CN113001469B - 一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，包括：加热前机体；装配后圆锥滚子轴承外圈；在前机体上装配前圆锥滚子轴承外圈；拆卸装配前、后圆锥滚子轴承外圈用的工装；装配前圆锥滚子轴承内圈；拆卸用于压实前圆锥滚子轴承内圈的压筒；吊装前机体，与输出轴组装；装配后圆锥滚子轴承内圈；检验轴承旋转力矩；逐级安装4级行星传动装置，直至减速机上部件装配完成；减速机调头在第五工装上固定；在前机体上安装端盖、密封件和固定压板；输出齿轮装在输出轴上并装配好锁紧螺母；拆卸第五工装，装配完成。本发明在保证输出齿轮轴的安装精度同时，可有效实现偏航减速机柔性输出齿轮轴装配的顺利实施。

Description

一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法

技术领域

本发明涉及风电偏航减速机的技术领域，尤其是指一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法。

背景技术

业内习知，风电偏航减速机输出齿轮轴为悬臂支撑，输出齿轮受力时有较大变形，而且输出齿轮与回转支撑齿圈齿轮啮合需要现场人工调整，误差往往较大，导致工作时输出齿轮沿齿宽偏载严重，造成输出齿轮早期剥落性断齿，甚至危及到回转支撑内齿，损失很大。

随着结构及装配方式的改进，输出齿轮偏载得到改善，图1是一种风电偏航减速机的结构简图，输出齿轮2靠花键的过盈配合悬臂安装在输出轴7上，输出轴7由配对的前圆锥滚子轴承6和后圆锥滚子轴承8悬臂支撑，形成了反向的双悬臂结构。当工作时，输出齿轮2的悬臂反向变形抵消了输出轴7的变形，使得齿轮啮合无偏载；当偏航减速机有调整误差造成偏载时，由于悬臂齿轮柔性较高，会产生自动纠偏能力。上述结构，使输出齿轮具有了柔性，可称之柔性输出齿轮轴，它大大改善了齿轮啮合偏载现象，增强了减速机的可靠性。

密封装置3防止减速机渗漏油及外面灰尘进入减速机，压板4防止密封装置3轴向脱落。锁紧螺母1对输出齿轮2轴向定位。前机体5为减速机外壳及对减速机固定安装用，锁紧螺母9用于调整轴承负游隙，第四级行星传动行星架10加工有内花键，与输出轴7的外花键间隙配合。

上述输出轴结构安装较复杂，且轴承安装后要求为负游隙，负游隙范围窄，整体精度要求高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种实用可靠、操作方便的风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，保证输出齿轮轴的安装精度，实现偏航减速机柔性输出齿轮轴装配的顺利实施。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，包括以下步骤：

1)加热减速机的前机体；

2)在前机体上装配后圆锥滚子轴承外圈，并用压板在前机体内上压实，检查后圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙；

3)翻转前机体，在前机体上装配前圆锥滚子轴承外圈，并用第二工装在前机体上压实，检查前圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙；

4)待前机体温度冷却到常温后，拆卸装配后圆锥滚子轴承外圈用的第一工装和装配前圆锥滚子轴承外圈用的第二工装，检查前、后圆锥滚子轴承外圈与挡肩缝隙；

5)减速机的输出轴竖直并用螺栓固定在第三工装上，加热前圆锥滚子轴承内圈，安装在输出轴上，并用压筒在输出轴上压实，检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴挡肩缝隙；

6)待前圆锥滚子轴承内圈温度到常温后，拆卸压筒，检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴档肩缝隙；

7)吊装前机体，与输出轴组装，使前圆锥滚子轴承内、外圈接触；

8)将后圆锥滚子轴承内圈套在输出轴的斜面上，采用第四工装顶在后圆锥滚子轴承内圈上，用铜锤轻轻敲击第四工装中心，使后圆锥滚子轴承内圈往下移动，待后圆锥滚子轴承内、外圈接触时，移除第四工装，在输出轴装配锁紧螺母，锁紧螺母顶在后圆锥滚子轴承内圈端面上，再旋入推进预定的长度；

9)检验轴承旋转力矩：在前机体装配检验工装，利用前机体的螺栓通孔用螺栓连接固定检验工装，将数显力矩扳手套装在检验工装中心处的卡头上，转动数显力矩扳手，直到前机体正常转动后查看力矩值，与轴承供应商提供的力矩比较，推进或后退锁紧螺母，直至力矩达到要求，拆卸检验工装；

10)逐级安装4级行星传动装置，直至减速机上部件装配完成；

11)拆卸第三工装，减速机调头并在第五工装上固定；

12)在前机体上安装端盖，在端盖上安装密封件，并在端盖上安装固定压板防止密封件轴向脱落；

13)加热减速机的输出齿轮，待输出齿轮加热到预设温度后，通过吊装工具吊装到输出轴上方并向下移，使输出齿轮的内花键与输出轴的外花键连接，待输出齿轮的内花键与输出轴的外花键的端面接触后，移除吊装工具，在输出轴上装配锁紧螺母，顶在输出齿轮上，按预设的扭矩固定锁紧螺母；

