CN113154009A - 变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法。该齿轮箱输入部装损伤再利用结构，包括：电机轴；连接柱，远离该齿轮轴的端面的中央位置具有电机轴安装孔；以及n个平键，用于使连接柱和电机轴相联接，其中，电机轴的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上设有沿电机轴的周向间隔布置并且与n个平键一一对应的n个修复电机轴键槽，电机轴安装孔的内壁的除了损伤安装孔键槽之外的部分上设有沿电机轴安装孔的周向间隔布置并且分别与n个修复电机轴键槽相对应的n个修复安装孔键槽，当自由端部插入至电机轴安装孔内时，平键的两个侧部分别嵌设在对应的修复电机轴键槽和修复安装孔键槽内。

Description

变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法

技术领域

本发明属于齿轮箱输入部装损伤再利用技术领域，具体涉及一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法。

背景技术

变桨系统包括桨叶片以及驱动该桨叶片进行转动的变桨驱动装置，变桨驱动装置包含电机、齿轮箱以及齿轮箱输入部装。齿轮箱输入部装通常采用连接柱和一个平键将齿轮箱中的主动齿轮的齿轮轴和电机的电机轴相联接，从而将电机的转矩传递给齿轮箱，电机轴的外表面和连接柱的电机轴安装孔的内壁上分别具有与平键相匹配的键槽。

在风况理想的情况下，变桨系统的冲击载荷的大小和循环次数较多，而且变桨的角度和频次都很高。由于现场变桨非常频繁，导致平键连接的薄弱处出现失效。从现场收集失效的照片看，先是电机轴上的键槽和/或连接柱中的键槽失效，导致整体连接失效。为此，需要整体更换电机和齿轮箱，成本非常高。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而进行的，目的在于提供一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法，能够对已损伤的齿轮箱输入部装结构进行修复再利用，而且结构简单、成本低且可靠性高。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

<方案一>

本发明提供了一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，用于将齿轮箱中的主动齿轮和电机主体相连接，具有这样的特征，包括：电机轴，与电机主体的转子固定连接，自由端部的侧壁上具有沿电机轴的轴向延伸且已损伤的键槽作为损伤电机轴键槽；连接柱，与主动齿轮的齿轮轴同轴固定连接，远离该齿轮轴的端面的中央位置具有沿连接柱的轴向延伸并且与自由端部相匹配的盲孔作为电机轴安装孔，该电机轴安装孔的内壁上具有沿连接柱的轴向延伸且已损伤的键槽作为损伤安装孔键槽；以及n个平键，用于使连接柱和电机轴相联接，其中，自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上设有沿电机轴的周向间隔布置并且与n个平键一一对应的n个作为修复电机轴键槽的键槽，电机轴安装孔的内壁的除了损伤安装孔键槽之外的部分上设有沿电机轴安装孔的周向间隔布置并且分别与n个修复电机轴键槽相对应的n个作为修复安装孔键槽的键槽，修复电机轴键槽和对应的修复安装孔键槽均与对应的平键的形状相匹配，当自由端部插入至电机轴安装孔内时，平键的两个侧部分别嵌设在对应的修复电机轴键槽和修复安装孔键槽内，n为不小于2的正整数。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，连接柱和齿轮轴为一体成型制成。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：还包括：安装座，用于将电机主体安装在齿轮箱的箱体上，其中，安装座设有与连接柱相匹配的通孔作为连接柱安装通孔，连接柱可转动地安装在连接柱安装通孔内。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，连接柱和连接柱安装通孔之间设有轴承。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，连接柱和连接柱安装通孔之间还设有密封圈。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，平键和对应的修复电机轴键槽、以及平键和对应的修复安装孔键槽之间均为过盈配合。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，修复电机轴键槽的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]，修复安装孔键槽的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，n个修复电机轴键槽沿电机轴的周向等间隔布置，n个修改安装孔键槽沿电机轴安装孔的周向等间隔布置。

在本发明提供的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构中，还可以具有这样的特征：其中，修复安装孔键槽自电机轴安装孔远离齿轮轴的端面开始沿朝向齿轮轴的方向延伸。

<方案二>

本发明还提供了一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

将电机轴和连接柱拆卸分离；

基于电机轴尺寸并按照预设的平键公差范围，加工一定尺寸的n个平键；

根据平键的尺寸并按照预设的键槽公差范围，在电机轴的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上加工出沿电机轴的周向间隔布置的n个作为修复电机轴键槽的键槽，并在连接柱的电机轴安装孔的除了损伤安装孔键槽之外的部分上加工出沿电机轴安装孔的周向间隔布置的n个作为修复安装孔键槽的键槽；

