CN110594396A - 一种齿轮箱及风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮箱及风力发电装置，属于风力发电设备技术领域。本发明所提供的齿轮箱包括箱体、行星齿轮机构和润滑机构，润滑机构包括设置在行星架和销轴上的油路以及能够随行星架同步旋转的喷油管，喷油管的喷油口正对齿圈和行星轮的啮合区域设置。该齿轮箱通过设置润滑机构，能够将润滑油从齿轮箱箱体的润滑油池中引出，并利用喷油管将润滑油喷射在齿圈和行星轮的啮合区域，以达到润滑啮合齿面、降低啮合齿面磨损以及带走啮合齿面产生的热量的目的。且由于喷油管能够随行星架同步旋转，喷油管能够始终对齿圈和行星轮的啮合区域进行润滑，从而实现了对整个齿圈进行均匀地润滑，进而降低了齿圈生锈的概率，提高了齿圈的使用寿命。

Description

一种齿轮箱及风力发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种齿轮箱及风力发电装置。
背景技术
随着能源情况的逐步恶化，风能作为可再生的、无污染的自然能源逐渐受到重视。风力发电装置是一种能够将风能转化为电能的装置，齿轮箱是风力发电装置中必不可少的部件。现有的齿轮箱内常采用行星齿轮机构作为传动部件，行星齿轮机构包括齿圈和行星轮，行星轮与齿圈相互啮合。
在现有的齿轮箱内，由于行星轮和齿圈的啮合区域一般不会设置润滑结构，因此在行星轮和齿圈的啮合过程中啮合齿面会发生严重磨损并产生大量的热量。在啮合齿面磨损时会产生微小金属颗粒，金属颗粒会掉入齿轮箱的润滑油池中，从而对润滑油池中的润滑油造成污染，降低了润滑油的清洁度。润滑油清洁度的下降会严重影响润滑油对齿轮箱内需润滑部件的润滑效果以及需润滑部件的使用寿命。并且，行星轮和齿圈啮合过程中产生的大量热量长时间集聚在齿圈处会导致齿圈齿面产生严重的锈迹，从而严重降低了齿圈的使用寿命。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种齿轮箱，其能够对齿圈和行星轮的啮合区域进行润滑，且润滑效果好，均匀性高，有利于提高齿轮箱的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种齿轮箱，包括：
箱体；
行星齿轮机构，设置在所述箱体内，所述行星齿轮机构包括齿圈、行星轮、太阳轮和行星架，所述齿圈固定设置在所述箱体上，所述行星轮同时与所述齿圈和所述太阳轮啮合，所述行星架与所述行星轮通过销轴连接；
润滑机构，所述润滑机构包括油路和喷油管，所述油路设置在所述销轴和所述行星架内部，所述油路的进油口与所述箱体内的润滑油池连通，所述油路的出油口与所述喷油管连通，所述喷油管的喷油口正对所述齿圈和所述行星轮的啮合区域设置，且所述喷油管被配置为能够随所述行星架同步旋转。
作为优选，所述行星架包括两个间隔设置的腹板，两个所述腹板位于所述行星轮的两侧，所述油路包括分别位于两个所述腹板上的第一出油支路和第二出油支路，所述第一出油支路和所述第二出油支路的出油口各连接有一个所述喷油管，两个所述喷油管分别正对所述齿圈和所述行星轮的啮合区域的两端设置。
作为优选，所述油路还包括设置在所述销轴上的过渡油路，所述过渡油路包括第一分油支路和第二分油支路，所述第一分油支路的一端与所述润滑油池连通，另一端与所述第一出油支路连通，所述第二分油支路的一端与所述润滑油池连通，另一端与所述第二出油支路连通。
作为优选，所述过渡油路还包括销轴进油支路，所述销轴进油支路的进油口与所述润滑油池连通，所述销轴进油支路的出油口同时与所述第一分油支路和所述第二分油支路连通。
作为优选，所述行星架上还设置有行星架进油支路，所述行星架进油支路的进油口与所述润滑油池连通，所述行星架进油支路的出油口与所述销轴进油支路的进油口连通。
作为优选，所述行星轮上贯穿设置有安装孔，所述安装孔内设置有轴承，所述轴承套设在所述销轴上。
作为优选，所述销轴内设置有轴承润滑支路，所述轴承润滑支路的一端与所述过渡油路连通，另一端与所述安装孔连通。
