CN110822070A - 一种轴承保护结构及风电变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变速箱技术领域，公开了一种轴承保护结构及风电变速箱。该轴承保护结构包括：第一回油结构，用于向花键传动结构喷射润滑油并连通至油箱；第二回油结构，用于向花键轴轴承喷射润滑油并连通至油箱；挡油环，设置于第一回油结构和第二回油结构之间，能将第一回油结构和第二回油结构相互隔绝。通过设置第一回油结构，可对花键传动结构进行润滑与冷却，并能带走因磨损产生的固体颗粒和热量，从而避免固体颗粒对花键表面造成持续伤害；通过设置挡油环将第一回油结构和第二回油结构相互隔绝，能够避免携带有固体颗粒的润滑油流入花键轴轴承中，对其造成损害甚至导致其失效，减少了更换维修成本，提高了花键轴轴承的使用寿命。

Description

一种轴承保护结构及风电变速箱
技术领域
本发明涉及变速箱技术领域，尤其涉及一种轴承保护结构及风电变速箱。
背景技术
风力发电用变速箱往往由多级行星级轮系、花键轴轮系、输出轴轮系以及箱体组成，其中行星级轮系中的太阳轮将扭力和转速通过花键传递给花键轴轮系，花键轴轮系再通过齿轮啮合变速变扭传递给输出轴轮系，至此完成变速的过程。
总体上来说，花键传动能保证行星级轮系上的太阳轮与花键轴轮系相对静止，但是微观上来说，由于太阳轮并不是恒速转动而存在加减速，以及内外花键之间存在侧隙，会使太阳轮上的外花键和花键轴上的内花键之间存在不同步情况并会发生磨损。因此，花键需要适量的润滑油液将磨损产生的颗粒带走。
润滑油液带走的固体颗粒会经过花键轴轮系中的轴承，由于轴承是高精密旋转支撑部件，较大较硬的固体颗粒会导致轴承滚道与滚子产生微点蚀和表面剥落，最终导致轴承失效。
因此，亟需提出一种能避免固体颗粒进入轴承内部且有利于轴承润滑冷却的保护结构，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种轴承保护结构，能够避免带有固体颗粒的润滑油油液进入花键轴轴承内部对其造成伤害。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种轴承保护结构，包括：
第一回油结构，所述第一回油结构用于向花键传动结构喷射润滑油并连通至油箱；
第二回油结构，所述第二回油结构用于向花键轴轴承喷射润滑油并连通至所述油箱；
挡油环，所述挡油环设置于所述第一回油结构和所述第二回油结构之间，能将所述第一回油结构和所述第二回油结构相互隔绝。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述第一回油结构包括：
第一喷油孔，沿所述花键传动结构的轴向设置在太阳轮和花键轴之间，所述第一喷油孔用于通入并喷射润滑油；
第一回油腔，所述第一回油腔的一端与所述第一喷油孔连通，另一端连通至所述油箱。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述第二回油结构包括：
第二喷油孔，设置在风电变速箱的箱体上，所述第二喷油孔用于通入并喷射润滑油；
第二回油腔，所述第二回油腔的一端与所述第二喷油孔连通，另一端连通至所述油箱。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述挡油环设置在所述第一回油腔和所述第二回油腔之间，能将所述第一回油腔和所述第二回油腔相互隔绝。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述挡油环的一端连接在所述花键轴的端部，另一端与所述箱体之间具有预设间隙。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述第一回油结构还包括第一回油孔，所述第一回油孔的一端与所述第一回油腔连通，另一端与所述油箱连通。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述第二回油结构还包括第二回油孔，所述第二回油孔的一端与所述第二回油腔连通，另一端与所述油箱连通。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述第二回油孔与所述第二回油腔的连接位置高于所述第二回油腔的最低点。
作为上述轴承保护结构的优选技术方案，所述挡油环的材质为钢、铜、塑料或尼龙。
本发明的另一个目的在于提供一种风电变速箱，实现了对花键轴轴承的保护作用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种风电变速箱，包括如上所述的轴承保护结构。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：
