CN117231437A - 齿隙的测定方法、风车的诊断方法以及齿隙的测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种齿隙的测定方法、风车的诊断方法以及齿隙的测定装置,能够收集多个不同时刻的齿隙的数据。齿隙的测定方法包括以下步骤:旋转量计算步骤,在维持着接触步骤中的对象齿与环齿轮接触的状态下使环齿轮相对于第二部分制动,以比使环齿轮相对于第二部分制动的制动力弱的驱动力来使对象小齿轮向与旋转方向第一侧相反的一侧即旋转方向第二侧旋转,直到对象齿在旋转方向第二侧与环齿轮接触为止,并计算对象小齿轮的旋转量;以及测定步骤,基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮的旋转量来测定环齿轮与对象小齿轮之间的齿隙。
Description
技术领域
本发明涉及齿隙(backlash)的测定方法、风车的诊断方法以及齿隙的测定装置。
背景技术
以往,已知有一种由驱动装置驱动可动部的驱动机构。特别是已知有一种多个驱动装置协作来驱动可动部的驱动机构。例如,专利文献1所记载的风力发电装置具有塔、机舱以及转子,所述塔被设置在地上或海上,成为发电机的支柱,所述机舱被设置在塔上,内置发电机,所述转子被设置于机舱的一端,接受风并将该风转换为旋转能量,由轮毂和叶片构成。该风力发电装置还具有设置于塔的偏航轴承齿轮,并且还具有设置于机舱的作为多个驱动装置的多个偏航致动器。该风力发电装置通过使偏航轴承齿轮与偏航致动器的小齿轮啮合而从偏航致动器输出旋转,从而使机舱相对于塔沿偏航方向旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-140777号公报
发明内容
发明要解决的问题
在具备环齿轮以及具有与环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的风车中,有时要求测定环齿轮与小齿轮之间的齿隙。特别是要求能够容易地收集多个不同时刻的齿隙的数据的齿隙的测定方法。
本发明是考虑这样的情况而完成的,其目的在于提供一种能够将多个不同时刻的齿隙的数据进行收集的齿隙的测定方法。
用于解决问题的方案
本发明的齿隙的测定装置是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定装置具备:
旋转量计算部,其计算所述对象小齿轮的从对象齿在所述对象小齿轮的旋转方向第一侧与所述环齿轮接触的状态起向旋转方向第二侧旋转到所述对象齿在所述旋转方向第二侧与所述环齿轮接触为止的旋转量,所述对象齿为所述对象小齿轮的齿之一,所述旋转方向第二侧为与所述旋转方向第一侧相反的一侧;以及
测定部,其基于由所述旋转量计算部计算出的所述对象小齿轮的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
本发明的齿隙的测定装置是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定装置具备:
驱动机构旋转量计算部,其计算所述驱动机构的从对象齿在所述对象小齿轮的周向第一侧与所述环齿轮接触的状态起向周向第二侧旋转到所述对象齿在所述周向第二侧与所述环齿轮接触为止的旋转量,所述对象齿为为所述对象小齿轮的齿之一,所述周向第二侧为与所述周向第一侧相反的一侧;以及
测定部,其基于由所述驱动机构旋转量计算部计算出的所述驱动机构的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
在本发明的齿隙的测定装置中,也可以是,
还具备负荷传感器,所述负荷传感器测定从所述环齿轮施加到所述对象小齿轮的负荷。
本发明的齿隙的测定方法是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定的方法,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定方法包括以下步骤:
接触步骤,使作为所述对象小齿轮的齿之一的对象齿在所述对象小齿轮的旋转方向第一侧与所述环齿轮接触;
旋转量计算步骤,在维持着所述接触步骤中的所述对象齿与所述环齿轮接触的状态下使所述环齿轮相对于所述第二部分制动,以比使所述环齿轮相对于所述第二部分制动的制动力弱的驱动力使所述对象小齿轮向与所述旋转方向第一侧相反的一侧即旋转方向第二侧旋转,直到所述对象齿在所述旋转方向第二侧与所述环齿轮接触为止,并计算所述对象小齿轮的旋转量;以及
测定步骤,基于在所述旋转量计算步骤中计算出的所述对象小齿轮的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动机构具有多个驱动装置,所述多个驱动装置分别具有与所述环齿轮啮合的小齿轮,
在所述测定方法中,测定所述环齿轮与作为所述多个驱动装置的所述小齿轮之一的对象小齿轮之间的齿隙。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有:致动器,其向所述小齿轮输入旋转;以及减速机,其将从所述致动器传递的输入旋转减速并传递到所述小齿轮,
在所述旋转量计算步骤中,根据被从所述致动器传递到所述减速机的输入旋转量的测定值来计算所述对象小齿轮的旋转量。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
在所述接触步骤和所述旋转量计算步骤中的至少任一方中,以由对从所述环齿轮施加到所述对象小齿轮的负荷进行测定的负荷传感器测定的负荷的变化来检测所述对象齿与所述环齿轮的接触。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有致动器,所述致动器向所述小齿轮输入旋转,
所述接触步骤包括以下步骤:
检测步骤,以由所述负荷传感器测定的负荷的上升来检测所述对象齿与所述环齿轮的接触;
输入步骤,在所述检测步骤中所述负荷传感器检测到所述对象齿与所述环齿轮接触的情况下,从所述致动器向所述对象小齿轮输入向所述对象小齿轮的旋转方向上的任一侧的旋转,
确定步骤,在通过在所述输入步骤中输入旋转而由所述负荷传感器测定的负荷上升的情况下,将在所述输入步骤中被输入了旋转的一侧确定为所述对象齿与所述环齿轮接触的所述旋转方向第一侧。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,在通过所述制动部将所述对象小齿轮进行了制动、且释放了所述制动部对除所述对象小齿轮以外的所述小齿轮的制动的状态下,利用使所述第二部分相对于所述第一部分旋转的外力来使所述对象齿与所述环齿轮接触。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有:致动器,其向所述小齿轮输入旋转;以及制动部,其对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,通过在使所述环齿轮相对于所述第二部分制动的状态下利用所述致动器使所述对象小齿轮旋转,从而使所述对象齿与所述环齿轮接触。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有致动器,所述致动器向所述小齿轮输入旋转,
在所述旋转量计算步骤中,通过所述致动器来使所述对象小齿轮向所述旋转方向第二侧旋转。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,通过以使所述对象小齿轮推压所述环齿轮的方式使所述对象齿与所述环齿轮接触,并利用所述制动部将所述对象小齿轮制动,从而维持所述对象齿与所述环齿轮接触,
