CN103808510B - 风力发电增速齿轮箱试验工装 - Google Patents

风力发电增速齿轮箱试验工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了风力发电增速齿轮箱试验工装，包括：通过支撑底座、地脚螺栓底座压盖以及把合螺栓装配于工作台面上的主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱和用于扭矩的扭矩传输装置；主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱扭矩输出端为相对装配；扭矩传输装置包括：分别装配于主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱输出轴孔内部的一对渐开线外花键空心轴，分别与两个渐开线外花键空心轴配合传递扭矩的两个渐开线内花键套和用于联结渐开线内花键套传递扭矩的若干个插入键；本发明通过扭矩传输装置的便装设置，提出一种安全可靠、拆装方便、找正简单、可多次重复利用，可适用于多种型号的风电增速齿轮箱试验工装。

Description

风力发电增速齿轮箱试验工装
技术领域
本发明涉及应用于风电机组配套的增速齿轮箱试验领域，在增速齿轮箱产品开发完成后及出厂前，可利用该设备完成产品型式试验和批量出厂试验的风力发电增速齿轮箱试验工装。
背景技术
风力发电机是利用自然风力驱动的发电机，由于风力方向变化莫测，且具有冲击力等不确定因素，对其传动链中重要零部件增速齿轮箱，就提出高性能、高质量、运转稳定等诸多要求，所以能否满足设计要求的型式试验以及检验产品质量问题的出厂试验，对增速齿轮箱生产商是必不可少的环节。
现有的风电增速齿轮箱试验工装连接方式中被测试的两个增速齿轮箱中间有一过渡装置，依靠高强螺栓将增速齿轮箱输入法兰紧紧拔合在该过渡装置两侧，属纯刚性连接，给试验工人找正带来很大困难，而且数目众多的高强螺栓在齿轮箱的安装、拆卸过程给车间工人带来繁琐的劳动，降低了试验效率。而且高强螺栓在规定的把合力矩下经过反复拆装多次后就报废，造成试验材料的浪费、增加试验成本。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提出一种尺寸小、结构简单紧凑、拆装方便、制造工艺简单、找正方便、实用性强的风力发电增速齿轮箱试验工装。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：
风力发电增速齿轮箱试验工装，包括：通过支撑底座、地脚螺栓、底座压盖以及把合螺栓、装配于工作台面上的主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱和用于主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱传递扭矩输出端相互传递扭矩的扭矩传输装置；主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱扭矩输出端为相对装配，且装配保证主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱整个机构同水平度和输出轴同轴度；
扭矩传输装置包括：分别装配于主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱输出轴孔内部的一对渐开线外花键空心轴，分别与两个渐开线外花键空心轴配合传递扭矩的两个渐开线内花键套和用于联结渐开线内花键套传递扭矩的若干个插入键；
两个渐开线外花键空心轴通过锁紧盘分别与主测增速齿轮箱和陪测增速齿轮箱传递扭矩装配；
渐开线内花键套内花键表面与渐开线外花键空心轴外花键表面啮合，且渐开线内花键套通过端盖与端盖螺栓组件固定装配于两个渐开线内花键套的相对端面上；
端盖与渐开线内花键套轴向接触端面设置有间隙；
两个渐开线内花键套相对端面设置有由渐开线内花键套轴向接触端面圆心径向发散状分布的若干轴向凹陷沟槽，且两个渐开线内花键套轴向接触端面同一位置的轴向凹陷沟槽扣合形成用于插入键插入定位的容纳腔；
插入键通过紧固螺钉与一侧渐开线内花键套固定；
插入键末端伸出于两个渐开线内花键套轴向接触端面扣合形成楔形腔，且插入键伸出端设置有固定耳；紧固螺钉穿过插入键固定耳与渐开线内花键套周向外侧壁紧固固定；
采用上述技术方案的本发明具有以下优点：
1、采用此工装可满足多种新产品机型的型式试验、以及批量出厂试验避免多种工装重复制造从而降低了成本。
2、采用此工装结构可增加或者减少楔形键的个数或端面尺寸满足同一系列机型不同功率的试验。
3、高强螺栓不能重复多次使用，而楔形键可重复利用，节约成本。
4、数目众多的高强螺栓每次拆卸都给车间工人带来繁琐的劳动，楔形键仅仅需要2～4个，预留调整间隙以方便找正对中，大大降低了劳动强度，提高生产效率。
5、该工装结构简单、尺寸小、节省占地空间，提高了地面试验台的利用率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
本发明共4幅附图,其中：
图1为本发明的侧视结构示意图。
图2为本发明的扭矩传输装置结构示意图。
图3为本发明底座部分的主视结构示意图。
图4为本发明底座部分的侧视结构示意图。
图中：1、把合螺栓，2、底座压盖，3、支撑底座，4、地脚螺栓，5、渐开线外花键空心轴，6、端盖螺栓组件，7、紧固螺钉，8、楔形键，9、端盖，10、渐开线内花键套，11、主测增速齿轮箱，12、陪测增速齿轮箱，13、增速齿轮箱扭力臂，14、工作台面，15、锁紧盘。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示的一种风力发电增速齿轮箱试验工装，包括：通过支撑底座3、地脚螺栓4、底座压盖2以及把合螺栓1、装配于工作台面14上的主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12和用于主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12传递扭矩输出端相互传递扭矩的扭矩传输装置；