作为优选，所述轴承润滑支路的数量为多个，以实现对所述轴承的多点润滑。
作为优选，所述油路的进油口与所述齿轮箱的主油路连通，所述主油路与所述箱体内的润滑油池连通。
本发明的另一个目的在于提供一种风力发电装置，其齿轮箱的润滑效果好，不易发生故障，使用寿命长。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种风力发电装置，包括上述的齿轮箱。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种齿轮箱，该齿轮箱通过设置润滑机构，能够将润滑油从齿轮箱箱体的润滑油池中引出，并利用喷油管将润滑油喷射在齿圈和行星轮的啮合区域，从而实现对齿圈和行星轮的啮合齿面的润滑，进而达到降低啮合齿面磨损以及带走啮合齿面产生的热量的目的。此外，由于喷油管能够随行星架同步旋转，因此喷油管能够始终对齿圈和行星轮的啮合区域进行润滑，从而实现了对整个齿圈各处进行均匀地润滑，进而降低了齿圈生锈的概率，提高了齿圈的使用寿命。
附图说明
图1是本发明所提供的齿轮箱的剖视图；
图2是图1中A部分的局部放大图。
图中：
10、齿圈；20、行星架；30、行星轮；40、销轴；50、轴承；60、喷油管；70、太阳轮；
201、腹板；
21、行星架进油支路；22、第一分油支路；23、第一出油支路；24、横向油路；25、第二分油支路；26、第二出油支路；27、销轴进油支路；28、轴承润滑支路。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供了一种齿轮箱，该齿轮箱可以根据需求设置为增速箱或者减速箱。该齿轮箱可以用于风力发电装置上，或者其他装置上，其具有自润滑效果好，不易发生故障，使用寿命长等优点。如图1所示，该齿轮箱包括箱体、行星齿轮机构和润滑机构。其中，箱体是齿轮箱主要的支撑部件及防护部件，其内设置有容置空间，行星齿轮机构和润滑机构均设置在容置空间内。
行星齿轮机构是齿轮箱内的主要传动部件，其主要用于实现动力传递以及达到输出目标转速的目的。如图1所示，行星齿轮机构包括齿圈10、行星轮30、太阳轮70和行星架20。在本实施例中，齿圈10固定设置在箱体的内壁面上，并与箱体保持相对静止。太阳轮70和行星轮30均位于齿圈10内部，其中，太阳轮70的中心与齿圈10的中心重合，且太阳轮70通过太阳轮轴(图中未标出)转动连接在箱体内部。行星轮30位于太阳轮70和齿圈10之间，且行星轮30同时与太阳轮70和齿圈10啮合。在本实施例中，对行星轮30的数量不做具体限制，例如可以为三个或者更多个。当行星轮30的数量为多个时，多个行星轮30沿太阳轮70的周向均匀分布。行星架20转动连接在箱体内，并通过销轴40实现与行星轮30的转动连接。行星齿轮机构是现有技术，对其工作原理在此不做赘述。
润滑机构主要用于实现对齿圈10和行星轮30的啮合区域的润滑，以降低齿圈10和行星轮30之间的啮合齿面的磨损情况，带走在啮合齿面啮合过程中产生的大量的热量。在本实施例中，如图1和图2所示，润滑机构包括设置在行星架20以及销轴40上的油路以及设置在油路的出油口处的喷油管60。油路用于连通润滑油池以及喷油管60，具体地，油路的进油口与箱体内的润滑油池连通，油路的出油口与喷油管60连通。喷油管60的喷油口正对齿圈10和行星轮30的啮合区域设置，用于将润滑油喷至齿圈10和行星轮30的啮合区域。
在本实施例中，由于行星架20的端部更靠近齿圈10和行星轮30的啮合区域，因此，如图1所示，将喷油管60直接固定设置在行星架20上。可选地，为了提高对齿圈10和行星轮30的啮合区域的润滑效果，如图2所示，该行星齿轮机构包括两个间隔设置的腹板201，两个腹板201位于行星轮30的两侧，也就是说，两个腹板201位于齿圈10和行星轮30的啮合区域的两端。每一个腹板201上各设置有一个喷油管60，以便实现从行星轮30的两端对齿圈10和行星轮30的啮合区域进行同时润滑。具体地，行星轮30上贯穿设置有安装孔，销轴40插接在安装孔内，且销轴40的两端分别与两个腹板201连接。
