CN105465282B - 透油的行星齿轮连接部 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行星传动装置，有传动装置壳体、中央太阳轮、齿圈、行星支架和多个行星齿轮，其与齿圈内啮合齿轮和太阳轮外啮合齿轮啮合。在支架轴中构造润滑剂通道为行星齿轮轴承供应润滑剂；其中构造润滑剂输送通道，其与通道连接并在入口侧能连接或连接到外部的润滑剂入口上。支架经抗扭保持在传动装置壳体上的滑动衬套相对壳体径向支撑。在衬套外表面用肩面限定径向靠外和靠内的滑动面。在支架内表面用肩面构造径向靠外和靠内的支承面。滑动面和支承面相抵靠，滑动衬套定位使得在径向靠内和靠外的滑动面之间的肩面与径向靠内和靠外的支承面之间的肩面之间形成环形润滑剂分布通道，输送通道从入口侧汇入其中并其经由供应通道与润滑剂入口连接。

Description

透油的行星齿轮连接部
技术领域
本发明涉及一种行星传动装置，特别用于风力发电设备，具有传动装置壳体、能绕着中央传动轴线旋转地保持在传动装置壳体中并且承载外啮合齿轮的中央太阳轮、与中央传动轴线同中心地布置在传动装置壳体中并且具有内啮合齿轮的齿圈、能绕着中央传动轴线转动地支承在传动装置壳体中的行星支架和多个经由行星齿轮轴承能绕着行星支架轴转动地支承在行星支架上并且具有外啮合齿轮的行星齿轮，该行星齿轮与齿圈的内啮合齿轮和太阳轮的外啮合齿轮啮合在一起，其中，在行星支架轴中设计润滑剂通道，以便为行星齿轮轴承供应润滑剂，并且在行星支架中设计润滑剂输送通道，其与润滑剂通道连接并且在入口侧能连接或者已连接到外部的润滑剂入口上。
背景技术
当今的风力发电设备从外表看几乎没有区别。其区别主要在传动装置的设计，传动装置设置在转子和发电机之间，以便将转子毂的低旋转速度转换为发电机的更高的转动速度。对于大型设备来说，传动比通常为1:100。为了实现这样大的传动比，通常采用多级传动装置。在此，在流行的驱动理念中优选的是行星齿轮级和正齿轮级的组合，其中，在强扭矩的第一齿轮级中通常为了紧凑的结构而采用倾斜啮合的行星齿轮，而在随后的高功率级中应用倾斜啮合的正齿轮。
在此，转子轴或者转子毂与第一级的行星支架连接。该行星支架在行星齿轮的轴向相对置的侧面上的两个位置处、即在传动级的驱动侧处和从动侧处，支承在传动装置壳体中并且驱动行星齿轮。替换地，也能够单侧地支承。齿圈与传动装置壳体固定地连接，从而在传动装置中使行星齿轮进行循环运动。转矩从行星齿轮传递到太阳轮上，该太阳轮经由齿形轴轮廓与第二级的行星支架连接。第二行星齿轮级的进程与第一级一致。在最后的传动级中，通过由第二级的太阳轮驱动的正齿轮产生进一步的传动，从而产生从转子轴在高扭矩时的开始的小转速到发电机轴在低扭矩时的高转速的传动。
在常规的用于风力发电设备的行星齿轮传动装置和行星正齿轮传动装置中，首先采用滚动轴承，以便支承行星支架中的行星齿轮以及传动装置壳体中的行星支架。
个别地也应用液压驱动的滑动轴承。在此所采用的已知的滑动轴承原料例如是具有合金成分和青铜合金的白合金。一般而言，工业应用中的滑动轴承设计为具有与运行点中的直径相关的大约15至20μm的润滑间隙。轴承生产商为白合金给出了至少5MPa作为所允许的平均压力。
不过，采用滑动轴承是相对少见的。其原因在于，占绝大多数的不稳定的运行条件和在滑动轴承同时有极大负荷时的暂时极低的滑动速度。最重要的是，常规的滑动轴承在具有高的至非常高的转速的使用条件下应用。基于此，一般对于风力发电设备中的轴承部位来说几乎只应用滚动轴承。
与采用滚动轴承还是滑动轴承无关地，试图通过润滑措施避免在混合摩擦之中运行，并且以这种方式尽可能小地保持轴承部位的磨损。然而，要采用的用于润滑和冷却特别是在轴承部位的范围中的传动装置部件的措施是耗费的。
为了给行星齿轮轴承供应润滑剂，在行星支架轴中设计润滑剂通道，经由在行星支架中构造的润滑剂输送通道为润滑剂通道输送润滑剂。润滑剂输送通道经由滑动衬套又与特别是轴向贯通了传动装置壳体的壁的润滑剂通道连接，该滑动衬套插入到构造在行星支架的从动侧的端面中的环形槽中。滑动衬套具有中央连接通道，其使得行星支架中的润滑剂输送通道与壳体壁中的润滑剂通道连接。为此，滑动衬套抗扭地保持在壳体上，并且行星支架能相对于滑动衬套转动。对此，环形槽的径向壁表面以及滑动衬套的与此接触的径向壁表面相应地确定公差地构造。换句话说，滑动衬套的外直径和环形槽的内直径相互精确匹配地调谐，并且环形槽的外直径和滑动衬套的内直径以同样的方式形成匹配。这种不仅在滑动衬套的内直径处和外直径处、还有在行星支架的内直径处和外直径处制造各两个匹配尺寸是很难实现的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，设计开头所述类型的行星传动装置，以简化行星齿轮轴承的润滑剂供应。
由此在开头所述类型的行星传动装置中如下地实现该目的，即行星支架通过抗扭地保持在传动装置壳体处的滑动衬套相对于传动装置壳体径向地支撑，滑动衬套在其外表面处利用位于径向靠外的滑动面和径向靠内的滑动面之间的肩面限定了径向靠外的滑动面和径向靠内的滑动面，并且对应地在行星支架的内表面处利用位于径向靠外的支承面和径向靠内的支承面之间的肩面构造径向靠外的支承面和径向靠内的支承面，其中，滑动衬套的滑动面和行星支架的支承面平面地相抵靠，并且滑动衬套相对行星支架如下地定位，以使得在形成于滑动衬套的径向靠内的滑动面和径向靠外的滑动面之间的肩面与形成于行星支架的径向靠内的支承面和径向靠外的支承面之间的肩面之间形成环形的润滑剂分布通道，行星支架的润滑剂输送通道在入口侧汇入到润滑剂分布通道中，并且经由构造在滑动衬套中的润滑剂供应通道与外部的润滑剂入口连接。
根据本发明，在滑动衬套的分级设计的外表面和行星支架的分级设计的内表面之间形成环形的润滑剂分布通道。对此，在滑动衬套的外表面处设计两个径向上相互错位布置的滑动面，并且在行星支架的内表面处设计两个相对应地径向上相互错位布置的支承面，该滑动面和支承面相互平面地接触，并且必须相应地确定公差。当然，与如现有技术所需要的、分别在滑动衬套处制造内-和外配合表面和制造行星支架的环形槽相比，在滑动衬套的外表面处制造两个滑动面和行星支架的内表面处制造两个支承面的设计明显更简单和更过程可靠。
构造在滑动衬套和行星支架的肩面之间的并且在其径向外侧通过行星支架界定和在其径向内测通过滑动衬套界定的润滑剂分布通道环形地绕着中央传动轴线延伸，并且实现了在构造于转动的行星支架中的润滑剂输送通道处优化的润滑剂传递。在此优选地，在滑动衬套的滑动面之间和/或行星支架的支承面之间的肩面径向地或至少基本上径向地延伸。
根据本发明的一个优选的实施方式，润滑剂供应通道纯轴向地在滑动衬套中延伸，从而其易于生产并且轴向地汇入到润滑剂分布通道中。
以已知的方式根据本发明的一个优选的实施方式提出，行星支架轴中的润滑剂通道包括沿着相应的行星支架轴的外圆周延伸的环形的润滑剂收集槽，行星支架的相对应的润滑剂输送通道汇入到润滑剂收集槽中。通过这种设计方案实现了将润滑剂从行星支架的润滑剂输送通道可靠地传递到行星支架轴中的润滑剂通道，因为由于收集槽的环形的设计使得润滑剂输送通道在行星支架旋转期间也与润滑剂收集槽稳定地连接。
滑动衬套在其滑动面的区域中由适当的滑动轴承材料组成，如其所公知的那样。特别地，能够采用铜锌合金或者铜锡合金。在此优选地，应用锌成分在6％和40％之间的铜锌合金或者锡成分在4％和12％之间的铜锡合金。还能设想铝锡合金，其中其优选地具有在6％和40％之间的锡成分。滑动轴承材料能够轧制包覆到支板上。同样实现了，所采用的滑动面的滑动面设有PVD涂层。同样，滑动衬套也能够完整地有滑动轴承材料组成。
附图说明
下面参照附图描述本发明的实施例。在图中示出：
图1是根据本发明的行星传动装置的实施方式的示意性剖面图，并且
图2是图1中的截面A的放大图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施方式的行星传动装置的传动级，该行星传动装置布置在未示出的风力发电设备的塔架上，并且用于通过风力发电设备的承载多个叶片的转子来驱动发电机并且在此将转子轴或者转子毂的慢转速转换为发电机轴的高转速。行星传动装置包括传动装置壳体1，在传动装置壳体中，行星齿轮级作为第一传动级连接另外的、在图中未示出的、能够构造为正齿轮级或行星齿轮级的传动级。行星传动装置的所示出的第一行星齿轮级包括中央太阳轮2，其能绕着中央传动轴线X旋转地保持在传动装置壳体1中并且承载外啮合齿轮2a。属于行星传动装置的还有齿圈3，其与中央传动轴线X同中心地固定地布置在传动装置壳体1中并且具有内啮合齿轮3a。
行星传动装置还包括行星支架4。其能绕着中央传动轴线X转动地经由滚动轴承5，6支承以及轴向地支撑在传动装置壳体1中，并且其由两个平行的、通过接片4c相互连接的侧壁4a，4b组成。最后属于行星传动装置的是多个行星齿轮9，其经由行星齿轮轴承7，8能转动地支承在行星支架4处并且具有外啮合齿轮9a，该外啮合齿轮与齿圈3的内啮合齿轮3a并且与太阳轮的外啮合齿轮2a啮合。在该实施例中，总共设置三个行星齿轮9，其以120°角相互错位地布置，并且通过相应的行星齿轮轴承7，8能转动地支撑在平行于中央传动轴线X延伸的行星支架轴10处，该行星支架轴在行星支架4的侧壁4a，4b之间延伸。行星支架4还具有构造为空心轴的连接部段4d，行星支架4经由该连接部段与转子的转子轴相连接或者能相连接。
在所示的实施方式中，传动装置壳体1包括两个壳体部分1a，1b，在壳体部分之间定位有齿圈3并且齿圈3与其固定地连接。在行星传动装置的朝向转子的驱动侧上设置盖1a形状的壳体部分，其与齿圈3连接并且具有用于行星支架4的空心轴4a的馈通开口。
在行星传动装置的出口侧通过转矩支座1b形成传动装置壳体1。转矩支架设计为盖状的并且限定了用于太阳轮2的中央通口11。中央通口11在此设置在滑动衬套12中，滑动衬套插入到行星传动装置的从动侧的转矩支架1b中并且与转矩支架1b固定地连接。滑动衬套12设计为横截面中是L形的并且具有径向臂12a和轴向臂12b。滑动衬套12的径向臂12a在行星支架4的从动侧的侧壁4b的对面，并且利用该侧壁形成所限定的径向间隙。这保证了，滑动衬套12在该位置处不能够为行星支架4承担支承功能。
行星支架4在径向方向上支承在滑动衬套12的轴向部段12b处。对此，滑动衬套12的轴向部段12b在其外表面处具有两个径向上相互错位布置的滑动面13，14，并且在行星支架4的内表面处设计两个相对应的径向上相互错位的支承面15，16。滑动面13，14和支承面15，16相互平面地接触并且相应地根据配合类型而存在公差。具体地，径向靠外的滑动面13构造在滑动衬套12的轴向部段12b的位于径向部段12a附近的区域处，而径向靠内的滑动面14定位在轴向部段12b的自由端的附近。在此，在滑动衬套12的滑动面13，14和行星支架4的内表面处的相对应的支承面15，16之间形成在径向方向上延伸的肩面17，18。如能够从图2良好地识别的，该肩面17，18相互以一个轴向间距相对置，从而在肩面17，18之间形成环形的润滑剂分布通道19。该通道在其外侧处通过行星支架4的内表面界定，并且其径向内侧处通过滑动衬套12的轴向部段12b的外表面界定。润滑剂分布通道19经由在滑动衬套12中构造的润滑剂供应通道20与外部的润滑剂供给21连接。
润滑剂分布通道19和润滑剂供应通道形成了润滑系统的一部分，该系统用于为运行中的行星支架轴10和行星齿轮轴承7，8持续地输送润滑剂、特别是润滑油，并且因此来润滑运行中的行星齿轮轴承7，8以及冷却行星齿轮轴承7，8和行星支架轴10。对此，在行星支架轴10中构造相应的润滑剂通道。该润滑剂通道在入口侧包括沿着相应的行星支架轴10的外圆周延伸的环形的润滑剂收集槽22，该润滑剂收集槽经由在行星支架4中构造的润滑剂输送通道23与环形的润滑剂分布通道19连接。润滑剂收集槽22自身经由多个径向地在行星支架轴10中延伸的连接通道24与中央润滑通道25连接，该中央润滑通道在轴向方向上中心地延伸穿过行星支架轴10，并且径向的润滑剂分布通道26从中央润滑通道25出发以行星支架轴10的大约中间的轴向高度延伸，该径向的润滑剂分布通道延伸直到行星支架轴10的外侧并且因此汇入两个行星齿轮轴承7，8之间的区域中。
在图中未示出的是，供油泵经由外面铺设的油管连接到传动装置壳体1处，该供油泵从位于传动装置壳体1中的油池中吸取润滑油，并且润滑油在压力作用下在过滤和可能的冷却之后经由润滑剂入口21回输到传动装置壳体1中。
在运行中，经由在滑动衬套12中构造的润滑剂供应通道20为在行星支架4和滑动衬套12之间形成的环形的润滑剂分布通道19输送润滑油形式的润滑剂。该润滑剂经由行星支架4中的相应的润滑剂输送通道23输送给行星支架轴10的润滑剂收集槽22。在此，通过润滑剂收集槽22的和润滑剂分布通道19的环形的设计，行星支架4的润滑剂输送通道23在行星支架4旋转时也与润滑剂收集槽22和润滑剂分布通道19稳定地连接，因此为行星支架轴10持续地供应油。润滑油从润滑剂收集槽22经过径向的连接通道24、中央油道和润滑剂分布通道输送到行星齿轮轴承7，8的行星支架轴10中。
尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例，并且其他的变体能够由专业人员推导出，这并不脱离本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种行星传动装置，具有：传动装置壳体(1)；中央太阳轮(2)，该中央太阳轮能绕着中央传动轴线(X)旋转地保持在所述传动装置壳体(1)中并且承载外啮合齿轮(2a)；齿圈(3)，该齿圈与所述中央传动轴线(X)同中心地布置在所述传动装置壳体(1)中并且具有内啮合齿轮(3a)；行星支架(4)，该行星支架能绕着所述中央传动轴线(X)转动地支承在所述传动装置壳体(1)中；和多个行星齿轮(9)，行星齿轮经由行星齿轮轴承(7，8)能绕着行星支架轴(10)转动地支承在所述行星支架(4)处并且具有外啮合齿轮(9a)，所述外啮合齿轮与所述齿圈(3)的所述内啮合齿轮(3a)并且与所述太阳轮(2)的所述外啮合齿轮(2a)啮合，其中，在所述行星支架轴(10)中构造润滑剂通道，以便为所述行星齿轮轴承(7，8)供应润滑剂，并且在所述行星支架(4)中构造润滑剂输送通道(23)，所述润滑剂输送通道与所述润滑剂通道连接并且在入口侧能连接或者已连接到外部的润滑剂入口(21)处，其特征在于，所述行星支架(4)通过抗扭地保持在所述传动装置壳体(1)处的滑动衬套(12)相对于所述传动装置壳体(1)径向地支撑，所述滑动衬套(12)在该滑动衬套的外表面处利用位于径向靠外的滑动面和径向靠内的滑动面之间的肩面(17)限定所述径向靠外的滑动面(13)和所述径向靠内的滑动面(14)，并且与此对应地在所述行星支架(4)的内表面处利用位于径向靠外的支承面和径向靠内的支承面之间的肩面(18)构造所述径向靠外的支承面(15)和所述径向靠内的支承面(16)，其中，所述滑动衬套的滑动面(13，14)和所述行星支架的支承面(15，16)平地相抵靠，并且所述滑动衬套(12)相对所述行星支架(4)定位成，使得在所述滑动衬套(12)的形成于所述径向靠内的滑动面(14)和所述径向靠外的滑动面(13)之间的肩面(17)与形成于所述行星支架(4)的所述径向靠内的支承面(16)和所述径向靠外的支承面(15)之间的肩面(18)之间，形成环形的润滑剂分布通道(19)，所述润滑剂输送通道(23)在入口侧汇入到所述润滑剂分布通道中，并且经由构造在所述滑动衬套(12)中设计的润滑剂供应通道(20)与外部的所述润滑剂入口(21)连接。
2.根据权利要求1所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星传动装置是用于风力发电设备的行星传动装置。
3.根据权利要求2所述的行星传动装置，其特征在于，在所述滑动衬套(12)的所述滑动面(13，14)之间和/或所述行星支架(4)的所述支承面(15，16)之间的肩面(17，18)径向地或基本上径向地延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，所述润滑剂供应通道(20)只轴向地在所述滑动衬套(12)中延伸。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星支架轴(10)中的所述润滑剂通道包括沿着相应的所述行星支架轴(10)的外圆周延伸的环形的润滑剂收集槽(22)，所述行星支架(4)的所述润滑剂输送通道(23)汇入到所述润滑剂收集槽中。
6.根据权利要求4所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星支架轴(10)中的所述润滑剂通道包括沿着相应的所述行星支架轴(10)的外圆周延伸的环形的润滑剂收集槽(22)，所述行星支架(4)的所述润滑剂输送通道(23)汇入到所述润滑剂收集槽中。
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