CN108775349A - 偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构 - Google Patents

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邱模强
贺欢
李苏东
候瑞昌
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/21—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members
    • F16D43/213—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with axially applied torque-limiting friction surfaces
    • F16D43/215—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with axially applied torque-limiting friction surfaces with flat friction surfaces, e.g. discs
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Abstract

本发明公开一种偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，包括法兰和输入轴，输入轴端部设有离合器，所述的离合器包括圆螺母、基架、挡块、弹性挡圈、内外摩擦片和垫片，具体结构是：输入轴端部设有外花键和螺纹，基架一端设有内花键和孔用弹性挡圈槽，另一端设有中心轮；基架通过挡块和孔用弹性挡圈与输入轴轴向定位；内摩擦片和外摩擦片相间排列形成摩擦副，其中内摩擦片通过内花键与输入轴端部的外花键联接；外摩擦片通过外花键与基架的内花键联接；圆螺母通过螺纹与输入轴联接；圆螺母通过垫片对摩擦副预紧。

Description

偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构
技术领域
本发明涉及一种齿轮箱输入端的保护装置，尤其是一种偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，属于机械领域。
背景技术
风能作为一种清洁能源，现已广泛使用，风力发电机是风能常见的能量转换机构。风电用偏航、变桨齿轮箱是风力发电机的重要组成部分，偏航齿轮箱用来调节机舱转向，变桨齿轮箱用来调节桨叶角度，在偏航、变桨齿轮箱的共同作用之下，风力发电机能够适应风向或风力变化，得以保持较高的发电效率。由于工况比较恶劣，再加上空间限制，使得风电用偏航、变桨齿轮箱的维护成本较常规的齿轮箱普遍要高，进一步对偏航、变桨齿轮箱的可靠性提出了更高的要求。
超载是引起偏航、变桨齿轮箱失效的一种常见形式，多见于齿轮箱输出端承受的瞬时力矩大于齿轮箱极限力矩，可引起齿轮箱内断齿而导致齿轮箱失效，甚至破坏整个风机系统。因此有必要在偏航、变桨齿轮箱中增加保护装置，以使得齿轮箱在遭遇较大力矩时能够及时调整工作模式，保护齿轮箱内各零件不受大载荷冲击而导致损坏。
当前偏航、变桨齿轮箱产品中，其保护装置主要为电机制动器，然而电机制动也存在其固有的不足，首先电机的制动器只在齿轮箱不工作状态时提供制动力矩，在齿轮箱工作时不起作用。其次，由于工况变化和长期工作的磨损等原因，电机制动器的制动力矩误差比较大，为了保证制动机舱或叶片所需要的最低力矩，制动器力矩上限值很容易超过齿轮箱的承载极限。
面对偏航变桨齿轮箱输入端保护不利的现状，本领域目前并无可行的技术措施。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有偏航、变桨齿轮箱中保护措施不足，提出一种应用于偏航、变桨齿轮箱输入端的离合保护机构。
本发明是这样实现的：一种偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，包括法兰和输入轴，其特征在于，输入轴端部设有离合器，所述的离合器包括圆螺母、止动垫圈、基架、挡块、弹性挡圈、内外摩擦片和垫片，具体结构是：
a)输入轴端部设有外花键和螺纹，基架一端设有内花键和孔用弹性挡圈槽，另一端设有中心轮；
b) 基架通过挡块和孔用弹性挡圈与输入轴轴向定位；
c)内摩擦片和外摩擦片相间排列形成摩擦副，其中内摩擦片通过内花键与输入轴端部的外花键联接；外摩擦片通过外花键与基架的内花键联接；
d) 圆螺母通过螺纹与输入轴联接；
e)圆螺母通过垫片对摩擦副预紧。
在本发明中，所述的基架为联接有同轴心中心轮的组合式基架，中心轮过盈嵌入基架中。
在本发明中，基架至少配有两个工作参数不同的中心轮，从而改变齿轮箱在使用中的工作参数。
在本发明中，基架中的内花键齿形为矩形，或内花键采用分布的凸台形式。
本发明的优点在于：通过内外摩擦片形成摩擦副，在极限力矩内，能够稳定地保持齿轮箱的力矩传动，而一旦力矩超过摩擦副离合器的摩擦力，摩擦副将打滑，切断齿轮箱的传动链，保护齿轮箱和风机，极大地增加了偏航、变桨齿轮箱的可靠性，延长其使用寿命。本发明中摩擦副的摩擦力可通过圆螺母的拧紧力矩进行调节。若选择组合式的基架则可以通过选择不同规格的中心轮改变偏航变桨齿轮箱的工作参数，提高产品的通用性。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图2是一体化基架的剖视结构示意图。
图3是组合式基架的剖视结构示意图。
图中：1、圆螺母；2、止动垫圈；3、挡块；4、中心轮；5、基架；6、内摩擦片；7、外摩擦片；8、垫片；9、深沟球轴承；10、输入轴；11、弹性挡圈；12、法兰；13、孔用弹性挡圈；14、孔用弹性挡圈槽。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明涉及的一种实施例在工作状态的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步描述。
由图1可见，本发明包括法兰12和输入轴10，输入轴10端部设有离合器，所述的离合器包括圆螺母1、止动垫圈2、基架5、挡块3、孔用弹性挡圈13、内摩擦片6、外摩擦片7和垫片8，具体结构是：
输入轴10端部设有外花键和螺纹，基架5一端设有内花键，另一端联接中心轮4；基架通过挡块3和孔用弹性挡圈13与输入轴10轴向定位；内摩擦片6和外摩擦片7相间排列形成摩擦副，其中内摩擦片6通过内花键与输入轴端部的外花键联接；外摩擦片7通过外花键与基架5的内花键联接；圆螺母1通过螺纹与输入轴10联接时，圆螺母1对摩擦副预紧。
本实施例中的基架为组合结构的基架，所述的输入轴10是通过深沟球轴承9支撑在法兰12上，深沟球轴承9前后通过弹性挡圈11定位。为了防止工作时圆螺母1会在震动中松动，圆螺母1还要配置一个止动垫圈2。
由图2可见，一体化的基架一端设有内花键和孔用弹性挡圈槽14，另一端设有中心轮，中心轮与基架5同心。
由图3可见，基架5为联接有同轴心中心轮4的组合式基架，中心轮4过盈嵌入基架5中，基架5中设有内花键和孔用弹性挡圈槽14。在本实施例中，与基架联接的中心轮4可以为不同规格，使用中，基架5只要选择不同规格的中心轮4就可以改变齿轮箱在使用中的工作参数。
在本发明的各实施例中，基架5中的内花键齿形可以采用矩形，或内花键采用分布的凸台。

Claims (4)

1.一种偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，包括法兰和输入轴，其特征在于，输入轴端部设有离合器，所述的离合器包括圆螺母、基架、挡块、弹性挡圈、内外摩擦片和垫片，具体结构是：
输入轴端部设有外花键和螺纹，基架一端设有内花键和孔用弹性挡圈槽，另一端设有中心轮；
基架通过挡块和孔用弹性挡圈与输入轴轴向定位；
内摩擦片和外摩擦片相间排列形成摩擦副，其中内摩擦片通过内花键与输入轴端部的外花键联接；外摩擦片通过外花键与基架的内花键联接；
圆螺母通过螺纹与输入轴联接；
圆螺母通过垫片对摩擦副预紧。
2.根据权利要求1所述的偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，其特征在于，所述的基架为联接有同轴心中心轮的组合式基架，中心轮过盈嵌入基架中。
3.根据权利要求2所述的偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，其特征在于，基架至少配有两个工作参数不同的中心轮。
4.根据权利要求1-3之一所述的偏航变桨齿轮箱输入端的离合保护机构，其特征在于，基架的内花键齿形可为矩形，或内花键采用分布的凸台形式。
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