为了连通喷油管60和润滑油池，如图2所示，油路包括设置在行星架20上的行星架进油支路21、第一出油支路23和第二出油支路26，以及设置在销轴40上的过渡油路。其中，行星架进油支路21用于实现油路与润滑油池连通，此处的连通可以为利用油管直接连通或者与齿轮箱原有的润滑系统中的主油路连通。为了避免在行星架20旋转过程中油管发生缠绕以及为了简化齿轮箱内部结构，在本实施例中，选择将行星架进油支路21与主油路连通。
可选地，行星架进油支路21呈L型，其包括水平设置的横向支路和竖直设置的纵向支路。横向支路与主油路连通，可选地，横向支路与行星架20的旋转轴线重合，以保证在行星架20旋转过程中，横向支路的位置不变，始终与主油路连通。或者将主油路设置在与行星架20同步旋转的部件上，以保证行星架进油支路21始终与主油路连通。纵向支路与过渡油路的进油口连通。当然在其他实施例中，也可以不设置行星架进油支路21，将过渡油路通过管路直接与润滑油池连通即可，只是此时需要注意避免管路发生缠绕。
过渡油路用于连通行星架进油支路21、第一出油支路23和第二出油支路26。第一出油支路23设置在其中一个行星架20上，第二出油支路26设置在另一个行星架20上。第一出油支路23的一端与过渡油路连通，另一端与其中一个喷油管60连通，第二出油支路26的一端与过渡油路连通，另一端与另一个喷油管60连通。
可选地，在本实施例中，如图2所示，过渡油路包括横向油路24、销轴进油支路27、第一分油支路22和第二分油支路25。横向油路24沿销轴40的轴线方向设置。销轴进油支路27位于横向油路24和行星架进油支路21之间，并依次连通。第一分油支路22位于横向油路24和第一出油支路23之间，并依次连通。第二分油支路25位于横向油路24和第二出油支路26之间，并依次连通。
在本实施例中，如图2所示，销轴进油支路27、第一分油支路22和第二分油支路25均呈直线状，且相互平行设置，并均与横向油路24垂直设置。呈直线状的各支路不仅便于制造，且润滑油不易堵塞。当然，在其他实施例中，也可以根据需求改变各支路的形状和连接关系，或者根据需求不设置横向油路24，只要能够实现行星架进油支路21、第一出油支路23和第二出油支路26的连通即可。
在润滑机构执行润滑作业时，首先，润滑油由润滑油池进入原有的润滑系统的主油路；然后，润滑油由主油路进入行星架进油支路21；随后，润滑油经行星架进油支路21进入销轴40的销轴进油支路27中，并分流进入第一分油支路22和第二分油支路25；最后，两股润滑油分别通过第一出油支路23和第二出油支路26进入两个喷油管60中，以从齿圈10和行星轮30的啮合区域的两侧对齿圈10和行星轮30的啮合区域进行润滑。
可选地，如图2所示，在安装孔内设置有轴承50，轴承50套设在销轴40上。为了简化齿轮箱内部的润滑系统，同步实现对轴承50以及齿圈10和行星轮30的啮合区域的润滑，在销轴40上还设置有轴承润滑支路28，轴承润滑支路28的一端与过渡油路连通，另一端与安装孔连通。具体地，轴承润滑支路28一端与横向油路24连通，另一端与安装孔连通。可选地，轴承润滑支路28呈直线状，并与横向油路24垂直，呈直线状的轴承润滑支路28便于制造，且不易堵塞。
进一步可选地，轴承润滑支路28的数量为多个，多个轴承润滑支路28沿销轴40的周向呈放射状设置，每一轴承润滑支路28的一端均与过渡油路连通，另一端均与安装孔连通，以实现对轴承50的多点润滑。在本实施例中，设置有两个轴承润滑支路28，两个轴承润滑支路28关于横向油路24对称设置。
在本实施例中，该齿轮箱通过设置润滑机构，能够将润滑油从齿轮箱箱体的润滑油池中引出，并利用喷油管60将润滑油喷射在齿圈10和行星轮30的啮合区域，从而实现对齿圈10和行星轮30的啮合齿面的润滑，不仅达到了降低啮合齿面磨损、减少由于磨损产生的微金属颗粒进入润滑油中的概率、以及提高了润滑油的清洁度的目的，且能够达到带走啮合齿面产生的热量，提高了齿轮箱内各部件使用寿命的目的。并且，由于喷油管60能够随行星架20同步旋转，因此喷油管60能够始终对齿圈10和行星轮30的啮合区域进行润滑，从而实现了对整个齿圈10各处进行均匀地润滑，进而降低了齿圈10生锈的概率，提高了齿圈10的使用寿命。