在所述旋转量计算步骤中,释放所述制动部对所述对象小齿轮的制动,利用通过所述对象小齿轮对所述环齿轮的推压被释放而产生的恢复力,来使所述对象小齿轮向所述旋转方向第二侧旋转。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述风车还具备旋转制动器,所述旋转制动器对所述第二部分相对于所述环齿轮的旋转进行制动,
在所述旋转量计算步骤中,通过利用所述旋转制动器来将所述第二部分相对于所述环齿轮的旋转制动,从而使所述环齿轮相对于所述第二部分制动。
在本发明的齿隙的测定方法中,也可以是,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述旋转量计算步骤中,通过利用制动部来将除所述对象小齿轮以外的所述小齿轮中的至少一个小齿轮制动,从而使所述环齿轮相对于所述第二部分制动。
本发明的齿隙的测定方法是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定的方法,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定方法包括以下步骤:
接触步骤,使作为所述对象小齿轮的齿之一的对象齿在所述环齿轮的周向第一侧与所述环齿轮接触;
驱动机构旋转量计算步骤,在维持着所述接触步骤中的所述对象齿与所述环齿轮接触的状态下将所述对象小齿轮的旋转制动,以比制动所述对象小齿轮的制动力弱的驱动力使所述驱动机构沿与所述周向第一侧相反的一侧即周向第二侧旋转,直到所述对象齿在所述周向第二侧与所述环齿轮接触为止,并计算所述驱动机构的旋转量;以及
测定步骤,基于在所述驱动机构旋转量计算步骤中计算出的所述驱动机构的旋转量来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
本发明的风车的诊断方法包括以下步骤:
第一测定步骤,在第一时刻执行上述记载的齿隙的测定方法,来测定所述第一时刻的齿隙;
第二测定步骤,在所述第一时刻之后的第二时刻执行所述齿隙的测定方法,来测定所述第二时刻的齿隙;以及
诊断步骤,基于所述第一时刻的齿隙和所述第二时刻的齿隙来诊断所述风车的状态。
在本发明的风车的诊断方法中,也可以是,
在所述诊断步骤中,计算从所述第一时刻的齿隙减去所述第二时刻的齿隙所得到的差,来作为从所述第一时刻起到所述第二时刻为止所述环齿轮和所述对象小齿轮磨损的磨损幅度的合计值,并基于所述磨损幅度的合计值来诊断所述风车的状态。
本发明的风车的诊断方法也可以包括以下步骤:
收集步骤,在多个不同时刻执行上述记载的齿隙的测定方法,来收集齿隙的时间序列数据;以及
诊断步骤,基于在所述收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据来诊断所述风车的状态。
本发明的风车的诊断方法是一种具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的诊断方法,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述风车的诊断方法包括以下步骤:
第一测定步骤,在第一时刻测定所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的第一对象小齿轮之间的齿隙;
第二测定步骤,在所述第一时刻之后的第二时刻测定所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的第二对象小齿轮之间的齿隙;以及
诊断步骤,基于所述第一时刻的齿隙和所述第二时刻的齿隙来诊断所述风车的状态。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种能够将多个不同时刻的齿隙的数据进行收集的齿隙的测定方法。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的风车的结构例的立体图。
图2是示出第一实施方式中的驱动机构的俯视图。
图3是示出第一实施方式中的驱动装置的结构例的图。
图4是示出第一实施方式中的多个驱动装置相对于环齿轮的位置的一例的俯视图。
图5A是示出第一实施方式中的对象驱动装置的制动部及致动器、以及旋转制动器的动作控制方法的图。
图5B是示出第一实施方式中的除对象驱动装置以外的驱动装置的制动部及致动器的动作控制方法的图。
图6A是示出变形例1中的对象驱动装置的制动部及致动器、以及旋转制动器的动作控制方法的图。
图6B是示出变形例1中的除对象驱动装置以外的驱动装置的制动部及致动器的动作控制方法的图。
图7A是示出变形例2中的对象驱动装置的制动部及致动器、以及旋转制动器的动作控制方法的图。
图7B是示出变形例2中的除对象驱动装置以外的驱动装置的制动部及致动器的动作控制方法的图。
图8A是示出变形例3中的对象驱动装置的制动部及致动器、以及旋转制动器的动作控制方法的图。
图8B是示出变形例3中的除对象驱动装置以外的驱动装置的制动部及致动器的动作控制方法的图。
图9是示出变形例4中的接触步骤的情形的俯视图。
图10是示出变形例4中的驱动机构旋转量计算步骤的情形的俯视图。
图11是示出变形例5中的显示在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据的曲线图的一例的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照附图来详细说明本发明的实施方式。首先,对风车10进行说明,该风车10具备应用本发明的第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法的驱动机构1。图1是示出风车10的结构例的立体图。风车10具备风车主体101。风车主体101具备塔102、机舱103、转子104(主轴部)以及多个叶片105(翼)。塔102在地上或海上沿铅垂方向向上延伸。
风车10具备第一部分5以及被相对于第一部分5进行驱动的第二部分6。在第一实施方式中,风车主体101的塔102与第一部分5相当。另外,风车主体101的机舱103与第二部分6相当。另外,风车10除了具备风车主体101之外还具备驱动机构1。驱动机构1被固定于风车10的第二部分6,用于相对于第一部分5驱动第二部分6。在第一实施方式中,机舱103以能够相对于塔102的上部旋转的方式安装于塔102。即,塔102与机舱103的连接部成为能够使机舱103相对于塔102旋转的可动部。而且,驱动机构1被固定于机舱103,用于相对于塔102驱动机舱103。驱动机构1驱动机舱103,以使机舱103以塔102的长边方向为旋转轴进行旋转。由此,机舱103相对于塔102沿偏航方向(YAW)旋转。
转子104在机舱103中沿翻滚方向(ROLL)旋转。多片(例如,3片)叶片105以从翻滚方向的旋转轴沿放射方向延伸的方式以彼此相等的角度设置于转子104。
更详细说明驱动机构1。图2是示出第一实施方式中的驱动机构1的俯视图。风车10还具备固定于第一部分5(塔102)的环齿轮106。环齿轮106具有多个齿107。在图2所示的例子中,环齿轮106为具有多个齿107的环状的齿轮。另外,驱动机构1具有驱动装置2。驱动装置2具有与环齿轮106啮合的小齿轮4。第一实施方式中的驱动机构1具有多个驱动装置2。多个驱动装置2分别具有与环齿轮106啮合的小齿轮4。在图2所示的例子中,多个驱动装置2的小齿轮4分别具有多个齿41,环齿轮106的齿107与小齿轮4的齿41啮合。另外,虽然在图2中没有出现多个驱动装置2,但如后述那样,所述多个驱动装置2分别具有用于驱动小齿轮4的驱动部3。