14)输出齿轮温度到常温后，按规定的最终扭矩装配好锁紧螺母；

15)拆卸第五工装，装配完成。

在步骤2)中，采用第一工装装配后圆锥滚子轴承外圈，该第一工装由圆形平板、上下锁紧双螺母及螺栓杆组成，所述螺栓杆穿过圆形平板的中心处，并采用上下锁紧双螺母将圆形平板固定在螺栓杆上，第一工装放在一个支撑台上，前机体加热到预设温度后，吊装到平台上，且第一工装位于前机体内部中心处，后圆锥滚子轴承外圈小口朝下，垂直放进前机体内，然后装入压板，用螺母与第一工装的螺栓杆连接，螺母拧紧后用塞尺检查后圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙。

在步骤3)中，在完成后圆锥滚子轴承外圈装配后，立即将前机体翻转180°，装配前圆锥滚子轴承外圈，前圆锥滚子轴承外圈小口朝下，垂直放进前机体内；然后装入第二工装，该第二工装为带法兰边的短筒，该短筒的外径与前机体放入前圆锥滚子轴承外圈的一端内径相匹配，利用前机体端面已有的螺纹孔，用螺栓连接第二工装的法兰边，通过第二工装压紧前圆锥滚子轴承外圈，且第二工装与前机体端面之间预留有间隙，以便压实，用塞尺检查前圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙。

在步骤5)中，将输出轴垂直放在第三工装上，该第三工装为支撑座结构，利用输出轴端面的螺丝孔，用螺栓连接第三工装固定；加热前圆锥滚子轴承内圈到预设温度后，垂直套装在输出轴上；然后套装入压筒于输出轴的上部，该压筒为长筒结构，利用输出轴端面已有的螺纹孔，用螺栓连接压筒，通过压筒压紧前圆锥滚子轴承内圈，用塞尺检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴挡肩缝隙。

在步骤8)中，先利用重力将后圆锥滚子轴承内圈套在输出轴的斜面上，再采用第四工装顶着后圆锥滚子轴承内圈向下，该第四工装为筒状结构，用铜锤轻轻敲击第四工装中心，让后圆锥滚子轴承内圈慢慢在输出轴上向下移，待后圆锥滚子轴承内圈与后圆锥滚子轴承外圈接触时，改用锁紧螺母旋入输出轴预定的长度，此时，前、后圆锥滚子轴承形成了负游隙。

在步骤11)中，所述第五工装为开有螺纹孔的支撑座，部装减速机用螺栓固定于第五工装上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明的减速机柔性输出齿轮轴轴承内、外圈的安装方法，保证了内、外圈与挡肩的贴合紧密，轴承负游隙的检验调整，保证了精度要求，输出齿轮过盈花键的安装简便。总之，本发明装配方法操作简单，可靠性及效率高，在保证输出齿轮轴的安装精度同时，实现减速机柔性输出齿轮轴装配的顺利实施。

附图说明

图1为风电偏航减速机的结构简图。

图2为在前机体装配后圆锥滚子轴承外圈示意图之一。

图3为在前机体装配后圆锥滚子轴承外圈示意图之二。

图4为在前机体上装配前圆锥滚子轴承外圈示意图之一。

图5为在前机体上装配前圆锥滚子轴承外圈示意图之二。

图6为在前机体上拆卸第一工装和第二工装后的示意图。

图7为在输出轴上装配前圆锥滚子轴承内圈示意图之一。

图8为在输出轴上装配前圆锥滚子轴承内圈示意图之二。

图9为吊装前机体与输出轴组装示意图。

图10为装配后圆锥滚子轴承内圈示意图之一。

图11为装配后圆锥滚子轴承内圈示意图之二。

图12为检验轴承的旋转力矩示意图。

图13为逐级安装4级行星传动装置示意图。

图14为减速机调头固定在第五工装上及在前机体上安装端盖、密封件和固定压板的示意图。

图15为输出齿轮吊装到输出轴上方的示意图。

图16为输出齿轮装在输出轴上并装配好锁紧螺母的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本实施例公开了一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，包括以下步骤：

1)加热减速机的前机体25。

2)在前机体25上装配后圆锥滚子轴承外圈26，见图2和图3所示。

采用第一工装装配后圆锥滚子轴承外圈26，该第一工装由圆形平板21、上下锁紧双螺母22及螺栓杆23组成，所述螺栓杆23穿过圆形平板21的中心处，并采用上下锁紧双螺母22将圆形平板21固定在螺栓杆23上，第一工装放在一个支撑台24上，前机体25加热到预设温度后，吊装到平台上，且第一工装位于前机体25内部中心处，后圆锥滚子轴承外圈26小口朝下，垂直放进前机体25内，然后装入压板31，用螺母32与第一工装的螺栓杆23连接，螺母32拧紧后用塞尺检查后圆锥滚子轴承外圈26与前机体25挡肩缝隙；

