CN116989127A - 行星轮系的润滑机构 - Google Patents
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Abstract
本发明一种行星轮系的润滑机构，所述行星轮系包括行星轮、滑动轴承、行星轮轴和止推轴承，在止推轴承的周向上的至少一个润滑位置处，止推轴承中形成有轴向通道和径向通道，止推轴承面向行星轮的端面中设置有凹槽，凹槽中设置有密封件，在径向上轴向通道相比凹槽更接近滑动轴承，密封件用于阻止润滑油自所述缝隙排出。由于径向和轴向通道的存在，使得润滑油的路径变得曲折，在缝隙处更容易建立起合适的油压，由此防止了润滑油自缝隙处被快速排出，使得滑动轴承处始终有足够量的润滑油，保证了滑动轴承的润滑效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑机构，特别涉及一种能够建立起理想油压的润滑机构。
背景技术
风电齿轮箱是风力发电系统实现高效能发电的一个重要部件。以采用行星系统的齿轮箱为例，行星轮通过轴承支承在行星轮轴上。参考图1，行星轮1通过滑动轴承3(图1中以浮动滑动轴承为例，固定滑动轴承也同样适用)支承在行星轮轴2上。为了限制轴向位移，通常设置止推轴承4(thrust bearing)于行星轮1的两个端面11、12处。
主要参考图2，以行星轮1的左端面11处为例，由于止推轴承4和滑动轴承3之间存在缝隙，润滑油会自该缝隙(沿箭头方向)流出，也就是说在行星轮的端面处由于该缝隙的存在难以建立理想的油压，而较低的油压不利于滑动轴承3的润滑。在这种设计中，滑动轴承的工作环境并不理想。
发明内容
本发明为了解决现有技术中齿轮箱中止推轴承和滑动轴承之间具有缝隙、难以形成理想油压、不利于滑动轴承润滑的缺陷，提供一种能够建立理想油压的行星轮系的润滑机构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种行星轮系的润滑机构，所述行星轮系包括行星轮、滑动轴承、行星轮轴和止推轴承，行星轮通过滑动轴承支承于行星轮轴上，止推轴承设置于行星轮的端面处且止推轴承与行星轮的端面之间形成缝隙，其特点在于，在止推轴承的周向上的至少一个润滑位置处，止推轴承中形成有轴向通道和径向通道，止推轴承面向行星轮的端面中设置有凹槽，凹槽中设置有密封件，轴向通道的一端与所述缝隙连通，轴向通道的另一端与径向通道连通，径向通道的另一端为通向行星轮系外的开放端，其中，在径向上轴向通道相比凹槽更接近滑动轴承，密封件用于阻止润滑油自所述缝隙排出。
通过在止推轴承中设置油道，使得润滑油的排出变得不易，由此来提高滑动轴承的润滑效果。
优选地，针对每个润滑位置处，至少两条轴向通道和至少两条径向通道形成于止推轴承中，其中，在径向上，连通所述缝隙的一条轴向通道相比凹槽更接近滑动轴承，轴向通道和径向通道交替收尾相连。通过多条轴向通道和多条径向通道的组合来建立油压，减缓润滑油的排出。
优选地，所述开放端处设置有压力阀。
优选地，所述压力阀为固定压力的压力阀或压力可调节的压力阀。
优选地，在止推轴承的周向上，所述压力阀呈不均匀分布。
优选地，所述润滑机构进一步包括润滑油的进油口和设置于所述进油口处的止回阀。
优选地，各个润滑位置在止推轴承的周向上呈不均匀分布。
优选地，所述密封件为接触式密封件或非接触式密封件。
优选地，止推轴承面向行星轮的端面上设置有至少一个凸环，所述凸环在径向上相互间隔布置；行星轮面向止推轴承的端面中设置有与所述凸环一一对应的凹槽，每个凹槽用于容纳与之对应的凸环；形成于每个凸环的外表面和与所述凸环相对的凹槽的内表面之间的轴向间隙和径向间隙，其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
优选地，相邻两凸环之间的最短距离相同或者不相同。通过对相邻两凸环之间距离的合理设置，以获得不同长度的轴向油道(由轴向间隙形成)，并由此来调节所建立的油压。
优选地，所述凸环的热膨胀系数大于所述滑动轴承的热膨胀系数或者大于所述行星轮的热膨胀系数。
优选地，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离。即在远离滑动轴承处凸环的设置较为密集，避免了润滑油的快速排出。
优选地，在径向上，所述凸环相比所述密封件更接近滑动轴承。