在第一实施方式中,驱动装置2被固定于第二部分6(机舱103),用于产生偏航驱动力。在第一实施方式中,4台驱动装置2被固定于第二部分6(机舱103)。在驱动装置2被安装于机舱103的情况下,驱动部3也可以被收容于机舱103的内部。以下,在统称驱动装置时简记为“驱动装置2”。在第一实施方式中,驱动装置2被多个螺栓35固定于机舱103。多个螺栓35呈圆周状地配置。在该情况下,当小齿轮4的齿41与环齿轮106接触时,从环齿轮106向小齿轮4施加负荷,由此螺栓35产生形变。
驱动机构1沿着环齿轮106的周向D1进行旋转,由此相对于第一部分5(塔102)驱动第二部分6(机舱103)。在图2所示的例子中,在塔102的内壁形成有环齿轮106。在该情况下,如图2所示,环齿轮106具有设置于内周的多个内齿作为多个齿107。而且,驱动装置2的小齿轮4与形成于塔102的内壁的环齿轮106啮合。虽然未图示,但也可以在塔102的外壁形成环齿轮106。在该情况下,环齿轮106具有设置于外周的多个外齿作为多个齿107。而且,驱动装置2的小齿轮4与形成于塔102的外壁的环齿轮106啮合。
在各驱动装置2中,驱动部3驱动小齿轮4来使该小齿轮4以旋转轴线C1为中心进行旋转。通过小齿轮4的旋转,各驱动装置2沿着环齿轮106的周向D1移动。由于多个驱动装置2均沿周向D1移动,因此,固定有驱动机构1的第二部分6(机舱103)以旋转中心C2为中心,相对于固定有环齿轮106的第一部分5(塔102)沿偏航方向旋转。将环齿轮106的周向D1上的一侧称为周向第一侧D11。另外,将周向D1上的与周向第一侧D11相反的一侧称为周向第二侧D12。
另外,风车10还具备旋转制动器,所述旋转制动器对第二部分6(机舱103)相对于环齿轮106的旋转进行制动。在第一实施方式中,旋转制动器是安装于第二部分6(机舱103)并对环齿轮106赋予制动力的液压制动器。液压制动器例如是钳式制动器机构。液压制动器具有未图示的液压制动器驱动部以及图2所示的摩擦体50。液压制动器驱动部根据从外部供给的控制信号,将摩擦体50沿与图2中的小齿轮4的旋转轴线C1所延伸的方向平行的方向(与图2的纸面垂直的方向)移动。液压制动器驱动部通过将摩擦体50抵接于环齿轮106,来向环齿轮106施加制动力。优选的是,旋转制动器能够调整向环齿轮106赋予的制动力。
图3是示出驱动装置2的一个结构例的图。此外,图3是省略了环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的记载的概要图。在图3所示的例子中,环齿轮106被设置于塔102的上部。
驱动装置2具有用于将旋转输入到小齿轮4的致动器30。另外,驱动装置2具有减速机32,所述减速机32将从致动器30传递的输入旋转进行减速并传递到小齿轮4。在第一实施方式中,多个驱动装置2分别具有致动器30以及减速机32。在第一实施方式中,驱动装置2中的驱动部3具有致动器30以及减速机32。另外,驱动装置2具有用于对小齿轮4的旋转进行制动的制动部31。在第一实施方式中,多个驱动装置2分别具有制动部31。在第一实施方式中,驱动装置2中的驱动部3具有制动部31。另外,驱动部3还具备轴33。轴33具有位于比减速机32靠小齿轮4侧的位置的第一轴部33a、以及位于比减速机32靠致动器30侧的位置的第二轴部33b。
致动器30例如是马达。致动器30根据被供给到致动器30的电流,来使轴33以轴33的长边方向为旋转轴进行旋转。致动器30使轴33的第二轴部33b旋转。
另外,在第一实施方式中,制动部31使用电磁制动器来抑制轴33的旋转速度。制动部31也可以使用电磁制动器来维持轴33的旋转被停止的状态。
减速机32一边将轴33的第二轴部33b的旋转进行减速一边将该旋转传递到轴33的第一轴部33a。减速机32具有作为减速机构的齿轮。减速机32使用设置于减速机32的齿轮,来决定轴33的第一轴部33a的旋转速度。轴33的第一轴部33a由于被致动器30驱动而以由减速机32决定的旋转速度进行旋转。轴33由于被致动器30驱动而以规定的转矩(轴转矩)进行旋转。小齿轮4根据轴33的第一轴部33a的旋转量一边与环齿轮106的齿107啮合一边进行旋转。另外,小齿轮4被设置于驱动部3中的轴33的第一轴部33a的端部。因此,小齿轮4随着轴33的第一轴部33a的旋转而进行旋转。致动器30借助轴33来使小齿轮4旋转,由此,如上述那样驱动机构1沿着环齿轮106的周向D1旋转,从而相对于第一部分5(塔102)驱动第二部分6(机舱103)。
接下来,说明上述的风车10的环齿轮106与驱动装置2的小齿轮4之间的齿隙的测定方法。另外,说明对环齿轮106与驱动装置2的小齿轮4之间的齿隙进行测定的齿隙的测定装置7。将驱动装置2的小齿轮4中的作为测定齿隙的对象的小齿轮4称为对象小齿轮4a。另外,将驱动装置2中的具有对象小齿轮4a的驱动装置2称为对象驱动装置2a。
首先,说明齿隙。齿隙是指在啮合的2个齿轮中的第一齿轮的齿的靠第一齿轮的旋转方向上的一侧的齿面与第二齿轮的齿接触时的、第一齿轮的该齿的靠与该旋转方向上的一侧相反的一侧的齿面同第二齿轮的面向该齿面的齿之间的间隙的尺寸。图4是将图2所示的风车10中的对象小齿轮4a的齿41与环齿轮106的齿107啮合的部分放大地示出的图。在图4所示的例子中,作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a的靠对象小齿轮4a的旋转方向D2上的一侧的齿面与环齿轮106的第一齿107a接触。齿隙是对象小齿轮4a的对象齿41a的靠与旋转方向D2上的一侧相反的一侧的齿面同环齿轮106的面向该齿面的第二齿107b之间的间隙H的尺寸。特别是,在第一实施方式中测定的齿隙是法线方向齿隙。在图4所示的例子中,法线方向齿隙是对象小齿轮4a的对象齿41a的靠与旋转方向D2上的一侧相反的一侧的齿面同环齿轮106的面向该齿面的第二齿107b之间的间隙H的最小宽度w1。
接着,说明测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙的意义。
当使用风车10并利用驱动机构1相对于第一部分5驱动第二部分6时,认为环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损加剧。随着环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量变大,在驱动机构1驱动第二部分6时驱动机构1和第二部分6的松动变大。与此相对,能够通过测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量,来掌握驱动机构1和第二部分6的松动的大小。另外,随着环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量变大,环齿轮106和小齿轮4容易发生疲劳破坏。与此相对,能够通过测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量,来掌握环齿轮106和小齿轮4发生疲劳破坏的容易度。另外,环齿轮106和小齿轮4的表面有时由固化层形成,以抑制环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损。在该情况下,当环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损加剧到一定以上的程度时,存在环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41处的固化层磨损尽而环齿轮106和小齿轮4的强度降低的可能性。与此相对,能够通过测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量,来测量固化层的磨损量。根据以上,期望的是测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量。
在此,当环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损加剧时,环齿轮106的齿107与对象小齿轮4a的对象齿41a之间的间隙H的尺寸即齿隙变大。因此,通过测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙,能够根据所测定出的齿隙来测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量。
特别是,通过在多个不同时刻测定齿隙来收集多个不同时刻的齿隙,从而能够测量环齿轮106的齿107和小齿轮4的齿41的磨损量的经时变化。由此,能够根据磨损量的经时变化来预测此后的环齿轮106和小齿轮4的状态以助于环齿轮106和小齿轮4的维护计划。能够根据磨损量的经时变化预测的环齿轮106和小齿轮4的此后的状态例如是测定出齿隙的时刻之后的时刻的环齿轮106和小齿轮4的磨损量。也可以根据磨损量的经时变化来预测环齿轮106和小齿轮4的磨损量超过可容许的上限的时刻。
接着,说明环齿轮106与作为驱动装置2的小齿轮4的对象小齿轮4a之间的齿隙的测定方法。作为一例,说明图2所示的环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙的测定方法。另外,说明对环齿轮106与作为驱动装置2的小齿轮4的对象小齿轮4a之间的齿隙进行测定的齿隙的测定装置7。
第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法包括接触步骤、旋转量计算步骤以及测定步骤。在接触步骤中,使作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在对象小齿轮4a的旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触。在旋转量计算步骤中,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下使环齿轮106相对于第二部分6制动,以比使环齿轮106相对于第二部分6制动的制动力弱的驱动力使对象小齿轮4a向与旋转方向第一侧D21相反的一侧即旋转方向第二侧D22旋转,直到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止,并计算对象小齿轮4a的旋转量。在测定步骤中,基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量来测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙。
第一实施方式所涉及的驱动机构1具有多个驱动装置2。而且,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,测定环齿轮106与作为多个驱动装置2的小齿轮4之一的对象小齿轮4a之间的齿隙。
另外,第一实施方式所涉及的齿隙的测定装置7具备旋转量计算部71和测定部72。旋转量计算部71计算对象小齿轮4a的从作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在对象小齿轮4a的旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触的状态起向与旋转方向第一侧D21相反的一侧即旋转方向第二侧D22旋转到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止的旋转量。能够通过旋转量计算部71进行齿隙的测定方法的旋转量计算步骤。测定部72基于由旋转量计算部71计算出的对象小齿轮4a的旋转量,来测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙。能够通过测定部72进行齿隙的测定方法的测定步骤。
另外,第一实施方式所涉及的齿隙的测定装置7还具备负荷传感器73,所述负荷传感器73测定从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷。负荷传感器73只要是能够测定从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷的传感器即可,没有特别限定。
第一实施方式所涉及的负荷传感器73能够在对象齿41a与环齿轮106接触的情况下,检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触。作为一例,负荷传感器73能够通过确定从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷的方向,来检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触。
此外,在齿隙的测定方法中,作为对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的方法,也可以采用对流过致动器30的电流的增减进行检测的方法,来取代使用对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73的方法。在该方法中,例如利用了如下情况:在正通过致动器30使小齿轮4进行旋转的情况下,当向小齿轮4施加负荷时,与未向小齿轮4施加负荷时相比,为了使小齿轮4旋转而流过致动器30的电流增加。在该方法中,例如,在与未向小齿轮4施加负荷时相比流过致动器30的电流增加时,视为向小齿轮4施加了负荷。
第一实施方式所涉及的驱动机构1具有多个驱动装置2,所述多个驱动装置2分别具有小齿轮4。另外,第一实施方式所涉及的齿隙的测定装置7具有测定从环齿轮106施加到多个驱动装置2的小齿轮4中的各个小齿轮4的负荷的多个负荷传感器73。
在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,在上述的接触步骤和旋转量计算步骤中的至少任一方中,以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。
更具体说明第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法。第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法例如是在地上或海上等能够进行风力发电的现场设置有风车10的情况下叶片105不进行旋转而等待适于使叶片105旋转的风吹拂时进行的。换言之,第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法例如是在风车10等待风时进行的。
图5A是示出第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中的对象驱动装置2a的制动部31及致动器30、以及旋转制动器的动作控制方法的图。在图5A中,同时示出进行第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。图5B是示出第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中的除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31及致动器30的动作控制方法的图。在图5B中,同时示出进行第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。
在图5A和图5B所示的例子中,在开始齿隙的测定之前的时刻t0,多个驱动装置2中的制动部31均变为开启(ON)。换言之,在时刻t0,对象小齿轮4a和除对象小齿轮4a以外的小齿轮4均被制动部31制动。另外,在时刻t0,旋转制动器变为开启。换言之,在时刻t0,旋转制动器将第二部分6相对于环齿轮106的旋转进行制动。另外,在时刻t0,多个驱动装置2中的致动器30均未向小齿轮4输入旋转。
首先,叙述使对象小齿轮4a的对象齿41a与环齿轮106接触的接触步骤。在第一实施方式所涉及的接触步骤中,在通过制动部31将对象小齿轮4a进行了制动、且释放了制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动的状态下,利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a与环齿轮106接触。外力例如是使作为第二部分6的机舱103相对于作为第一部分5的塔102旋转的风。
在第一实施方式所涉及的驱动机构1中,能够将驱动装置2的制动部31分别单独地控制。因此,在接触步骤中,能够通过制动部31对对象小齿轮4a进行制动,且释放制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动。在图5A和图5B所示的例子中,在时刻t0之后的时刻t1,使除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31变为关闭(OFF)。另外,在时刻t1,对象驱动装置2a的制动部31维持为开启状态。由此,形成通过制动部31将对象小齿轮4a进行了制动、且释放了制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动的状态。另外,在时刻t1,使旋转制动器变为关闭。通过在该状态下放置风车10,能够利用由风等产生的外力来使第二部分6相对于第一部分5旋转。
当第二部分6相对于第一部分5进行旋转时,小齿轮4的齿41与环齿轮106接触。特别是,小齿轮4的齿41与环齿轮106的齿107接触。在接触步骤中,能够通过使第二部分6相对于第一部分5进行旋转来将对象小齿轮4a的与环齿轮106接触的齿41决定为对象齿41a。
另外,在被制动部31制动的对象小齿轮4a中,由于对象齿41a与环齿轮106接触而从环齿轮106向对象小齿轮4a施加负荷。在此,在第一实施方式所涉及的接触步骤中,以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。在图5A所示的例子中,在时刻t1之后的时刻,由于对象齿41a与环齿轮106接触而由负荷传感器73测定的负荷与时刻t0以后且时刻t1以前的该负荷相比上升。在该情况下,能够以由负荷传感器73测定的负荷的上升来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。换言之,如果在时刻t1之后的时刻,由负荷传感器73测定的负荷与时刻t0以后且时刻t1以前的该负荷相比上升,则能够判断为对象齿41a与环齿轮106接触。
此外,除对象小齿轮4a以外的小齿轮4由于被制动部31的制动已被释放,当与环齿轮106的齿107接触时被环齿轮106的齿107按压而进行旋转。因此,如图5B所示,即使利用外力来使第二部分6相对于第一部分5进行旋转,向除对象小齿轮4a以外的小齿轮4施加的负荷不会呈现出较大的变化。
另外,第一实施方式所涉及的负荷传感器73检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触。在接触步骤中,能够将由负荷传感器73检测到的对象齿41a在旋转方向D2上与环齿轮106接触的一侧决定为旋转方向第一侧D21。
通过以上的接触步骤,能够如图4所示那样使对象小齿轮4a的对象齿41a在旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触。另外,能够通过负荷传感器73检测对象齿41a与环齿轮106的接触。
在接触步骤之后进行旋转量计算步骤,在该旋转量计算步骤中,使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,直到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止,并计算对象小齿轮4a的旋转量。在第一实施方式所涉及的旋转量计算步骤中,对象小齿轮4a由于被对象驱动装置2a的致动器30输入了旋转而向旋转方向第二侧D22进行旋转。
在旋转量计算步骤中,首先,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下使环齿轮106相对于第二部分6制动。在第一实施方式中,在旋转量计算步骤中,通过利用旋转制动器将第二部分6相对于环齿轮106的旋转制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。在图5A所示的例子中,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下,使旋转制动器变为开启。由此,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。
另外,在第一实施方式中,在旋转量计算步骤中,通过利用制动部31将除对象小齿轮4a以外的小齿轮4中的至少一个小齿轮4制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。在图5B所示的例子中,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下,使除对象驱动装置2a以外的所有驱动装置2的制动部31变为开启。由此,除对象小齿轮4a以外的所有小齿轮4被制动部31制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。
在图5A和图5B所示的例子中,在时刻t2,使旋转制动器以及除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31变为开启,时刻t2是时刻t1之后的时刻,且是检测到对象齿41a与环齿轮106接触之后的时刻。由此,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,且除对象小齿轮4a以外的所有小齿轮4被制动部31制动。由此,使环齿轮106相对于第二部分6制动。虽然未图示,但也可以是,在旋转量计算步骤中,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,除对象小齿轮4a以外的小齿轮4不被制动部31制动。在该情况下,也能够通过旋转制动器使环齿轮106相对于第二部分6制动。另外,也可以是,在旋转量计算步骤中,不是利用旋转制动器使环齿轮106相对于第二部分6制动,而是通过利用制动部31使除对象小齿轮4a以外的小齿轮4中的至少一个小齿轮4制动,来使环齿轮106相对于第二部分6制动。