本发明提供的轴承保护结构，通过设置第一回油结构，适量的润滑油可对花键传动结构进行润滑与冷却，并能带走花键传动结构运行时因磨损产生的固体颗粒和热量，从而避免固体颗粒对花键表面造成持续伤害；通过设置第二回油结构，有利于实现对花键轴轴承的润滑和冷却，且提高了润滑油的回收利用率；通过设置挡油环将第一回油结构和第二回油结构相互隔绝，能够避免携带有固体颗粒的润滑油流入花键轴轴承中，对其造成损害甚至导致其失效，减少了更换维修成本，提高了花键轴轴承的使用寿命。
本发明提供的风电变速箱，包括上述的轴承保护结构，实现了对花键轴轴承的保护作用，降低了风电变速箱的维修成本，提高了风电变速箱的使用寿命。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的风电变速箱的结构剖视图；
图2是本发明具体实施方式提供的风电变速箱的部分结构剖视图；
图3是本发明具体实施方式提供的轴承保护结构的剖视图。
图中标记如下：
100、一级行星轮系；200、二级行星轮系；201、太阳轮；300、花键轴轮系；301、花键轴；302、花键轴轴承；400、输出轴轮系；500、箱体；
1、挡油环；2、第一喷油孔；3、第一回油腔；4、第一回油孔；5、第二喷油孔；6、第二回油腔；7、第二回油孔；8、透盖。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施方式提供了一种风电变速箱，如图1和图2所示，该风电变速箱包括箱体500以及依次传动连接的一级行星轮系100、二级行星轮系200、花键轴轮系300及输出轴轮系400，二级行星轮系200包括太阳轮201，花键轴轮系300包括花键轴301，太阳轮201将扭矩与转速通过花键传动结构传递给花键轴301。该花键传动结构在运行时容易发生磨损，磨损产生的固体颗粒需要被及时带走，且需要避免固体颗粒进入花键轴轴承302中对其产生损害。
为此，本实施方式还提供了一种轴承保护结构，如图2和图3所示，该轴承保护结构包括第一回油结构、第二回油结构和挡油环1，其中，第一回油结构用于向花键传动结构喷射润滑油并连通至油箱；第二回油结构用于向花键轴轴承302喷射润滑油并连通至油箱；挡油环1设置于第一回油结构和第二回油结构之间，能将第一回油结构和第二回油结构相互隔绝。
本实施方式提供的轴承保护结构，通过设置第一回油结构，适量的润滑油可对花键传动结构进行润滑与冷却，并能带走花键传动结构运行时因磨损产生的固体颗粒和热量，从而避免固体颗粒对花键表面造成持续伤害；通过设置第二回油结构，有利于实现对花键轴轴承302的润滑和冷却，且提高了润滑油的回收利用率；通过设置挡油环1将第一回油结构和第二回油结构相互隔绝，能够避免携带有固体颗粒的润滑油流入花键轴轴承302中，对其造成损害甚至导致其失效，减少了更换维修成本，提高了花键轴轴承302的使用寿命。
具体而言，第一回油结构包括第一喷油孔2和第一回油腔3，第一喷油孔2沿花键传动结构的轴向设置在太阳轮201和花键轴301之间，第一回油腔3的一端与第一喷油孔2连通，另一端连通至油箱。第一喷油孔2用于通入润滑油并向花键传动结构喷射润滑油，以实现对花键传动结构的润滑与冷却，并带走磨损产生的固体颗粒和热量。携带有固体颗粒的润滑油经第一回油腔3流至油箱中经过滤系统再次过滤后可循环使用。
第二回油结构包括第二喷油孔5和第二回油腔6，第二喷油孔5设置在风电变速箱的箱体500上，第二喷油孔5用于通入润滑油并向花键轴轴承302喷射润滑油；第二回油腔6的一端与第二喷油孔5连通，另一端连通至油箱。花键轴轴承302在旋转和载荷工况下会产生大量热量，通过箱体500上设置的第二喷油孔5强制喷入润滑油并带走热量，提高了花键轴轴承302的使用寿命。第二回油腔6在高转速下可以存有较多油液，有利于花键轴轴承302的润滑和冷却。润滑油经第二回油腔6流至油箱中循环使用。
挡油环1设置在第一回油腔3和第二回油腔6之间，能将第一回油腔3和第二回油腔6相互隔绝，从而避免第一回油腔3中携带有固体颗粒的油液流入第二回油腔6中，进而避免固体颗粒进入花键轴轴承302中。
具体地，挡油环1的一端连接在花键轴301的端部，另一端与箱体500之间具有预设间隙。更进一步地，如图2所示，箱体500上在花键轴轴承302的端部设置有透盖8，挡油环1的另一端与透盖8之间具有预设间隙，该预设间隙使得在变速箱正常旋转条件下，高速旋转的挡油环1能与静止的透盖8之间形成密封面，从而实现隔绝第一回油腔3和第二回油腔6的目的。该预设间隙的尺寸需根据实际情况而设计，此处不再赘述。
