CN110056641B - 一种齿轮箱弹性支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种齿轮箱弹性支撑装置，包括齿轮箱支座、齿轮箱扭力臂及两组相对布置的弹性支撑组件，各组所述弹性支撑组件均包括半环形弹性体和多个沿半环形弹性体径向布置的半环形隔板，各所述半环形隔板均为同心布置；所述半环形弹性体通过压紧组件提供的轴向预压缩力安装于所述齿轮箱支座及齿轮箱扭力臂之间。本发明具有抗疲劳使用寿命高、整体减振效果好，且易安装和维护等优点。

Description

一种齿轮箱弹性支撑装置
技术领域
本发明涉及齿轮箱减振支撑领域，尤其涉及一种齿轮箱弹性支撑装置。
背景技术
在现有技术中，风力发电设备通常包括机架、由机架支撑的发电机组。发电机组可包括风机叶片、齿轮箱和发电机，其中风机叶片与齿轮箱的输入轴相连，而齿轮箱的输出轴与发电机相连。此外，为了避免齿轮箱在使用中发生过大的振动，通常在机架上设置齿轮箱减振支撑装置。
现有的齿轮箱弹性支撑装置包括弹性支撑组件、齿轮箱支座及齿轮箱扭力臂，弹性支撑组件设于齿轮箱支座内，并分别位于齿轮箱扭力臂的上下两侧，用于齿轮箱减震。而现有的齿轮箱弹性支撑装置的弹性支撑组件中部压缩量大、两端压缩量小，其应力集中，弹性支撑组件的疲劳使用寿命低，无法有效保证齿轮箱的减振效果；同时，在安装时需要油缸、拉杆等压力设备，维护拆卸时，齿轮箱支座下要有足够的空间放置液压提升装置，或者机舱内有起吊装置，将张紧套轴吊起，才能将下部的弹性支撑组件取出，使得在安装更换弹性支撑组件时，弹性支撑组件安装拆卸困难，操作复杂、效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗疲劳使用寿命高、整体减振效果好且易安装和维护的齿轮箱弹性支撑装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种齿轮箱弹性支撑装置，包括齿轮箱支座、齿轮箱扭力臂及两组相对布置的弹性支撑组件，各组所述弹性支撑组件均包括半环形弹性体和多个沿半环形弹性体径向布置的半环形隔板，各所述半环形隔板均为同心布置；所述半环形弹性体通过压紧组件提供的轴向预压缩力安装于所述齿轮箱支座及齿轮箱扭力臂之间。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述压紧组件包括上锥形套及下锥形套，所述上锥形套及下锥形套分设于齿轮箱支座与对应的弹性支撑组件之间，所述上锥形套及下锥形套的锥面均与所述齿轮箱支座的内侧壁过盈配合。
所述齿轮箱支座包括环形外套及过渡锥套，所述过渡锥套安装于所述环形外套内，且所述环形外套的锥面与所述上锥形套及下锥形套的锥面适配。
所述压紧组件还包括预紧螺栓，所述上锥形套及下锥形套的大径端均设有与齿轮箱支座侧边抵接配合的半环形安装边，所述上锥形套及下锥形套通过穿设于半环形安装边的预紧螺栓与所述齿轮箱支座连接。
所述预紧螺栓为多个，多个所述预紧螺栓沿所述半环安装边的周向布置。
所述半环形安装边上的周向还设有多个方便上锥形套及下锥形套取出的顶出组件，各组所述顶出组件均包括螺纹孔及顶出螺钉。
所述上锥形套及下锥形套的内侧周向均设有防止弹性支撑组件窜出的挡环，所述挡环沿周向的两端设有两个防止弹性支撑组件转动的卡位部。
