的空间隔离并被密封。
7.一种具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备:构成所述功率分轴机构的一个部件的齿轮;
经由轴承而将该齿轮支承为能够进行旋转的支承部件,
在所述轴承中除相对旋转的部位以外的任意部位形成有间隙,且该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者之间相对地向径向产生微小位移,
在所述轴承与所述支承部件之间设置有环状部件,
在该环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有所述间隙。
8.如权利要求7所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
所述齿轮与在其上组装有所述齿轮的轴为一体,所述在其上组装有所述齿轮的轴经由轴承而支承于所述支承部件上,在所述轴承的内圈与所述在其上组装有所述齿轮的轴之间以及所述轴承的外圈与支承部件之间的至少其中之一形成有所述间隙。
9.如权利要求7所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备多个所述环状部件。
10.如权利要求7所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
该增速器具备向所述间隙开口的润滑通道。
11.如权利要求7所述的具备功率分轴机构的风力发电用增速器,其特征在于,
所述间隙或包含间隙的微小空间与所述增速器内的空间隔离并被密封。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011213509A JP5917070B2 (ja) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | ロックドトレーン機構を備えた風力発電用の増速機 |
JP2011-213509 | 2011-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103032279A CN103032279A (zh) | 2013-04-10 |
CN103032279B true CN103032279B (zh) | 2015-01-21 |
Family
ID=48019554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210256399.0A Expired - Fee Related CN103032279B (zh) | 2011-09-28 | 2012-07-23 | 具备功率分轴机构的风力发电用增速器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5917070B2 (zh) |
CN (1) | CN103032279B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6796509B2 (ja) * | 2017-02-14 | 2020-12-09 | 三菱重工業株式会社 | 動力伝達装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1397747A (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-19 | 维内尔吉股份公司 | 具有将转动输入转换为预定转动输出的动力分支的齿轮驱动装置 |
JP2003269553A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 風力発電装置用増速装置 |
CN1991190A (zh) * | 2005-12-27 | 2007-07-04 | 日立粉末冶金株式会社 | 动压轴承组件 |
CN101469760A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-07-01 | 汉森传动系统国际公司 | 包括具有行星负重板的行星架的行星式齿轮单元 |
CN101806333A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-08-18 | 太原重工股份有限公司 | 大型穿孔机用双分流减速机 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS427761Y1 (zh) * | 1964-12-15 | 1967-04-18 | ||
JPS52112055A (en) * | 1976-03-16 | 1977-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Planetary gears |
JPH0452527Y2 (zh) * | 1986-08-11 | 1992-12-10 | ||
JPS63123862U (zh) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | ||
JPH01152115U (zh) * | 1988-04-13 | 1989-10-20 | ||
US5228355A (en) * | 1991-11-15 | 1993-07-20 | Dana Corporation | Pto unit for a transmission or the like including a lubrication system operable only when the pto is in operation |
JPH0545297U (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-18 | 株式会社ハーモニツク・ドライブ・システムズ | 遊星歯車装置の荷重等配機構 |
JP2522633B2 (ja) * | 1993-08-25 | 1996-08-07 | 株式会社ニュー・ニテック | すべり軸受とこのすべり軸受を用いた水中用ウォ―ム減速機 |
JPH11257469A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Jatco Corp | 潤滑装置 |
JP3856093B2 (ja) * | 2001-01-16 | 2006-12-13 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 車両のトランスファ装置 |
JP4103366B2 (ja) * | 2001-10-15 | 2008-06-18 | マツダ株式会社 | 4輪駆動装置 |
US7069802B2 (en) * | 2003-05-31 | 2006-07-04 | Clipper Windpower Technology, Inc. | Distributed power train (DGD) with multiple power paths |
DE10340261A1 (de) * | 2003-08-29 | 2005-03-31 | Rexroth Indramat Gmbh | Lagereinheit für umlaufende Radiallast |
JP2006214551A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Yamaha Motor Co Ltd | 軸受装置およびバランサ装置 |
JP2008080976A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Nsk Ltd | 電動式ステアリング装置 |
JP2008081060A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | パワーステアリング装置 |
JP2008151207A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Jtekt Corp | 圧縮機 |
JP5130177B2 (ja) * | 2008-09-29 | 2013-01-30 | 住友重機械工業株式会社 | 減速装置 |
JP5418834B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-02-19 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
-
2011
- 2011-09-28 JP JP2011213509A patent/JP5917070B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-07-23 CN CN201210256399.0A patent/CN103032279B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1397747A (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-19 | 维内尔吉股份公司 | 具有将转动输入转换为预定转动输出的动力分支的齿轮驱动装置 |
JP2003269553A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 風力発電装置用増速装置 |
CN1991190A (zh) * | 2005-12-27 | 2007-07-04 | 日立粉末冶金株式会社 | 动压轴承组件 |
CN101469760A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-07-01 | 汉森传动系统国际公司 | 包括具有行星负重板的行星架的行星式齿轮单元 |
CN101806333A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-08-18 | 太原重工股份有限公司 | 大型穿孔机用双分流减速机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5917070B2 (ja) | 2016-05-11 |
CN103032279A (zh) | 2013-04-10 |
JP2013072526A (ja) | 2013-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010201623B2 (en) | Gear box for wind turbine generator and wind turbine generator | |
CN101725462B (zh) | 用于风力涡轮机应用的转矩分流式复合行星传动系 | |
EP2630371B1 (en) | Wind turbine power transmission system | |
US9903347B2 (en) | Wind turbine gearbox | |
US11746876B2 (en) | Compound planet gear arrangement and gear wheel arrangement | |
CN101646863A (zh) | 具有传动系的风轮机 | |
CN102374122A (zh) | 用于风力涡轮机的偏航组件 | |
CN101836014A (zh) | 用于风轮机的齿轮箱、转换风能的方法以及齿轮箱的使用 | |
CN103775573A (zh) | 同轴齿轮系统 | |
JP2015513048A (ja) | トランスミッション | |
US8282351B2 (en) | Split load path gearbox | |
CN203114537U (zh) | 动力传输系统及具有该系统的风力涡轮机 | |
CN103032279B (zh) | 具备功率分轴机构的风力发电用增速器 | |
US11111902B2 (en) | Nacelle and rotor for a wind turbine, and method | |
US20190383359A1 (en) | Wind turbine with two-stage star compound gear train | |
EP3379106B1 (en) | Compound planet gear arrangement and gear wheel arrangement | |
CN203114536U (zh) | 用于风力涡轮机的动力传输系统 | |
KR101074694B1 (ko) | 회전 하우징을 갖는 풍력발전기용 기어박스 | |
EP3379109B1 (en) | Compound planet gear arrangment and gear wheel arrangement | |
CN103827484A (zh) | 风力发电用增速器 | |
CN104769319A (zh) | 用于风力涡轮机的动力齿轮传输系统 | |
CN100593652C (zh) | 传动系统自适应阻尼装置 | |
EP2884102A1 (en) | Gearbox for wind power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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: 20150121 Termination date: 20160723 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |