CN106041495A - 行星齿轮的维修工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于行星齿轮的维修工具，其包括：力产生装置(101)，所述力产生装置(101)包括致动器，所述致动器用于固定到行星齿轮的行星轮销的端部，以及用于将轴向力引导到行星轮销；和主体结构(104)，所述主体结构(104)用于相对于行星齿轮的行星架以机械方式支撑力产生装置的框架，以便允许所述致动器使行星轮销相对于行星架在轴向上移动。在很多情况下，该维修工具允许在行星齿轮的操作现场移去行星轮销，以及安装该行星轮销或者另一行星轮销。由此，对于包括移去一个或者更多个行星轮销的维修工作，不需要将行星齿轮移动离开它的操作现场，例如风电装置的机舱。

Description

行星齿轮的维修工具
技术领域
本公开总体上涉及行星齿轮的维修。更具体地，本公开涉及行星齿轮的维修工具。此外，本公开涉及维修行星齿轮的方法。
背景技术
行星齿轮包括行星架、太阳轴、齿圈和行星轮，行星轮由行星架支撑，以便行星轮与太阳轴且与齿圈啮合。在齿圈固定的情况下，太阳轴和行星轮架之间的传动比是Zr/Zs+1，其中Zr是齿圈的齿数，并且Zs是太阳轴的齿数。行星架在其简单形式下包括用于支撑行星轮销的第一端的第一端部段和用于支撑行星轮销的第二端的第二端部段。行星轮销能够例如通过热缩配合附接到行星架的端部段的相应的孔。为增大机械刚度，行星架可以另外包括在它的端部段之间的支座部段。
行星齿轮的维修包括时常或者至少有时地从行星齿轮移去一个或者更多个行星轮销，以便能够移去需要用新行星轮替换的或者需要检修的一个或者更多个行星轮。在很多情况下，上述类型的维修工作要求将行星齿轮离开它的操作现场移至机械修配厂，在机械修配厂中有用于将行星轮销从行星齿轮的行星架拆去的适当装置和用于将行星轮销安装在行星架上的装置。将行星齿轮从它的操作现场移动到机械修配厂会是艰苦的任务，特别是对于风电应用，其中行星齿轮的操作现场典型地是位于塔架顶部处的机舱。
发明内容
以下给出简化概述，为提供关于各种本发明实施例的一些方面的基本理解。该概述并不是关于本发明的宽泛概述。其既不旨在标识本发明的关键或决定性的元件，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式给出本发明的一些构思，作为本发明示例性实施例的更详细说明的前序。
根据本发明，提供了用于行星齿轮的新型维修工具。根据本发明的维修工具包括：
-力产生装置，例如液压装置，其包括致动器，所述致动器用于固定到行星齿轮的行星轮销的端部，以及用于将轴向力引导到行星轮销，所述致动器相对于力产生装置的框架可移动，和
-主体结构，其用于相对于行星齿轮的行星架以机械方式支撑力产生装置的框架，以便允许致动器使行星轮销相对于行星架在轴向上移动。
在很多情况下，上述的维修工具使得可以在行星齿轮的操作现场处将行星轮销从行星架移去以及将该行星轮销或者另一行星轮销安装在行星架上。由此，对于包括移去一个或者更多个行星轮销的维修工作，不需要将行星齿轮移动离开它的操作现场，例如风电装置的机舱。
根据本发明，另外提供了用于维修行星齿轮的新方法。根据本发明的方法包括在行星齿轮的操作现场处的至少以下动作：
-安装根据本发明的维修工具，使得维修工具相对于行星齿轮的行星架被以机械方式支撑，
-通过操作维修工具，将行星轮销从行星架拔出，和
-通过操作维修工具，将所述行星轮销或者另一行星轮销推入到行星架中。
执行上述方法的行星齿轮的操作现场例如可以是但不必须是风电装置的机舱。
在所附的从属权利要求中描述了本发明的多个示例性且非限制性的实施例。
根据以下关于具体示例性实施例的描述并结合附图阅读，将关于构造及操作方法两方面最好地理解本发明的各种示例性的且非限制性的实施例，以及本发明的其它目的和优点。
动词“包含”和“包括”在本文献中用作开放式限定，其既不排除也不要求此外未记载的特征的存在。所附从属权利要求中记载的特征能够相互自由组合，除非另外有明确陈述。此外，将理解，整个文献中使用的“一”、即单数形式并不排除多个。
附图说明
本发明的例示性且非限制性的实施例在下面通过示例且参考附图更详细地描述，在图中：
图1a、1b、1c和1d示出了根据本发明的例示性且非限制性的实施例的维修工具，和
图2示出了用于维修行星齿轮的根据本发明例示性且非限制性的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
以下在说明书中提供的具体示例不应被阐释为限制所附权利要求的范围和/或应用性。说明书中提供的示例列表和组并不是穷举性的，除非另外有明确陈述。
图1a示出了根据本发明例示性且非限制性的实施例的维修工具已经安装在行星齿轮上的布置的侧视图。在该例示性且非限制性的示例中，在将维修工具安装在行星齿轮上之前，行星齿轮的框架的一部分和行星齿轮的齿圈已被移去。图1b示出了上述布置的对接端视图。与图1a和1b相关的观察方向以坐标系199标示。图1c示出了沿着图1b所示的线B-B截取的截面图。为例示的缘故，行星齿轮的行星轮在图1c中未显示为截面图。在图1c中，剖切平面平行于坐标系199的yz平面。图1d示出了沿着图1a和1c所示的线A-A截取的截面图。在图1d中，剖切平面平行于坐标系199的xy平面。在图1a和1c中，行星齿轮的行星轮中的两个行星轮用附图标记115和116标示。在图1c中，支撑行星轮115和116的行星轮销用附图标记111和117标示。当使用维修工具时，行星齿轮的太阳轴不必要在它的工作位置。在图1c中，太阳轴用虚线描绘，并用附图标记114标示。
维修工具包括力产生装置101，力产生装置101包括致动器102，致动器102用于固定到行星轮销111的端部，并用于将力沿轴线方向引导到行星轮销。所述轴线方向平行于坐标系199的z轴。在这一例示性示例中，致动器102的端部是螺纹杆，该螺纹杆与行星轮销111的端部的中心轴向螺纹孔匹配。致动器102的螺纹端部和行星轮销111的螺纹孔在图1c中用虚线描绘。力产生装置101进一步包括框架103，致动器102相对于框架103在轴线方向上可移动。在这一例示性示例中，力产生装置101是包括液压缸和液压活塞的液压装置。另外，也可以使用机械式力产生装置，所述机械式力产生装置可以是基于例如马达驱动的螺纹杆。
维修工具包括主体结构104，该主体结构104用于相对于行星齿轮的行星架112以机械方式支撑力产生装置101的框架103。由于力产生装置的框架103相对于行星架112被以机械方式支撑，致动器102能够使行星轮销111相对于行星架112在轴向上移动。在图1c所示的例示性情况中，行星轮销111不在它的工作位置，而取决于行星轮销111的移动方向，行星轮销111正在被移去或者安装。图1a-1c中例示的示例性维修工具进一步包括支撑元件，该支撑元件能够在致动器102沿轴向将行星轮销111推入到行星架112中时，将主体结构104保持为相对于行星架固定。在图1a和1c中，支撑元件中的一个用附图标记105标示。在图1a中，另一个支撑元件用附图标记106标示。在这一例示性示例中，支撑元件105是用于将维修工具的主体结构104固定到行星架112的螺栓，并且支撑元件106是用于将主体结构104保持为相对于行星齿轮的框架的部分113固定的可调杆。另外，可以仅存在螺栓，诸如螺栓105，或者仅存在可调杆，诸如可调杆106，或者存在用于将主体结构104朝向行星架112推动和/或引拉的其它类型的支撑元件。在维修工具仅用于将行星轮销从行星架移去的示例中，不必要具有用于将主体结构104朝向行星架推动和/或引拉的支撑元件，因为当行星轮销被拔出行星架时，力产生装置101的框架103将主体结构104推靠于行星架112。在本示例中，维修工具可以包括例如用于竖立在例如底板上的装置，诸如，例如可调节支腿，以便维修工具处于相对于行星架的期望位置。
在图1a-1c例示的示例性维修工具中，主体结构104包括四个支座部段107a、107b、107c和107d。支座部段107a-107d中的每一个能够相对于行星架112以机械方式支撑力产生装置的框架103。在图1a-1c中例示的例示性示例中，行星齿轮具有四个行星轮，并且主体结构的四个支座部段107a-107d在与行星轮销的情况相类似的圆的圆周上以类似间隔定位。如在图1a和1c中例示的，力产生装置101能够从主体结构104以非破坏性方式拆卸，以便力产生装置能够从一个支座部段107a-107d移到另一个支座部段。因此，维修工具能够在不需要使主体结构104相对于行星架112旋转的情况下移除和安装行星齿轮的所有行星轮销。在图1a-1d所示的示例性情况中，力产生装置101安装在支座部段107a上。
在图1a-1c例示的示例性维修工具中，每个支座部段107a-107d均包括用于支撑行星轮销的槽部段，行星轮销能够由力产生装置101的致动器102从被支撑的位置轴向移动到行星轮架中。支座部段107a的槽部段在图1a、1c和1d中用附图标记110指示。如图1d所示，槽部段110的凹槽表面与小孔109一致，行星轮销111能够通过小孔109被从行星架移去以及安装在行星架上。如图1d所示的，每个支座部段107a-107d需要大致在最高位置，即如同图1a-1d中的支座部段107a，以使相关的支座部段的槽部段能够将行星轮销支撑在如下位置，行星轮销能够从该位置被轴向移动到行星轮架中。典型地，这意味着行星轮架112和维修工具必需在维修工作期间旋转。另外，所有的支座部段可以以彼此相同的方式对准，以便所有的支座部段能够将行星轮销支撑在如下位置，当主体结构104处于相对于重力方向的预定位置时，行星轮销能够从该位置被轴向移动到行星轮架中。例如，支座部段107b-107d中的每一个能够以与支座部段107a相对于坐标系199对准相同的方式相对于坐标系199对准。但是，在很多情况下，行星轮架112和维修工具需要在维修工作期间旋转，因为典型地，移去和安装行星轮销已被移除的行星轮的最容易方式是使用起重机，由此要安装或移去的行星轮被布置为大致在最高位置、即在行星轮115的位置是有利的。在这些情况下，支座部段107a-107d以图1d中例示的方式对准是有利的。
图2示出了用于维修行星齿轮的根据本发明例示性且非限制性的实施例的方法的流程图。该方法包括在行星齿轮的操作现场处的至少以下动作：
-动作201：安装维修工具，使得维修工具相对于行星齿轮的行星架被以机械方式支撑，
-动作202：通过操作维修工具，将行星轮销从行星架拔出，以及
-动作203：通过操作维修工具，将该行星轮销或者另一行星轮销推入行星架中，
上述维修工具可以是诸如以上参考图1a-1d所示的。
在根据本发明例示性且非限制性的实施例的方法中，行星齿轮是风电装置的部分，并且行星齿轮的操作现场是风电装置的机舱。
参考图2的准备动作可包括例如从包括行星齿轮的系统移去需被移去以便能够安装维修工具的这些元件和部件。参考图2的其它维修动作可包括例如用新的行星轮和/或轴承来替换旧的行星轮和/或旧的轴承。参考图2的完成动作可包括例如将在准备动作期间移去的元件和部件安装回到包括行星齿轮的系统上。
以上在说明书中提供的具体示例不应被阐释为限制所附权利要求的范围和/或应用性。以上在说明书中提供的示例列表和组并不是穷举性的，除非另外有明确陈述。

Claims (16)

1.一种维修工具，包括：
-力产生装置，所述力产生装置包括致动器，所述致动器用于固定到行星齿轮的行星轮销的端部，以及用于将轴向力引导到所述行星轮销，并且所述致动器相对于所述力产生装置的框架可移动，和
-主体结构，所述主体结构用于相对于所述行星齿轮的行星架以机械方式支撑所述力产生装置的框架，以便允许所述致动器使所述行星轮销相对于所述行星架在轴向上移动。
2.根据权利要求1所述的维修工具，其中所述主体结构包括槽部段，所述槽部段用于将所述行星轮销支撑在如下位置，所述行星轮销能够从该位置被所述力产生装置的致动器轴向移动到行星轮架中。
3.根据权利要求1所述的维修工具，其中所述主体结构包括两个或更多个支座部段，所述两个或更多个支座部段均能够相对于所述行星架以机械方式支撑所述力产生装置的框架，以便所述维修工具能够在无需使所述主体结构相对于所述行星架旋转的情况下，使所述行星齿轮的两个或更多个行星轮销移动。
4.根据权利要求3所述的维修工具，其中所述支座部段均包括槽部段，所述槽部段用于将所述行星轮销支撑在如下位置，所述行星轮销能够从该位置被所述力产生装置的致动器轴向移动到所述行星轮架中。
5.根据权利要求3所述的维修工具，其中所述力产生装置能够从所述主体结构以非破坏性方式拆除，以便允许将所述力产生装置从一个支座部段移动到另一个支座部段。
6.根据权利要求4所述的维修工具，其中所述力产生装置能够从所述主体结构以非破坏性方式拆除，以便允许将所述力产生装置从一个支座部段移动到另一个支座部段。
7.根据权利要求1所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
8.根据权利要求2所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
9.根据权利要求3所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
10.根据权利要求4所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
11.根据权利要求5所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
12.根据权利要求6所述的维修工具，其中所述维修工具进一步包括支撑元件，所述支撑元件用于当所述致动器将所述行星轮销在轴向上推到所述行星架中时，将所述主体结构保持为相对于所述行星架固定。
13.根据权利要求1所述的维修工具，其中所述致动器的端部是螺纹杆，用于匹配所述行星轮销的端部的中心轴向螺纹孔。
14.根据权利要求1所述的维修工具，其中所述力产生装置包括液压缸和液压活塞。
15.一种用于维修行星齿轮的方法，所述方法包括在所述行星齿轮的操作现场处的至少以下动作：
-安装维修工具，以便相对于所述行星齿轮的行星架以机械方式支撑所述维修工具，
-通过操作所述维修工具，将行星轮销从所述行星架拔出，和
-通过操作所述维修工具，将所述行星轮销或者另一行星轮销推入到所述行星架中，
其中所述维修工具包括：
-力产生装置，所述力产生装置包括致动器，所述致动器用于固定到所述行星轮销的端部，以及用于将轴向力引导到所述行星轮销，并且所述致动器相对于所述力产生装置的框架可移动，和
-主体结构，所述主体结构用于相对于所述行星架以机械方式支撑所述力产生装置的框架，以便允许所述致动器使所述行星轮销相对于所述行星架在轴向上移动。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述行星齿轮是风电装置的部件，并且所述行星齿轮的操作现场是所述风电装置的机舱。
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