优选地，行星轮面向止推轴承的端面中设置有至少一个凸环，所述凸环在径向上相互间隔布置；止推轴承面向行星轮的端面上设置有与所述凸环一一对应的凹槽，每个凹槽用于容纳与之对应的凸环；形成于每个凸环的外表面和与所述凸环相对的凹槽的内表面之间的轴向间隙和径向间隙，其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
优选地，相邻两凸环之间的最短距离相同或者不相同。通过对相邻两凸环之间距离的合理设置，以获得不同长度的轴向油道(由轴向间隙形成)，并由此来调节所建立的油压。
优选地，所述凸环的热膨胀系数大于所述滑动轴承的热膨胀系数或者大于所述行星轮的热膨胀系数。
优选地，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离。
优选地，在径向上，所述凸环相比所述密封件更接近滑动轴承。
优选地，止推轴承面向行星轮的端面上设置有至少一个第一凹槽，第一凹槽在径向上相互间隔布置；行星轮面向止推轴承的端面中设置有与第一凹槽一一对应的第二凹槽；由每个第一凹槽和与之对应的第二凹槽所构成的容纳空间；设置于每个容纳空间中的阻隔件；形成于每个容纳空间的内表面和容纳于所述容纳空间中的阻隔件的外表面之间的轴向间隙和径向间隙，其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
优选地，相邻两容纳空间之间的最短距离相同或者不相同。
优选地，所述阻隔件的热膨胀系数大于所述滑动轴承的热膨胀系数或者大于所述行星轮的热膨胀系数。
优选地，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两容纳空间之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两容纳空间之间的最短距离。
优选地，在径向上，所述阻隔件相比所述密封件更接近滑动轴承。
本发明获得的技术效果是：
1、通过在止推轴承中设置径向通道和轴向通道，使得润滑油的路径变得曲折，在缝隙处更容易建立起合适的油压，由此防止了润滑油自缝隙处被快速排出，使得滑动轴承处始终有足够量的润滑油，保证了滑动轴承的润滑效果。
2、通过在开放端处设置压力阀来调节开放端处的压力，由此建立起理想的油压，确保了滑动轴承的润滑效果。
3、通过在密封件和连通缝隙的轴向通道之间形成轴向间隙和径向间隙，使得润滑油更容易被限制在行星轮系内部，由此保证了润滑效果。
附图说明
图1示出了现有技术中一齿轮箱的行星轮与行星轮轴的装配示意图；
图2示出了图1中行星轮左端面处的止推轴承和滑动轴承的位置关系示意图；
图3为根据本发明第一实施例的行星轮系的润滑机构的示意图；
图4为根据本发明第一实施例的润滑位置在周向上的布置示意图；
图5为根据本发明第二实施例的行星轮系的润滑机构的示意图；
图6为根据本发明第三实施例的行星轮系的润滑机构的示意图；
图7为根据本发明第四实施例的行星轮系的润滑机构的示意图。
具体实施方式
下面根据本发明的具体实施方式并结合附图来进一步说明。
参考图3-图4，介绍本发明第一实施例的行星轮系的润滑机构。所述行星轮系包括行星轮1、滑动轴承3、行星轮轴2和止推轴承4，行星轮1通过滑动轴承3支承于行星轮轴2上，止推轴承4设置于行星轮1的端面处(仅示出左侧的端面11)且止推轴承4与行星轮1的端面11之间形成缝隙。
以行星轮1左侧端面11处为例，润滑机构进一步包括：在止推轴承4的周向上的至少一个润滑位置40处，止推轴承4中形成有轴向通道41和径向通道42，止推轴承4面向行星轮1的端面中设置有凹槽43，凹槽43中设置有密封件5，轴向通道41的一端与所述缝隙连通，轴向通道41的另一端与径向通道42连通，径向通道42的另一端为通向行星轮系外的开放端。其中，在径向上轴向通道41相比凹槽43更接近滑动轴承3，密封件5用于阻止润滑油自所述缝隙排出。其中，各个润滑位置在止推轴承4的周向上呈不均匀分布。
在这一设计中，主要用于滑动轴承3的润滑油进入所述缝隙，受到密封件5的阻挡，只能经由轴向通道41和径向通道42流动，由此相比原有设计而言，润滑油无法自缝隙处快速排出，由此保障了滑动轴承3的润滑效果。
所述密封件5为接触式密封件或非接触式密封件。所述密封件5可以采用单个密封元件，也可以采用多个密封元件来实现。
参考图4，本实施例中，在周向上4个润滑位置40处均设置有上述润滑机构。针对每个润滑位置40处，至少两条轴向通道41和至少两条径向通道42形成于止推轴承4中，其中，在径向上，连通所述缝隙的一条轴向通道41相比凹槽43更接近滑动轴承3，轴向通道41和径向通道(42)交替收尾相连。通过多条轴向通道和径向通道的首尾相连形成蛇形的油道，便于油压的建立，由此保障了滑动轴承3的充分润滑。
参考图5，为了进一步控制油压，所述开放端(径向通道42的上端)处设置有压力阀6。根据实际使用情况，所述压力阀可以采用固定压力的压力阀或者压力可调节的压力阀。由于在止推轴承4的周向上的不同润滑位置40处对润滑油油压的要求可能不同，在周向上，所述压力阀呈不均匀分布，以满足不同位置处的油压需求。
为了确保油压更好地被建立，所述润滑机构进一步包括润滑油的进油口和设置于所述进油口处的止回阀。通过止回阀的设置，确保润滑油不会回流自进油口处，有助于油压的建立。
参考图6，为了帮助油压的建立，在图5所示实施例的基础上，止推轴承4面向行星轮1的端面上设置有至少一个凸环44(图6中仅示出一个)，所述凸环44在径向上相互间隔布置；行星轮1面向止推轴承4的端面中设置有与所述凸环44一一对应的凹槽13，每个凹槽13用于容纳与之对应的凸环44；形成于每个凸环44的外表面和与所述凸环44相对的凹槽13的内表面之间的轴向间隙和径向间隙，其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。轴向间隙和径向间隙的存在可以阻止润滑油自缝隙处的流动，而且倘若密封件5密封效果下降，由于轴向间隙和径向间隙的存在也可以减少润滑油自缝隙处的泄露。
所述凸环44的热膨胀系数大于所述滑动轴承3的热膨胀系数或者大于所述行星轮1的热膨胀系数，由此来调节轴向间隙和径向间隙的尺寸，减缓润滑油的流动。对于设置多个凸环的情况，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两凸环44之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两凸环44之间的最短距离；并且在径向上，所述凸环44相比所述密封件5更接近滑动轴承，由此进一步保证油压的建立。
当然，凸环可以设置于行星轮1面对止推轴承4的端面上，而相应的凹槽可以设置于止推轴承的端面上。
接下来参考图7，在图5所示实施例的基础上，止推轴承4面向行星轮1的端面上设置有至少一个第一凹槽45，第一凹槽45在径向上相互间隔布置；行星轮1面向止推轴承4的端面中设置有与第一凹槽45一一对应的第二凹槽13；由每个第一凹槽45和与之对应的第二凹槽13所构成的容纳空间；设置于每个容纳空间中的阻隔件7；形成于每个容纳空间的内表面和容纳于所述容纳空间中的阻隔件7的外表面之间的轴向间隙和径向间隙，其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。在径向上，所述阻隔件7相比所述密封件5更接近滑动轴承。
本发明通过优化自滑动轴承处沿径向延伸至行星轮处的油道形状，减缓了润滑油的排出。另外，通过压力阀的设置，使得润滑油的油压得以控制，保证了滑动轴承始终能得到充足的润滑油以实现充分的润滑。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种行星轮系的润滑机构，所述行星轮系包括行星轮(1)、滑动轴承(3)、行星轮轴(2)和止推轴承(4)，行星轮(1)通过滑动轴承(3)支承于行星轮轴(2)上，止推轴承(4)设置于行星轮(1)的端面处且止推轴承(4)与行星轮(1)的端面之间形成缝隙，其特征在于，
在止推轴承(4)的周向上的至少一个润滑位置处，止推轴承(4)中形成有轴向通道(41)和径向通道(42)，止推轴承(4)面向行星轮(1)的端面中设置有凹槽(43)，凹槽(43)中设置有密封件(5)，轴向通道(41)的一端与所述缝隙连通，轴向通道(41)的另一端与径向通道(42)连通，径向通道(42)的另一端为通向行星轮系外的开放端，
其中，在径向上轴向通道(41)相比凹槽(43)更接近滑动轴承(3)，密封件(5)用于阻止润滑油自所述缝隙排出。
2.如权利要求1所述的润滑机构，其特征在于，针对每个润滑位置处，至少两条轴向通道(41)和至少两条径向通道(42)形成于止推轴承(4)中，
其中，在径向上，连通所述缝隙的一条轴向通道(41)相比凹槽(43)更接近滑动轴承(3)，轴向通道(41)和径向通道(42)交替收尾相连。
3.如权利要求1所述的润滑机构，其特征在于，所述开放端处设置有压力阀(6)。