另外,在旋转量计算步骤中,使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,直到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止,并计算对象小齿轮4a的旋转量。在图5A所示的例子中,在时刻t2,对象驱动装置2a的制动部31维持着开启状态。即使对象驱动装置2a的制动部31处于开启状态,也能够通过从对象驱动装置2a的致动器30输入比制动部31的制动力强的力的旋转,来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。虽然未图示,但也可以是,通过在时刻t2使对象驱动装置2a的制动部31变为关闭之后,从对象驱动装置2a的致动器30输入旋转,来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。在使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转时,以比使环齿轮106相对于第二部分6制动的制动力弱的驱动力使对象小齿轮4a旋转。由此,向旋转方向第二侧D22旋转的对象小齿轮4a当在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触时停止旋转。图4所示的标注有附图标记L1的虚线是表示对象小齿轮4a的旋转到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止的位置的虚拟线。
在图5A所示的例子中,在使环齿轮106相对于第二部分6制动的时刻t2,对象驱动装置2a的致动器30开始向对象小齿轮4a输入向旋转方向第二侧D22的旋转。虽然未图示,但也可以是,在使环齿轮106相对于第二部分6制动之后的时刻,对象驱动装置2a的致动器30开始向对象小齿轮4a输入旋转。
在第一实施方式中,能够单独地控制对象驱动装置2a的致动器30以及除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30。在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,如图5A和图5B所示,在由除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30进行的旋转的输入停止的同时,进行由对象驱动装置2a的致动器30进行的旋转的输入,由此使对象小齿轮4a旋转。由此,不使除对象小齿轮4a以外的小齿轮4旋转而使对象小齿轮4a旋转。
作为一例,在旋转量计算步骤中,使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,并计算对象小齿轮4a的从对象齿41a的靠旋转方向第一侧D21的齿面与环齿轮106分离起到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止的旋转量。在此,在第一实施方式所涉及的旋转量计算步骤中,检测对象齿41a与环齿轮106的接触。例如能够以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。特别是,能够以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触这一情况。
在图5A所示的例子中,在时刻t2之后的时刻,由负荷传感器73测定的负荷降低。因此,能够视为:在时刻t2,对象齿41a的靠旋转方向第一侧D21的齿面开始与环齿轮106分离。
在图5A所示的例子中,在时刻t2之后的时刻,由负荷传感器73测定的负荷上升。特别是,在时刻t2之后的时刻t4,由负荷传感器73测定的负荷开始上升。在该情况下,能够视为:在时刻t4,对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触。
根据以上,在图5A所示的例子中,能够计算对象小齿轮4a的从时刻t2起到时刻t4为止的旋转量,来作为对象小齿轮4a的从对象齿41a的靠旋转方向第一侧D21的齿面与环齿轮106分离起到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止的旋转量。
在第一实施方式中,在旋转量计算步骤中,根据被从致动器30传递到减速机32的输入旋转量的测定值来计算对象小齿轮4a的旋转量。特别是,根据被从对象驱动装置2a的致动器30传递到对象驱动装置2a的减速机32的输入旋转量的测定值,来计算对象小齿轮4a的旋转量。
在图3所示的例子中,在驱动装置2中设置有旋转传感器34,该旋转传感器34测定被从对象驱动装置2a的致动器30传递到对象驱动装置2a的减速机32的输入旋转量。旋转传感器34测定图3所示的轴33的第二轴部33b的旋转量,来作为被从对象驱动装置2a的致动器30传递到对象驱动装置2a的减速机32的输入旋转量。在图3所示的例子中,旋转传感器34测定轴33的第二轴部33b中的位于致动器30与制动部31之间的部分的旋转量。
例如能够根据从时刻t2起到时刻t4为止从致动器30传递到减速机32的输入旋转量的测定值、减速机32的内部的齿隙、以及减速机32的减速比来计算对象小齿轮4a的旋转量。
旋转传感器34视为被包括在上述的齿隙的测定装置7的旋转量计算部71中。在该情况下,旋转量计算部71能够通过旋转传感器34计算对象小齿轮4a的旋转量。
此外,作为第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法的另一例,也可以是,在旋转量计算步骤中,使用直接测定对象小齿轮4a的旋转量的传感器来计算对象小齿轮4a的旋转量。在该情况下,直接测定对象小齿轮4a的旋转量的传感器视为被包括在上述的齿隙的测定装置7的旋转量计算部71中。
在旋转量计算步骤之后,进行测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙的测定步骤。在第一实施方式所涉及的测定步骤中,通过基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量计算齿隙,来测定齿隙。在第一实施方式所涉及的测定步骤中,基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量,来测定法线方向齿隙、即图4所示的宽度w1。测定步骤中的齿隙的测定能够由测定装置7的测定部72执行。测定部72例如是通过执行程序来基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量计算齿隙的CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)等处理器。
第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法包括以下步骤:接触步骤,使对象小齿轮4a的对象齿41a在对象小齿轮4a的旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触;旋转量计算步骤,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下使环齿轮106相对于第二部分6制动,以比使环齿轮106相对于第二部分6制动的制动力弱的驱动力来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,直到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止,并计算对象小齿轮4a的旋转量;以及测定步骤,基于在旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量来测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙。另外,第一实施方式所涉及的齿隙的测定装置7具备旋转量计算部71和测定部72。根据这样的齿隙的测定方法和测定装置7,能够在具备环齿轮106以及具有与环齿轮106啮合的小齿轮4的驱动装置2的风车10中,测定环齿轮106与小齿轮4之间的齿隙。特别是,根据第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法,无需使风车10停止运转后拆卸风车10,就能够测定环齿轮106与小齿轮4之间的齿隙。因此,能够容易地收集多个不同时刻的齿隙的数据。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,驱动机构1具有分别具有与环齿轮106啮合的小齿轮4的多个驱动装置2,用于测定环齿轮106与作为多个驱动装置2的小齿轮4之一的对象小齿轮4a之间的齿隙。根据第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法,即使在像这样驱动机构1具有多个驱动装置2的情况下,也能够测定环齿轮106与作为多个驱动装置2的小齿轮4之一的对象小齿轮4a之间的齿隙。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法的一例中,在旋转量计算步骤中,根据被从致动器30传递到减速机32的输入旋转量的测定值来计算对象小齿轮4a的旋转量。由此,测定被减速机32减速之前的输入旋转量,因此,即使将分辨率较低的传感器用作测定输入旋转量的旋转传感器34,也能够在确保所需的精度的同时测定输入旋转量。特别是,在第一实施方式中,旋转传感器34测定轴33的第二轴部33b的旋转量作为输入旋转量。第二轴部33b位于比减速机32靠致动器30侧的位置,以被减速机32减速之前的旋转速度进行旋转。因此,与位于比减速机32靠小齿轮4侧的位置的第一轴部33a的旋转量相比,第二轴部33b的旋转量较多。旋转传感器34测定第二轴部33b的旋转量作为输入旋转量,由此,与测定第一轴部33a的旋转量相比,即使将分辨率较低的传感器用作旋转传感器34也容易确保所需的精度。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,在接触步骤和旋转量计算步骤中的至少任一方中,以由对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。另外,第一实施方式所涉及的齿隙的测定装置7还具备负荷传感器73,所述负荷传感器73测定从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷。以下说明该特征的效果。作为对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的方法,还考虑对流过致动器30的电流的增减进行检测的方法。然而,对流过致动器30的电流的增减进行检测的方法只能在致动器30中流动着电流的情况下检测负荷的变化。与此相对,齿隙的测定装置7具备负荷传感器73,通过在齿隙的测定方法中使用对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73,即使在致动器30中不流动电流的情况下也能够探测对象小齿轮4a的对象齿41a与环齿轮106的接触从而进行齿隙的测定。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,在接触步骤中,在通过制动部31将对象小齿轮4a进行了制动、且释放了制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动的状态下,利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a与环齿轮106接触。以下说明该特征的效果。作为在接触步骤中使对象齿41a与环齿轮106接触的方法,还考虑通过利用对象驱动装置2a的致动器30使对象小齿轮4a旋转来使对象齿41a与环齿轮106接触的方法。在该方法中,需要在除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的旋转停止的状态下使对象小齿轮4a旋转。因此,需要在由除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30进行的旋转的输入停止的同时,进行由对象驱动装置2a的致动器30进行的旋转的输入。由此,在致动器30的时序控制中,需要准备能够仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动的时序。与此相对,根据上述的特征,能够利用风的力等施加到风车10的外力来使小齿轮4的齿41与环齿轮106接触。在该情况下,即使不准备能够仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动的时序,也能够进行接触步骤。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法中,在旋转量计算步骤中,通过致动器30来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。由此,在旋转量计算步骤中,通过利用致动器30驱动小齿轮4,不依赖于风等的施加到风车10的外力就能够使对象齿41a与环齿轮106稳定地接触。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法的一例中,在旋转量计算步骤中,通过利用旋转制动器将第二部分6相对于环齿轮106的旋转制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。由此,例如使环齿轮106相对于第二部分6制动,因此与仅进行利用制动部31将除对象小齿轮4a以外的小齿轮4中的至少一个小齿轮4制动的情况相比,能够将环齿轮106相对于第二部分更牢固地不晃动地制动。
另外,在第一实施方式所涉及的齿隙的测定方法的一例中,通过利用制动部31将除对象小齿轮4a以外的小齿轮4中的至少一个小齿轮4制动,来使环齿轮106相对于第二部分6制动。特别是,通过利用制动部31将除对象小齿轮4a以外的所有小齿轮4制动,来使环齿轮106相对于第二部分6制动。由此,无需旋转制动器就能够使环齿轮106相对于第二部分6制动。
利用具体例说明了第一实施方式,但这些具体例不限定第一实施方式。上述的第一实施方式能够通过其它各种具体例实施,能够在不脱离其主旨的范围内进行各种省略、置换、变更、追加。
以下,参照附图来说明变形的一例。在以下的说明以及以下的说明中使用的附图中,关于能够与上述的具体例同样地构成的部分,使用与针对上述的具体例中的对应的部分使用的附图标记相同的附图标记,并且省略重复的说明。
(变形例1)
在上述的第一实施方式中,说明了在接触步骤中利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a与环齿轮106接触的齿隙的测定方法。然而,在接触步骤中使对象齿41a与环齿轮106接触的方法并不限于此。图6A是示出变形例1所涉及的齿隙的测定方法中的对象驱动装置2a的制动部31及致动器30、以及旋转制动器的动作控制方法的图。在图6A中,同时示出进行变形例1所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。图6B是示出变形例1所涉及的齿隙的测定方法中的除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31及致动器30的动作控制方法的图。在图6B中,同时示出进行变形例1所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。