主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12扭矩输出端为相对装配，且装配保证主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12整个机构同水平度和输出轴同轴度；
扭矩传输装置包括：分别装配于主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12输出轴孔内部的一对渐开线外花键空心轴5，分别与两个渐开线外花键空心轴5配合传递扭矩的两个渐开线内花键套10和用于联结渐开线内花键套10传递扭矩的若干个插入键8；
两个渐开线外花键空心轴5通过锁紧盘15分别与主测增速齿轮箱11和陪测增速齿轮箱12传递扭矩装配；
渐开线内花键套10内花键表面与渐开线外花键空心轴5外花键表面啮合，且渐开线内花键套10通过端盖9与端盖螺栓组件6固定装配于两个渐开线内花键套10的相对端面上；
端盖9与渐开线内花键套10轴向接触端面设置有间隙A；
两个渐开线内花键套10相对端面设置有由渐开线内花键套10轴向接触端面圆心径向发散状分布的若干轴向凹陷沟槽，且两个渐开线内花键套10轴向接触端面同一位置的轴向凹陷沟槽扣合形成用于插入键8插入的楔形腔；
插入键8通过紧固螺钉7与一侧渐开线内花键套10固定；
插入键8末端伸出于两个渐开线内花键套10轴向接触端面扣合形成楔形腔，且插入键8伸出端设置有固定耳；紧固螺钉7穿过插入键8固定耳与渐开线内花键套10周向外侧壁紧固固定；
关于安装：支撑底座3按照增速齿轮箱扭力臂13的位置要求摆放在地面试验台上(14)，调整支撑底座3底面在同一水平面上，用地脚螺栓4固定，如图1、图3和图4所示
渐开线外花键空心轴5放置在主测增速齿轮箱11输出轴孔内，用锁紧盘15锁紧(此处实现扭矩的传递)，然后顺着渐开线外花键空心轴5轴向方向安装渐开线内花键套10，渐开线内花键套10内花键表面与渐开线外花键空心轴5外花键表面啮合，实现扭矩传递，然后用端盖螺栓组件6将端盖9安装在两个渐开线内花键套10的相对端面上(此处安装留有间隙A，用于找正)，这样既限制其轴向窜动量，又避免刚性连接带来找正困难的问题。
安装完成后，吊装主测增速齿轮箱11使其扭力臂放置在另一侧支撑底座3上顶面的凹槽内，利用把合螺栓1将底座压盖2与支撑底座3固定；
同样的方法安装陪测增速齿轮箱12后与主测增速齿轮箱11面对面放置，微调四个底座3保证增速齿轮箱试验要求的同轴度、水平度，最后把紧地脚螺栓4完成整个试验工装的安装，如图1所示。
其中，插入键8可直接使用矩形键这样就降低了键的加工要求，且渐开线内花键套10端面轴向凹陷沟槽可直接加工为矩形凹槽，同时降低了凹陷沟槽的加工要求，主要适用于插入键8装配数量较少情况；
插入键8也可采用楔形键，这样就需要渐开线内花键套10端面轴向凹陷沟槽同样为楔形凹槽；这样虽然增加了加工工件的要求，但是大大提高了扭矩传递精度以及稳定性；主要适用于对扭矩传递要求精度高的情况和/或插入键8装配数量较大情况；
当本发明，适用于小型结构时可采用，预先将插入键8与一次的渐开线内花键套10固定，然后移动另一侧装置对准扣合，最后定位，此种固定方式中插入键8即可不加工固定耳部分，可直接轴向固定在一侧的渐开线内花键套10上。
采用上述技术方案的本发明具有以下优点：
1、采用此工装可满足多种新产品机型的型式试验、以及批量出厂试验避免多种工装重复制造从而降低了成本。
2、采用此工装结构可增加或者减少楔形键的个数或端面尺寸满足同一系列机型不同功率的试验。
3、高强螺栓不能重复多次使用，而楔形键可重复利用，节约成本。
4、数目众多的高强螺栓每次拆卸都给车间工人带来繁琐的劳动，楔形键仅仅需要2～4个，预留调整间隙以方便找正对中，大大降低了劳动强度，提高生产效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.风力发电增速齿轮箱试验工装，包括：通过支撑底座(3)、地脚螺栓(4)、底座压盖(2)以及把合螺栓(1)、装配于工作台面(14)上的主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)和用于主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)传递扭矩输出端相互传递扭矩的扭矩传输装置；其特征在于：所述主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)扭矩输出端为相对装配，且装配保证主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)整个机构同水平度和输出轴同轴度；
所述扭矩传输装置包括：分别装配于主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)输出轴孔内部的一对渐开线外花键空心轴(5)，分别与两个渐开线外花键空心轴(5)配合传递扭矩的两个渐开线内花键套(10)和用于联结渐开线内花键套(10)传递扭矩的若干个插入键(8)；
所述两个渐开线外花键空心轴(5)通过锁紧盘(15)分别与主测增速齿轮箱(11)和陪测增速齿轮箱(12)传递扭矩装配；
所述渐开线内花键套(10)内花键表面与渐开线外花键空心轴(5)外花键表面啮合，且渐开线内花键套(10)通过端盖(9)与端盖螺栓组件(6)固定装配于两个渐开线内花键套(10)的相对端面上；
所述端盖(9)与渐开线内花键套(10)轴向接触端面设置有间隙(A)；
所述两个渐开线内花键套(10)相对端面设置有由渐开线内花键套(10)轴向接触端面圆心径向发散状分布的若干轴向凹陷沟槽，且两个渐开线内花键套(10)轴向接触端面同一位置的轴向凹陷沟槽扣合形成用于插入键(8)插入定位的容纳腔；
所述插入键(8)通过紧固螺钉(7)与一侧渐开线内花键套(10)固定。
2.根据权利要求1所述的风力发电增速齿轮箱试验工装，其特征在于：所述插入键(8)末端伸出于两个渐开线内花键套(10)轴向接触端面扣合形成楔形腔，且插入键(8)伸出端设置有固定耳；所述紧固螺钉(7)穿过插入键(8)固定耳与渐开线内花键套(10)周向外侧壁紧固固定。
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