3)在前机体25上装配前圆锥滚子轴承外圈41，见图4和图5所示。

在快速完成后圆锥滚子轴承外圈26装配后，立即将前机体25翻转180°，装配前圆锥滚子轴承外圈41，前圆锥滚子轴承外圈41小口朝下，垂直放进前机体25内；然后装入第二工装51，该第二工装51为带法兰边的短筒，该短筒的外径与前机体25放入前圆锥滚子轴承外圈41的一端内径相匹配，利用前机体25端面已有的螺纹孔，用螺栓52连接第二工装51的法兰边，通过第二工装51压紧前圆锥滚子轴承外圈41，且在第二工装与前机体25端面应该留有间隙h，以便压实，用塞尺检查前圆锥滚子轴承外圈41与前机体25挡肩缝隙。

4)待前机体25温度冷却到常温后，拆卸装配后圆锥滚子轴承外圈26用的第一工装和装配前圆锥滚子轴承外圈41用的第二工装51，检查前、后圆锥滚子轴承外圈41、26与挡肩缝隙，见图6所示。

5)在减速机的输出轴73上装配前圆锥滚子轴承内圈74，见图7和图8所示。

将输出轴73垂直放在第三工装72上，该第三工装72为支撑座结构，利用输出轴73端面的螺丝孔，用螺栓71连接第三工装72固定；加热前圆锥滚子轴承内圈74到预设温度后，按图示方向，垂直套装在输出轴73上；然后套装入压筒81于输出轴73的上部，该压筒81为长筒结构，利用输出轴73端面已有的螺纹孔，用螺栓82连接压筒81，通过压筒81压紧前圆锥滚子轴承内圈74，用塞尺检查前圆锥滚子轴承内圈74与输出轴73挡肩缝隙。

6)待前圆锥滚子轴承内圈74温度到常温后，拆卸压筒81，检查前圆锥滚子轴承内圈74与输出轴73档肩缝隙。

7)吊装前机体25，与输出轴73组装，使前圆锥滚子轴承内、外圈74、41接触，见图9所示。

8)先利用重力将后圆锥滚子轴承内圈101套在输出轴73的斜面上，再采用第四工装102顶着后圆锥滚子轴承内圈101向下，该第四工装102为筒状结构，用铜锤轻轻敲击第四工装102中心，让后圆锥滚子轴承内圈101慢慢在输出轴73上向下移，待后圆锥滚子轴承内圈101与后圆锥滚子轴承外圈26接触时，改用锁紧螺母111旋入输出轴73预定的长度，此时，前、后圆锥滚子轴承形成了负游隙，见图10和图11所示。

9)检验轴承旋转力矩：在前机体25装配检验工装122，利用前机体25的螺栓通孔用螺栓121连接固定检验工装122，将数显力矩扳手123套装在检验工装122中心处的卡头上，转动数显力矩扳手123，直到前机体25正常转动后查看力矩值，与轴承供应商提供的力矩比较，推进或后退锁紧螺母111，直至力矩达到要求，拆卸检验工装122，见图12所示。

10)逐级安装4级行星传动装置，直至减速机上部件装配完成(过程忽略)，见图13所示。

11)拆卸第三工装72，减速机调头并在第五工装141上固定，其中，第五工装141为开有螺纹孔的支撑座，部装减速机用螺栓固定于第五工装141上，见图14所示。

12)在前机体25上安装端盖142，在端盖142上安装密封件143，并在端盖142上安装固定压板144防止密封件143轴向脱落，见图14和图15所示。

13)加热减速机的输出齿轮151，待输出齿轮151加热到预设温度后，通过吊装工具吊装到输出轴73上方并向下移，使输出齿轮151的内花键与输出轴73的外花键连接，待输出齿轮151的内花键与输出轴73的外花键的端面接触后，移除吊装工具，在输出轴73上装配锁紧螺母161，顶在输出齿轮151上，按预设的扭矩固定锁紧螺母161，见图15和图16所示。

14)输出齿轮151温度到常温后，按规定的最终扭矩装配好锁紧螺母161。

15)拆卸第五工装141，装配完成。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)加热减速机的前机体；

2)在前机体上装配后圆锥滚子轴承外圈，并用压板在前机体内上压实，检查后圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙；

3)翻转前机体，在前机体上装配前圆锥滚子轴承外圈，并用第二工装在前机体上压实，检查前圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙；