所述齿轮箱扭力臂的两端分别设有安装支撑组件，所述安装支撑组件包括上板、垫片、支撑座及连接螺栓，其中，所述上板设于所述齿轮箱扭力臂的上方；所述支撑座设于所述齿轮箱扭力臂的下方；所述垫片设于齿轮箱扭力臂与支撑座之间或设于所述支撑座的底部；所述上板、齿轮箱扭力臂、垫片及支撑座通过连接螺栓连接为一体。
齿轮箱弹性支撑装置还包括提供下部弹性支撑组件更换空间的抬升工装，所述抬升工装包括抬升螺栓及螺栓安装板，所述抬升螺栓的一端通过设于齿轮箱支座上的螺栓安装板定位，所述抬升螺栓的另一端与齿轮箱扭力臂螺纹连接，以抬升齿轮箱扭力臂。
当所述垫片位于所述支撑座的底部时，所述支撑座的两端设有两组方便垫片取出的顶升组件，所述顶升组件包括带有螺纹孔的安装板，以及与螺纹孔螺纹配合的顶升螺钉。
所述垫片上设有多个方便垫片移动的开口槽，各所述开口槽相互平行布置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的弹性支撑组件包括半环形弹性体和多个半环形隔板，各半环形隔板均为同心布置，且压紧组件的设置使得两个半环形弹性体同时实现预压缩，其使得半环形弹性体压缩时应力分布均匀，避免了隔板偏心设置应力集中的问题，其大大提高了弹性体的抗疲劳使用寿命，装置整体减振效果好。同时，本发明提供了一种新的预压缩方式，即采用压紧组件与齿轮箱支座过盈配合的形式提供半环形弹性体轴向预压缩力，以将半环形弹性体安装于齿轮箱支座及齿轮箱扭力臂之间，从而使半环形弹性体产生一定的预压缩力以抱紧齿轮箱扭力臂，其减震效果好、安装维护方便。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明齿轮箱弹性支撑装置的立体结构示意图。
图2是本发明齿轮箱弹性支撑装置的主剖视图。
图3是本发明上锥形套的预压缩原理图。
图4是本发明齿轮箱弹性支撑装置的另一主剖视图。
图5是本发明弹性支撑组件的结构示意图。
图6是本发明挡环及卡位部的安装位置示意图。
图7是图6的A部的放大示意图。
图8是本发明垫片的结构示意图。
图9是本发明齿轮箱弹性支撑装置的安装流程图。
图10是本发明齿轮箱弹性支撑装置的更换流程图(垫片设于支撑座上方)。
图11是本发明齿轮箱弹性支撑装置的更换流程图(垫片设于支撑座下方)。
图中各标号表示：
1、齿轮箱支座；11、环形外套；12、过渡锥套；2、齿轮箱扭力臂；3、弹性支撑组件；31、半环形弹性体；32、半环形隔板；4、压紧组件；41、上锥形套；42、下锥形套；43、预紧螺栓；44、半环形安装边；45、挡环；46、卡位部；5、顶出组件；51、螺纹孔；6、安装支撑组件；61、上板；62、垫片；621、开口槽；63、支撑座；64、连接螺栓；7、抬升工装；71、抬升螺栓；72、螺栓安装板；8、顶升组件；81、安装板；82、顶升螺钉。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
图1及图2示出了发明齿轮箱弹性支撑装置的实施例，齿轮箱弹性支撑装置并不限于适用于风力发电机组，还可以用于机车车辆、载重汽车，船舶、铁道列车，飞机、工程机械等设备的隔振领域。本实施例中，齿轮箱弹性支撑装置包括齿轮箱支座1、齿轮箱扭力臂2及两组弹性支撑组件3，其中，齿轮箱扭力臂2设于齿轮箱支座1内；两组弹性支撑组件3上下相对布置于齿轮箱扭力臂2与齿轮箱支座1之间。