4.如权利要求3所述的润滑机构，其特征在于，所述压力阀为固定压力的压力阀或压力可调节的压力阀。
5.如权利要求3所述的润滑机构，其特征在于，在止推轴承(4)的周向上，所述压力阀呈不均匀分布。
6.如权利要求3所述的润滑机构，其特征在于，所述润滑机构进一步包括润滑油的进油口和设置于所述进油口处的止回阀。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的润滑机构，其特征在于，各个润滑位置在止推轴承(4)的周向上呈不均匀分布。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的润滑机构，其特征在于，所述密封件(5)为接触式密封件或非接触式密封件。
9.如权利要求1-6中任意一项所述的润滑机构，其特征在于，止推轴承(4)面向行星轮(1)的端面上设置有至少一个凸环(44)，所述凸环(44)在径向上相互间隔布置；
行星轮(1)面向止推轴承(4)的端面中设置有与所述凸环(44)一一对应的凹槽(13)，每个凹槽(13)用于容纳与之对应的凸环(44)；
形成于每个凸环(44)的外表面和与所述凸环(44)相对的凹槽(13)的内表面之间的轴向间隙和径向间隙，
其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
10.如权利要求9所述的润滑机构，其特征在于，所述凸环(44)的热膨胀系数大于所述滑动轴承(3)的热膨胀系数或者大于所述行星轮(1)的热膨胀系数。
11.如权利要求9所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两凸环(44)之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两凸环(44)之间的最短距离。
12.如权利要求9所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，所述凸环(44)相比所述密封件(5)更接近滑动轴承。
13.如权利要求1-6中任意一项所述的润滑机构，其特征在于，行星轮(1)面向止推轴承(4)的端面中设置有至少一个凸环，所述凸环在径向上相互间隔布置；
止推轴承(4)面向行星轮(1)的端面上设置有与所述凸环一一对应的凹槽，每个凹槽用于容纳与之对应的凸环；
形成于每个凸环的外表面和与所述凸环相对的凹槽的内表面之间的轴向间隙和径向间隙，
其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
14.如权利要求13所述的润滑机构，其特征在于，所述凸环的热膨胀系数大于所述滑动轴承的热膨胀系数或者大于所述行星轮的热膨胀系数。
15.如权利要求13所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两凸环之间的最短距离。
16.如权利要求13所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，所述凸环相比所述密封件(5)更接近滑动轴承。
17.如权利要求1-6中任意一项所述的润滑机构，其特征在于，止推轴承(4)面向行星轮(1)的端面上设置有至少一个第一凹槽(45)，第一凹槽(45)在径向上相互间隔布置；
行星轮(1)面向止推轴承(4)的端面中设置有与第一凹槽(45)一一对应的第二凹槽(13)；
由每个第一凹槽(45)和与之对应的第二凹槽(13)所构成的容纳空间；
设置于每个容纳空间中的阻隔件(7)；
形成于每个容纳空间的内表面和容纳于所述容纳空间中的阻隔件(7)的外表面之间的轴向间隙和径向间隙，
其中，所述轴向间隙和径向间隙与所述缝隙相连通。
18.如权利要求17所述的润滑机构，其特征在于，所述阻隔件(7)的热膨胀系数大于所述滑动轴承的热膨胀系数或者大于所述行星轮的热膨胀系数。
19.如权利要求17所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，接近滑动轴承处的相邻两容纳空间之间的最短距离大于远离滑动轴承处的相邻两容纳空间之间的最短距离。
20.如权利要求17所述的润滑机构，其特征在于，在径向上，所述阻隔件(7)相比所述密封件(5)更接近滑动轴承。
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