将n个平键的一个侧部分别嵌设在n个修复电机轴键槽内；

在使n个修复电机轴键槽与n个修复安装孔键槽一一对准后，将自由端部插入至电机轴安装孔内；与此同时，平键的另一个侧部嵌设在对应的修复安装孔键槽内，

n为不小于2的正整数。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法，因为具有n个平键，电机轴的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上设有沿电机轴的周向间隔布置并且与n个平键一一对应的n个作为修复电机轴键槽的键槽，连接柱的电机轴安装孔的内壁的除了损伤安装孔键槽之外的部分上设有沿电机轴安装孔的周向间隔布置并且分别与n个修复电机轴键槽相对应的n个作为修复安装孔键槽的键槽，修复电机轴键槽和对应的修复安装孔键槽均与对应的平键的形状相匹配，当自由端部插入至电机轴安装孔内时，平键的两个侧部分别嵌设在对应的修复电机轴键槽和修复安装孔键槽内，从而实现连接柱和电机轴之间的联接，所以，本发明能够对能够对已损伤的齿轮箱输入部装结构进行修复再利用，而且结构简单、成本低且可靠性高。

附图说明

图1是本发明的实施例中变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构的分解安装示意图；

图2是本发明的实施例中电机轴的立体结构示意图；以及

图3是本发明的实施例中连接柱的立体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法的目的、特征和效果。

<实施例>

图1是本发明的实施例中变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构的分解安装示意图。

如图1所示，在本实施例中，变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构100是在已损伤失效的原有齿轮箱输入部装结构的基础上改造而成，用于将齿轮箱中的主动齿轮200和电机主体300相连接。该变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构100包括电机轴10、连接柱20、两个平键30、安装座40、轴承50、轴承卡环60、两个密封圈70以及密封圈卡环80。

图2是本发明的实施例中电机轴的立体结构示意图。

如图1和图2所示，电机轴10的一个端部与电机主体300的转子(图中未示出)固定连接，另一个端部为自由端部。该自由端部的侧壁上具有沿电机轴10的轴向延伸且已损伤的损伤电机轴键槽11；自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽11之外的部分上设有沿电机轴10的周向等间隔布置并且与两个平键30一一对应的两个修复电机轴键槽12，即、两个修复电机轴键槽12对称设置在自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽11之外的部分上；修复电机轴键槽12与对应的平键30的形状相配。

图3是本发明的实施例中连接柱的立体结构示意图。

如图1和图3所示，连接柱20与主动齿轮200的齿轮轴201同轴固定连接，用于将齿轮轴201与电机轴10相连接。在本实施例中，连接柱20和齿轮轴201为一体成型制成。当然，也可根据实际需要，连接柱20和齿轮轴201也采用如焊接连接方式等的固定连接。

连接柱20远离该齿轮轴201的端面的中央位置具有沿连接柱20的轴向延伸并且与电机轴10的自由端部相匹配的盲孔作为电机轴安装孔21。该电机轴安装孔21的内壁上具有沿连接柱20的轴向延伸且已损伤的损伤安装孔键槽22；电机轴安装孔21的内壁的除了损伤安装孔键槽22之外的部分上设有沿电机轴安装孔21的周向等间隔布置并且分别与两个修复电机轴键槽12相对应的两个修复安装孔键槽23，即、两个修复安装孔键槽23对称设置在电机轴安装孔21的内壁的除了损伤安装孔键槽22之外的部分上；修复安装孔键槽23与对应的平键30的形状相匹配。在本实施例中，修复安装孔键槽23自连接柱20远离齿轮轴20的端面开始沿朝向齿轮轴20的方向延伸。

连接柱20靠近齿轮轴201的端部设有环状凸缘24；连接柱20的中间位置设有环状凹槽25。

如图1所示，两个平键30用于使连接柱20和电机轴10相联接。当电机轴10的自由端部插入至连接柱20的电机轴安装孔21内时，平键30的两个侧部分别嵌设在对应的修复电机轴键槽12和修复安装孔键槽内23。

在本实施例中，平键30和对应的修复电机轴键槽12、以及平键30和对应的修复安装孔键槽23之间均为过盈配合。修复电机轴键槽12的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]；修复安装孔键槽23的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]。

如图1所示，安装座40用于将电机主体300安装在齿轮箱的箱体上，其两个端部均以螺栓连接方式分别与电机主体300和箱体可拆卸连接。安装座40的中央位置设有与连接柱20相匹配的连接柱安装通孔41，连接柱20可转动地安装在连接柱安装通孔41内。

如图1所示，轴承50位于连接柱20和连接柱安装通孔41的内壁之间并且套设在连接柱20的外表面，从而将连接柱20可转动地安装在连接柱安装通孔41内。在本实施例中，轴承50套设在连接柱20位于环状凸缘24和环状凹槽25之间部分的外表面。

如图1所示，轴承卡环60嵌设在连接柱20的环状凹槽25内，从而对轴承50进行限位以避免轴承50沿连接柱20的轴向移动。

如图1所示，两个密封圈70沿连接柱20的轴向依次套设在连接柱20的外表面。在本实施例中，密封圈70套设连接柱20位于环状凸缘25和远离齿轮轴201的端面之间。

如图1所示，密封圈卡环80套设在连接柱20上，用于对密封圈70进行限位以避免密封圈70沿连接柱20的轴向移动。

在本实施例中，采用变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构100对已损伤失效的齿轮箱输入部装结构进行再利用的方法，包括以下步骤：

步骤S1，将已损坏失效的齿轮箱输入部装结构、以及主动齿轮200和电机主体300从齿轮箱的箱体上拆卸下来。

步骤S2，将电机轴10和连接柱20拆卸分离。

步骤S3，基于电机轴10的尺寸并按照预设的平键公差范围，加工一定尺寸的两个平键30。在本实施例中，平键30需满足GB1096-2003《普通型平键》的要求。

步骤S4，根据平键30的尺寸并按照预设的键槽公差范围，在电机轴10的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽11之外的部分上加工出沿电机轴的周向等间隔布置的两个修复电机轴键槽，并在连接柱20的电机轴安装孔21的除了损伤安装孔键槽22之外的部分上加工出沿电机轴安装孔21的周向等间隔布置的两个修复安装孔键槽23。在本实施例中，修复电机轴键槽11和修复安装孔键槽23需满足GB/T1095-2003《平键键槽的剖面尺寸》的要求。

步骤S5，将两个平键30的一个侧部分别嵌设在两个修复电机轴键槽11内。

步骤S6,在使两个修复电机轴键槽12与两个修复安装孔键槽23一一对准后，将电机轴10的自由端部插入至电机轴安装孔21内；与此同时，平键30的另一个侧部嵌设在对应的修复安装孔键槽23内，从而完成齿轮箱输入部装损伤再利用结构100。

步骤S7，将齿轮箱输入部装损伤再利用结构100、以及主动齿轮200和电机主体300重新安装在齿轮箱的箱体上，并将齿轮箱安装在变桨系统的风机轮毂上，至此完成已损伤失效的齿轮箱输入部装结构的修复再利用工作。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构及方法，因为具有n个平键，电机轴的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上设有沿电机轴的周向间隔布置并且与n个平键一一对应的n个作为修复电机轴键槽的键槽，连接柱的电机轴安装孔的内壁的除了损伤安装孔键槽之外的部分上设有沿电机轴安装孔的周向间隔布置并且分别与n个修复电机轴键槽相对应的n个作为修复安装孔键槽的键槽，修复电机轴键槽和对应的修复安装孔键槽均与对应的平键的形状相匹配，当自由端部插入至电机轴安装孔内时，平键的两个侧部分别嵌设在对应的修复电机轴键槽和修复安装孔键槽内，从而实现连接柱和电机轴之间的联接，所以，本实施例能够对能够对已损伤的齿轮箱输入部装结构进行修复再利用，而且结构简单、成本低且可靠性高。

另外，因为连接柱和齿轮轴为一体成型制成，坚实牢固，同轴精度较高。

此外，因为还具有安装座，能够将电机主体安装在齿轮箱的箱体上，使得电机和箱体集成一体化，便于安装。

另外，因为安装座设有与连接柱相匹配的连接柱安装通孔，连接柱通过轴承可转动地安装在连接柱安装通孔内，既使得连接柱旋转更加稳定，又使得输入部装的结构更加紧凑。

此外，因为平键和对应的修复电机轴键槽、以及平键和对应的修复安装孔键槽之间均为过盈配合，使得连接柱和电机轴之间的联接更加稳固。

另外，因为n个修复电机轴键槽沿电机轴的周向等间隔布置，n个修改安装孔键槽沿电机轴安装孔的周向等间隔布置，使得连接柱和电机轴之间的连接更加稳固。

此外，因为修复安装孔键槽自连接柱远离齿轮轴的端面开始沿朝向齿轮轴的方向延伸，结构简单，易于加工，更易于安装和拆卸。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