如图5所示，本实施例中，各组弹性支撑组件3均包括半环形弹性体31和多个半环形隔板32。其中，多个半环形隔板32沿半环形弹性体31的径向布置，且各半环形隔板均为同心布置；半环形弹性体31通过压紧组件4提供的轴向预压缩力安装于齿轮箱支座1及齿轮箱扭力臂2之间。本发明的各半环形隔板32均为同心布置，且压紧组件4的设置使得两个半环形弹性体31同时实现预压缩，其使得半环形弹性体31压缩时应力分布均匀，避免了隔板偏心设置应力集中的问题，其大大提高了弹性支撑组件3的抗疲劳使用寿命，装置整体减振效果好。同时，本发明提供了一种新的预压缩方式，即采用压紧组件4与齿轮箱支座1过盈配合的形式提供半环形弹性体31轴向预压缩力，以将半环形弹性体31安装于齿轮箱支座1及齿轮箱扭力臂2之间，从而使半环形弹性体31产生一定的预压缩力以抱紧齿轮箱扭力臂2，其减震效果好、安装维护方便。如图2及图3所示，本实施例中，压紧组件4包括上锥形套41及下锥形套42。其中，上锥形套41及下锥形套42均为半圆锥形结构，上锥形套41及下锥形套42分设于齿轮箱支座1与对应的弹性支撑组件3之间，上锥形套41及下锥形套42的锥面均与齿轮箱支座1的内侧壁过盈配合。上锥形套41及下锥形套42的设置方便压紧组件4进入齿轮箱支座1与对应的弹性支撑组件3之间，保证弹性支撑组件3达到预定压缩量。
如图4所示，进一步地，齿轮箱支座1包括环形外套11及过渡锥套12。其中，过渡锥套12安装于环形外套11内，且环形外套11的锥面与上锥形套41及下锥形套42的锥面适配，以形成过盈配合。其使得原有的环形齿轮箱支座通过增加过渡锥套12即可与本发明的上锥形套41及下锥形套42有效配合，其通用性强、操作方便，且成本低。本实施例中，过渡锥套12的大径段设有安装边，过渡锥套12通过安装边上的螺栓与环形外套11连接，在维护时过渡锥套12无需拆卸。
进一步地，压紧组件4还包括预紧螺栓43。上锥形套41及下锥形套42的大径端均设有半环形安装边44。在弹性支撑组件3预压缩时，半环形安装边44与齿轮箱支座1的侧边抵接配合，预紧螺栓43穿设于半环形安装边44，此时，上锥形套41及下锥形套42通过预紧螺栓43与齿轮箱支座1连接。通过拧紧预紧螺栓43使上锥套41与齿轮箱支座1压合，由于上锥形套41及下锥形套42与齿轮箱支座1的内壁过盈配合，实现了两组弹性支撑组件3的同步预压缩。本实施例中，预紧螺栓43为多个，多个预紧螺栓43沿半环安装边44的周向布置。
更进一步地，半环形安装边44还设有多个顶出组件5。多个顶出组件5沿半环形安装边44的周向布置，各组顶出组件5均包括螺纹孔51及顶出螺钉。在进行弹性支撑组件3更换时，通过在螺纹孔51内拧入顶出螺钉，拧出螺钉52与齿轮箱支座1的侧壁抵接配合，即可将上锥形套41顶出进行上部弹性支撑组件3的更换，其更换方便、快速。本实施例中，顶出组件5设于预紧螺栓43的外侧，在其他实施例中，只要能够保证顶出组件5及预紧螺栓43功能有效实现的位置关系均应在本发明的保护范围，如将顶出组件5设于预紧螺栓43的内侧等。
如图6及图7所示，上锥形套41及下锥形套42大径端的内侧周向均设有挡环45，其有效防止了弹性支撑组件3在使用过程中的轴向窜出。挡环45沿周向的两端设有两个卡位部46，其有效防止了弹性支撑组件3在使用过程中的转动。在上锥形套41及下锥形套42上设置挡环45及卡位部46，使得在安装弹性支撑组件3时无需单独设置挡部及卡位部。
如图1及图2所示，齿轮箱扭力臂2的两端分别设有安装支撑组件6，安装支撑组件6包括上板61、垫片62、支撑座63及连接螺栓64。其中，上板61设于齿轮箱扭力臂2的上方；支撑座63设于齿轮箱扭力臂2的下方；垫片62设于齿轮箱扭力臂2与支撑座63之间；上板61、齿轮箱扭力臂2、垫片62及支撑座63通过连接螺栓64连接为一体。在进行下部弹性支撑组件3的更换时，将齿轮箱扭力臂2提升，抽出垫片62，即可为下部弹性支撑组件3的更换留出空间，其更换方便、效率高。在其他实施例中，垫片62也可设于支撑座63的底部。