4)待前机体温度冷却到常温后，拆卸装配后圆锥滚子轴承外圈用的第一工装和装配前圆锥滚子轴承外圈用的第二工装，检查前、后圆锥滚子轴承外圈与挡肩缝隙；

5)减速机的输出轴竖直并用螺栓固定在第三工装上，加热前圆锥滚子轴承内圈，安装在输出轴上，并用压筒在输出轴上压实，检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴挡肩缝隙；

6)待前圆锥滚子轴承内圈温度到常温后，拆卸压筒，检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴档肩缝隙；

7)吊装前机体，与输出轴组装，使前圆锥滚子轴承内、外圈接触；

8)将后圆锥滚子轴承内圈套在输出轴的斜面上，采用第四工装顶在后圆锥滚子轴承内圈上，用铜锤轻轻敲击第四工装中心，使后圆锥滚子轴承内圈往下移动，待后圆锥滚子轴承内、外圈接触时，移除第四工装，在输出轴装配锁紧螺母，锁紧螺母顶在后圆锥滚子轴承内圈端面上，再旋入推进预定的长度；

9)检验轴承旋转力矩：在前机体装配检验工装，利用前机体的螺栓通孔用螺栓连接固定检验工装，将数显力矩扳手套装在检验工装中心处的卡头上，转动数显力矩扳手，直到前机体正常转动后查看力矩值，与轴承供应商提供的力矩比较，推进或后退锁紧螺母，直至力矩达到要求，拆卸检验工装；

10)逐级安装4级行星传动装置，直至减速机上部件装配完成；

11)拆卸第三工装，减速机调头并在第五工装上固定；

12)在前机体上安装端盖，在端盖上安装密封件，并在端盖上安装固定压板防止密封件轴向脱落；

13)加热减速机的输出齿轮，待输出齿轮加热到预设温度后，通过吊装工具吊装到输出轴上方并向下移，使输出齿轮的内花键与输出轴的外花键连接，待输出齿轮的内花键与输出轴的外花键的端面接触后，移除吊装工具，在输出轴上装配锁紧螺母，顶在输出齿轮上，按预设的扭矩固定锁紧螺母；

14)输出齿轮温度到常温后，按规定的最终扭矩装配好锁紧螺母；

15)拆卸第五工装，装配完成。

2.根据权利要求1所述的一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤2)中，采用第一工装装配后圆锥滚子轴承外圈，该第一工装由圆形平板、上下锁紧双螺母及螺栓杆组成，所述螺栓杆穿过圆形平板的中心处，并采用上下锁紧双螺母将圆形平板固定在螺栓杆上，第一工装放在一个支撑台上，前机体加热到预设温度后，吊装到平台上，且第一工装位于前机体内部中心处，后圆锥滚子轴承外圈小口朝下，垂直放进前机体内，然后装入压板，用螺母与第一工装的螺栓杆连接，螺母拧紧后用塞尺检查后圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤3)中，在完成后圆锥滚子轴承外圈装配后，立即将前机体翻转180°，装配前圆锥滚子轴承外圈，前圆锥滚子轴承外圈小口朝下，垂直放进前机体内；然后装入第二工装，该第二工装为带法兰边的短筒，该短筒的外径与前机体放入前圆锥滚子轴承外圈的一端内径相匹配，利用前机体端面已有的螺纹孔，用螺栓连接第二工装的法兰边，通过第二工装压紧前圆锥滚子轴承外圈，且第二工装与前机体端面之间预留有间隙，以便压实，用塞尺检查前圆锥滚子轴承外圈与前机体挡肩缝隙。

4.根据权利要求1所述的一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤5)中，将输出轴垂直放在第三工装上，该第三工装为支撑座结构，利用输出轴端面的螺丝孔，用螺栓连接第三工装固定；加热前圆锥滚子轴承内圈到预设温度后，垂直套装在输出轴上；然后套装入压筒于输出轴的上部，该压筒为长筒结构，利用输出轴端面已有的螺纹孔，用螺栓连接压筒，通过压筒压紧前圆锥滚子轴承内圈，用塞尺检查前圆锥滚子轴承内圈与输出轴挡肩缝隙。

5.根据权利要求1所述的一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤8)中，先利用重力将后圆锥滚子轴承内圈套在输出轴的斜面上，再采用第四工装顶着后圆锥滚子轴承内圈向下，该第四工装为筒状结构，用铜锤轻轻敲击第四工装中心，让后圆锥滚子轴承内圈慢慢在输出轴上向下移，待后圆锥滚子轴承内圈与后圆锥滚子轴承外圈接触时，改用锁紧螺母旋入输出轴预定的长度，此时，前、后圆锥滚子轴承形成了负游隙。

6.根据权利要求1所述的一种风电偏航减速机柔性输出齿轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤11)中，所述第五工装为开有螺纹孔的支撑座，部装减速机用螺栓固定于第五工装上。

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