本实施例还提供了一种包括上述齿轮箱的风力发电装置，该风力发电装置内部的齿轮箱的润滑效果好，不易发生故障，使用寿命长，从而提高了风力发电装置的使用效果，降低了维修成本。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱，其特征在于，包括：
箱体；
行星齿轮机构，设置在所述箱体内，所述行星齿轮机构包括齿圈(10)、行星轮(30)、太阳轮(70)和行星架(20)，所述齿圈(10)固定设置在所述箱体上，所述行星轮(30)同时与所述齿圈(10)和所述太阳轮(70)啮合，所述行星架(20)与所述行星轮(30)通过销轴(40)连接；
润滑机构，所述润滑机构包括油路和喷油管(60)，所述油路设置在所述销轴(40)和所述行星架(20)内部，所述油路的进油口与所述箱体内的润滑油池连通，所述油路的出油口与所述喷油管(60)连通，所述喷油管(60)的喷油口正对所述齿圈(10)和所述行星轮(30)的啮合区域设置，且所述喷油管(60)被配置为能够随所述行星架(20)同步旋转。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，
所述行星架(20)包括两个间隔设置的腹板(201)，两个所述腹板(201)位于所述行星轮(30)的两侧，所述油路包括分别位于两个所述腹板(201)上的第一出油支路(23)和第二出油支路(26)，所述第一出油支路(23)和所述第二出油支路(26)的出油口各连接有一个所述喷油管(60)，两个所述喷油管(60)分别正对所述齿圈(10)和所述行星轮(30)的啮合区域的两端设置。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，
所述油路还包括设置在所述销轴(40)上的过渡油路，所述过渡油路包括第一分油支路(22)和第二分油支路(25)，所述第一分油支路(22)的一端与所述润滑油池连通，另一端与所述第一出油支路(23)连通，所述第二分油支路(25)的一端与所述润滑油池连通，另一端与所述第二出油支路(26)连通。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，
所述过渡油路还包括销轴进油支路(27)，所述销轴进油支路(27)的进油口与所述润滑油池连通，所述销轴进油支路(27)的出油口同时与所述第一分油支路(22)和所述第二分油支路(25)连通。
5.根据权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于，
所述行星架(20)上还设置有行星架进油支路(21)，所述行星架进油支路(21)的进油口与所述润滑油池连通，所述行星架进油支路(21)的出油口与所述销轴进油支路(27)的进油口连通。
6.根据权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，
所述行星轮(30)上贯穿设置有安装孔，所述安装孔内设置有轴承(50)，所述轴承(50)套设在所述销轴(40)上。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，
所述销轴(40)内设置有轴承润滑支路(28)，所述轴承润滑支路(28)的一端与所述过渡油路连通，另一端与所述安装孔连通。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，
所述轴承润滑支路(28)的数量为多个，以实现对所述轴承(50)的多点润滑。
9.根据权利要求1-8任一项所述的齿轮箱，其特征在于，
所述油路的进油口与所述齿轮箱的主油路连通，所述主油路与所述箱体内的润滑油池连通。
10.一种风力发电装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的齿轮箱。
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