进一步地，如图8所示，垫片62上设有两个开口槽621。两个开口槽621相互平行布置，以供连接螺栓64穿过，同时，方便垫片62沿取出方向可靠有效的移动。在其他实施例中，开口槽33的数量可根据实际工况及需求进行调整，如设置为三个、四个等。
如图10所示，进一步地，齿轮箱弹性支撑装置还包括抬升工装7，抬升工装7包括抬升螺栓71及螺栓安装板72。其中，螺栓安装板72设于齿轮箱支座1上；抬升螺栓71的一端螺接于螺栓安装板72上，以使抬升螺栓71定位安装，抬升螺栓71的另一端与齿轮箱扭力臂2螺纹连接，以抬升齿轮箱扭力臂2、取出垫片62，为下部弹性支撑组件3的取出留出空间。本发明采用抬升工装7实现了下部弹性支撑组件3的快速安装及更换，其安装更换方法简单、方便。
如图11所示，在其他实施例中，当垫片62位于支撑座63的底部时，支撑座63的两端设有两组顶升组件8。顶升组件8包括安装板81及顶升螺钉82，其中，安装板81上带有螺纹孔，顶升螺钉82与螺纹孔螺纹配合。在需取出更换垫片62时，顶起螺钉82与齿轮箱的机架抵接配合，通过旋转顶起螺钉82即可顶起支撑座63，从而实现垫片62的更换，其结构简单、更换方便。
如图9所示，本实施例的齿轮箱弹性支撑装置的安装方法为：(1)先将下锥形套42和下部的弹性支撑组件3依次放入齿轮箱支座1内，拧紧下锥形套42上的预紧螺栓43，使下锥形套42与齿轮箱支座1连接，然后将齿轮箱扭力臂2放入齿轮箱支座1；(2)将支撑座63和垫片62放置于齿轮箱扭力臂2的对应位置，支撑座63上的孔及垫片62上的开口槽621与齿轮箱扭力臂2的孔对齐；(3)将上部的弹性支撑组件3放在齿轮箱扭力臂2上，与下部弹性支撑组件3对齐，然后把上锥形套41放入齿轮箱支座1内，通过拧紧上锥形套41上的预紧螺栓43使上锥形套41与齿轮箱支座1压合，实现弹性支撑组件3的预压缩；最后安装上板61，拧紧所有连接螺栓64，安装完成。
如图10所示，本实施例的齿轮箱弹性支撑装置的更换方法为：(1)将所有连接螺栓64拆除，拆下上板61，将上锥形套41上的预紧螺栓43拧出；(2)顶出螺钉与上锥形套41上的螺纹孔51配合，将上锥形套41顶出，即可取出上部的弹性支撑组件3；(3)将抬升工装7的螺栓安装板72平放置于齿轮箱支座1上，抬升螺栓71的两端分别连接螺栓安装板72及齿轮箱扭力臂2：(4)抬升螺栓71使齿轮箱扭力臂2上升，抽出垫片62，取出下部的弹性支撑组件3，并更换。更换完成后，将垫片62放置于支撑座63上，解除抬升工装7与齿轮箱扭力臂2的连接，齿轮箱扭力臂2下降至垫片62上后，按照安装方法中上部弹性支撑组件3及上锥形套41的安装方法，装入新的上部弹性支撑组件3、上锥形套41，并拧紧连接螺栓64，即可更换完成。
如图11所示，当垫片62位于支撑座63的底部时，在进行下部弹性支撑组件3的更换时，在齿轮箱扭力臂2抬升后，利用支撑座63两侧的顶升组件，即将顶升螺钉82拧入安装板81的螺纹孔，顶升螺钉82与齿轮箱的底架接触，从而将支撑座63顶起，取出垫片62；再利用顶升螺钉82下降支撑座63，取出下部弹性支撑组件3，并更换；之后，再次用顶升螺钉82将支撑座63顶起，安装垫片62。安装完成后，解除抬升工装7与齿轮箱扭力臂2的连接，齿轮箱扭力臂2下降至支撑座63上后，按照安装方法中上部弹性支撑组件3及上锥形套41的安装方法，装入新的上部弹性支撑组件3、上锥形套41，并拧紧连接螺栓64，即可更换完成。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种用于风力发电机组的齿轮箱弹性支撑装置，包括齿轮箱支座、齿轮箱扭力臂及两组相对布置的弹性支撑组件，