例如，在上述实施方式中，采用两个平键来实现连接柱和电机轴之间的联接，连接柱中的电机轴安装通孔的内壁和电机轴的外表面上分别设有与两个平键相匹配的键槽。但是，在本发明中，也可以采用3、4或更多个平键来联接连接柱和电机轴，在这种情况下，连接柱中的电机轴安装通孔的内壁和电机轴的外表面上分别设置对应数量的键槽。

Claims (10)

1.一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，用于将齿轮箱中的主动齿轮和电机主体相连接，其特征在于，包括：

电机轴，与所述电机主体的转子固定连接，自由端部的侧壁上具有沿所述电机轴的轴向延伸且已损伤的键槽作为损伤电机轴键槽；

连接柱，与所述主动齿轮的齿轮轴同轴固定连接，远离该齿轮轴的端面的中央位置具有沿所述连接柱的轴向延伸并且与所述自由端部相匹配的盲孔作为电机轴安装孔，该电机轴安装孔的内壁上具有沿所述连接柱的轴向延伸且已损伤的键槽作为损伤安装孔键槽；以及

n个平键，用于使所述连接柱和电机轴相联接，

其中，所述自由端部的侧壁的除了所述损伤电机轴键槽之外的部分上设有沿所述电机轴的周向间隔布置并且与所述n个平键一一对应的n个作为修复电机轴键槽的键槽，

所述电机轴安装孔的内壁的除了所述损伤安装孔键槽之外的部分上设有沿所述电机轴安装孔的周向间隔布置并且分别与n个所述修复电机轴键槽相对应的n个作为修复安装孔键槽的键槽，

所述修复电机轴键槽和对应的所述修复安装孔键槽均与对应的所述平键的形状相匹配，

当所述自由端部插入至所述电机轴安装孔内时，所述平键的两个侧部分别嵌设在对应的所述修复电机轴键槽和所述修复安装孔键槽内，

所述n为不小于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述连接柱和所述齿轮轴为一体成型制成。

3.根据权利要求1所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于，还包括：

安装座，用于将所述电机主体安装在所述齿轮箱的箱体上，

其中，所述安装座设有与所述连接柱相匹配的通孔作为连接柱安装通孔，

所述连接柱可转动地安装在所述连接柱安装通孔内。

4.根据权利要求3所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述连接柱和所述连接柱安装通孔之间设有轴承。

5.根据权利要求3或4所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述连接柱和所述连接柱安装通孔之间还设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述平键和对应的所述修复电机轴键槽、以及所述平键和对应的所述修复安装孔键槽之间均为过盈配合。

7.根据权利要求6所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述修复电机轴键槽的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]，

所述修复安装孔键槽的宽度公差范围和深度公差范围分别为[-0.051,-0.015]、[0,+0.20]。

8.根据权利要求1所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，n个所述修复电机轴键槽沿所述电机轴的周向等间隔布置，

n个所述修改安装孔键槽沿所述电机轴安装孔的周向等间隔布置。

9.根据权利要求1所述的变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用结构，其特征在于：

其中，所述修复安装孔键槽自所述连接柱远离所述齿轮轴的端面开始沿朝向所述齿轮轴的方向延伸。

10.一种变桨系统用的齿轮箱输入部装损伤再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电机轴和连接柱拆卸分离；

基于电机轴的尺寸并按照预设的平键公差范围，加工一定尺寸的n个平键；

根据所述平键的尺寸并按照预设的键槽公差范围，在电机轴的自由端部的侧壁的除了损伤电机轴键槽之外的部分上加工出沿所述电机轴的周向间隔布置的n个作为修复电机轴键槽的键槽，并在所述连接柱的电机轴安装孔的除了所述损伤安装孔键槽之外的部分上加工出沿所述电机轴安装孔的周向间隔布置的n个作为修复安装孔键槽的键槽；

将所述n个平键的一个侧部分别嵌设在n个所述修复电机轴键槽内；

在使n个所述修复电机轴键槽与n个所述修复安装孔键槽一一对准后，将所述自由端部插入至所述电机轴安装孔内；与此同时，所述平键的另一个侧部嵌设在对应的所述修复安装孔键槽内，

所述n为不小于2的正整数。

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