可选地，挡油环1的材质可以是钢，也可以是塑料、尼龙或铜等材质，本实施方式不做具体限制。但为了便于加工制造以及空间限制，挡油环1适宜做成薄壁件，挡油环1的具体厚度需要根据实际工况而设计。挡油环1结构简单，造价低，重量轻，对整机的造价及重量的增加几乎可以忽略。需要说明的是，挡油环1不限于应用于花键轴轴承302，还可以设置在其它结构位置，应用在类似场合工况中解决实际问题，此处不再一一列举。
当挡油环1由尼龙或铜等允许磨损的材质制成的时候，可以将挡油环1与箱体500之间的间隙设置为足够小，甚至允许无间隙，这取决于挡油环1使用何种材料。
在本实施方式中，第一回油结构还包括第一回油孔4，第一回油孔4的一端与第一回油腔3连通，另一端与油箱连通，第一回油孔4用于将第一回油腔3中的油液导入油箱中。优选地，第一回油孔4设置于第一回油腔3的正下方，可使得第一回油腔3里的油液顺畅流至油箱。
第一回油孔4设置在箱体500上，便于加工。可选地，第一回油孔4设有一个或多个。优选为两个，设置两个第一回油孔4既可以实现回油作用，又可以提高经济性。
第二回油结构包括第二回油孔7，第二回油孔7的一端与第二回油腔6连通，另一端与油箱连通，第二回油孔7用于将第二回油腔6中的油液导入油箱中。第二回油孔7设置在箱体500上，且第二回油孔7的数量可以为一个或多个，优选为两个。
优选地，第二回油孔7与第二回油腔6的连接位置高于第二回油腔6的最低点。该结构设置可以使花键轴轴承302底部在短暂停机静止时候可以存有少许油液，有利于花键轴轴承302的启动润滑。存放油液保留时间取决于挡油环1和箱体500之间的间隙以及油液的粘度。
由于整机具有一定倾角，因此第一回油孔4和第二回油孔7的倾角、孔径尺寸以及数量等均需要考虑整机因素而进行合理选择，以在满足回油需求的同时，还能兼顾经济性和加工便利性。
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)

1.一种轴承保护结构，其特征在于，包括：
第一回油结构，所述第一回油结构用于向花键传动结构喷射润滑油并连通至油箱；
第二回油结构，所述第二回油结构用于向花键轴轴承(302)喷射润滑油并连通至所述油箱；
挡油环(1)，所述挡油环(1)设置于所述第一回油结构和所述第二回油结构之间，能将所述第一回油结构和所述第二回油结构相互隔绝。
2.根据权利要求1所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第一回油结构包括：
第一喷油孔(2)，沿所述花键传动结构的轴向设置在太阳轮(201)和花键轴(301)之间，所述第一喷油孔(2)用于通入并喷射润滑油；
第一回油腔(3)，所述第一回油腔(3)的一端与所述第一喷油孔(2)连通，另一端连通至所述油箱。
3.根据权利要求2所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第二回油结构包括：
第二喷油孔(5)，设置在风电变速箱的箱体(500)上，所述第二喷油孔(5)用于通入并喷射润滑油；
第二回油腔(6)，所述第二回油腔(6)的一端与所述第二喷油孔(5)连通，另一端连通至所述油箱。
4.根据权利要求3所述的轴承保护结构，其特征在于，所述挡油环(1)设置在所述第一回油腔(3)和所述第二回油腔(6)之间，能将所述第一回油腔(3)和所述第二回油腔(6)相互隔绝。
5.根据权利要求4所述的轴承保护结构，其特征在于，所述挡油环(1)的一端连接在所述花键轴(301)的端部，另一端与所述箱体(500)之间具有预设间隙。
6.根据权利要求2所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第一回油结构还包括第一回油孔(4)，所述第一回油孔(4)的一端与所述第一回油腔(3)连通，另一端与所述油箱连通。
7.根据权利要求3所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第二回油结构还包括第二回油孔(7)，所述第二回油孔(7)的一端与所述第二回油腔(6)连通，另一端与所述油箱连通。
8.根据权利要求7所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第二回油孔(7)与所述第二回油腔(6)的连接位置高于所述第二回油腔(6)的最低点。
9.根据权利要求1-8任一项所述的轴承保护结构，其特征在于，所述挡油环(1)的材质为钢、铜、塑料或尼龙。
10.一种风电变速箱，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的轴承保护结构。
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