其特征在于，各组所述弹性支撑组件均包括半环形弹性体和多个沿半环形弹性体径向布置的半环形隔板，各所述半环形隔板均为同心布置；所述半环形弹性体通过压紧组件提供的轴向预压缩力安装于所述齿轮箱支座及齿轮箱扭力臂之间；
所述压紧组件包括上锥形套及下锥形套，所述上锥形套及下锥形套分设于齿轮箱支座与对应的弹性支撑组件之间，所述上锥形套及下锥形套的锥面均与所述齿轮箱支座的内侧壁过盈配合；
所述上锥形套及下锥形套的内侧周向均设有防止弹性支撑组件窜出的挡环，所述挡环沿周向的两端设有两个防止弹性支撑组件转动的卡位部。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述齿轮箱支座包括环形外套及过渡锥套，所述过渡锥套安装于所述环形外套内，且所述过渡锥套的锥面与所述上锥形套及下锥形套的锥面适配。
3.根据权利要求1所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述压紧组件还包括预紧螺栓，所述上锥形套及下锥形套的大径端均设有与齿轮箱支座侧边抵接配合的半环形安装边，所述上锥形套及下锥形套通过穿设于半环形安装边的预紧螺栓与所述齿轮箱支座连接。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述预紧螺栓为多个，多个所述预紧螺栓沿所述半环安装边的周向布置。
5.根据权利要求4所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述半环形安装边上的周向还设有多个方便上锥形套及下锥形套取出的顶出组件，各组所述顶出组件均包括螺纹孔及顶出螺钉。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述齿轮箱扭力臂的两端分别设有安装支撑组件，所述安装支撑组件包括上板、垫片、支撑座及连接螺栓，其中，所述上板设于所述齿轮箱扭力臂的上方；所述支撑座设于所述齿轮箱扭力臂的下方；所述垫片设于齿轮箱扭力臂与支撑座之间或设于所述支撑座的底部；所述上板、齿轮箱扭力臂、垫片及支撑座通过连接螺栓连接为一体。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，还包括提供下部弹性支撑组件更换空间的抬升工装，所述抬升工装包括抬升螺栓及螺栓安装板，所述抬升螺栓的一端通过设于齿轮箱支座上的螺栓安装板定位，所述抬升螺栓的另一端与齿轮箱扭力臂螺纹连接，以抬升齿轮箱扭力臂。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，当所述垫片位于所述支撑座的底部时，所述支撑座的两端设有两组方便垫片取出的顶升组件，所述顶升组件包括带有螺纹孔的安装板，以及与螺纹孔螺纹配合的顶升螺钉。
9.根据权利要求6所述的齿轮箱弹性支撑装置，其特征在于，所述垫片上设有多个方便垫片移动的开口槽，各所述开口槽相互平行布置。
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