在变形例1所涉及的接触步骤中,通过在使环齿轮106相对于第二部分6制动的状态下利用致动器30使对象小齿轮4a旋转,来使对象齿41a与环齿轮106接触。在变形例1中,能够将驱动装置2的致动器30分别单独地控制。因此,在接触步骤中,能够在由除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30进行的旋转的输入停止的同时,进行由对象驱动装置2a的致动器30进行的旋转的输入。在图6A和6B所示的例子中,在时刻t1,对象驱动装置2a的制动部31维持着开启状态。即使对象驱动装置2a的制动部31处于开启状态,也能够通过从对象驱动装置2a的致动器30输入比制动部31的制动力强的力的旋转,来使对象小齿轮4a旋转。虽然未图示,但也可以在时刻t1,使对象驱动装置2a的制动部31变为关闭来将制动部31对对象小齿轮4a的制动释放,之后进行由对象驱动装置2a的致动器30进行的旋转的输入。另外,在时刻t1,旋转制动器维持着开启状态。另外,在时刻t1,除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31维持着开启状态。由此,在时刻t1,使环齿轮106相对于第二部分6制动。此外,在变形例1所涉及的接触步骤中使环齿轮106相对于第二部分6制动的方法不限于图6A和图6B所示的例子。例如,也可以是,在接触步骤中,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,除对象小齿轮4a以外的小齿轮4不被制动部31制动。在该情况下,也能够通过旋转制动器使环齿轮106相对于第二部分6制动。另外,也可以是,在接触步骤中,不是通过旋转制动器使环齿轮106相对于第二部分6制动,而是通过利用制动部31使除对象小齿轮4a以外的小齿轮4中的至少一个小齿轮4制动,来使环齿轮106相对于第二部分6制动。
在变形例1所涉及的接触步骤中,在上述的状态下,利用致动器30来使对象小齿轮4a旋转。通过利用致动器30使对象小齿轮4a向旋转方向第一侧D21旋转,能够使对象小齿轮4a的对象齿41a在对象小齿轮4a的旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触。
在变形例1所涉及的接触步骤中,也与第一实施方式所涉及的接触步骤同样,以由负荷传感器73测定的负荷的上升来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。在变形例1所涉及的接触步骤中,在检测到对象齿41a与环齿轮106接触之后,使对象驱动装置2a的致动器30停止向对象小齿轮4a输入向旋转方向第一侧D21的旋转。在图6A所示的例子中,在时刻t1之后的时刻t5,使对象驱动装置2a的致动器30停止向对象小齿轮4a输入旋转。在变形例1所涉及的齿隙的测定方法中,在时刻t5以后,开始进行旋转量计算步骤。
在变形例1所涉及的接触步骤中,通过利用致动器30使对象小齿轮4a旋转,来使对象齿41a与环齿轮106接触。因此,通过利用致动器30驱动对象小齿轮4a,不依赖于风等的施加到风车10的外力就能够使对象齿41a与环齿轮106稳定地接触。
(变形例2)
在上述的第一实施方式中,说明了作为负荷传感器73而使用能够在对象齿41a与环齿轮106接触的情况下检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触的负荷传感器73的例子。然而,也可以是,在对象齿41a与环齿轮106接触的情况下,负荷传感器73无法检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触。根据变形例2所涉及的齿隙的测定方法,即使在作为负荷传感器73而使用了无法检测对象齿41a在旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触的负荷传感器的情况下,也能够进行接触步骤。
图7A是示出变形例2所涉及的齿隙的测定方法中的对象驱动装置2a的制动部31及致动器30、以及旋转制动器的动作控制方法的图。在图7A中,同时示出进行变形例2所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。图7B是示出变形例2所涉及的齿隙的测定方法中的除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31及致动器30的动作控制方法的图。在图7B中,同时示出进行变形例2所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。
变形例2所涉及的接触步骤具有检测步骤、输入步骤以及确定步骤。在检测步骤中,以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。在检测步骤中负荷传感器73检测到对象齿41a与环齿轮106接触的情况下,在输入步骤中,从致动器30向对象小齿轮4a输入向对象小齿轮4a的旋转方向D1上的任一侧的旋转。在确定步骤中,在通过在输入步骤中输入旋转而由负荷传感器73测定的负荷上升的情况下,将在输入步骤中被输入了旋转的一侧确定为对象齿41a与环齿轮106接触的旋转方向第一侧D21。
在变形例2所涉及的接触步骤中,也与第一实施方式所涉及的接触步骤同样,在通过制动部31将对象小齿轮4a进行了制动、且释放了制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动的状态下,利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a与环齿轮106接触。
在变形例2所涉及的接触步骤中,在检测步骤中,以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。在变形例2所涉及的检测步骤中利用负荷传感器73检测对象齿41a与环齿轮106的接触的方法与在第一实施方式所涉及的接触步骤中使用负荷传感器73检测对象齿41a与环齿轮106的接触的方法相同。即,在变形例2所涉及的接触步骤中,也与第一实施方式所涉及的接触步骤同样,能够以由负荷传感器73测定的负荷的上升来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。
在检测步骤中负荷传感器73检测到对象齿41a与环齿轮106接触的情况下,进行从致动器30向对象小齿轮4a输入向对象小齿轮4a的旋转方向D1上的任一侧的旋转的输入步骤。在图7A所示的例子中,在时刻t1之后的时刻t6,从对象驱动装置2a的致动器30向对象小齿轮4a输入了向对象小齿轮4a的旋转方向D1上的一侧的旋转。在图7A所示的例子中,在时刻t6,对象驱动装置2a的制动部31维持着开启状态。即使对象驱动装置2a的制动部31处于开启状态,也能够通过从对象驱动装置2a的致动器30输入比制动部31的制动力强的力的旋转,来使对象小齿轮4a旋转。虽然未图示,但也可以是,通过在时刻t6使对象驱动装置2a的制动部31变为关闭之后,从对象驱动装置2a的致动器30输入旋转,来使对象小齿轮4a旋转。
在输入步骤中,在使环齿轮106相对于第二部分6制动的状态下,从对象驱动装置2a的致动器30向对象小齿轮4a输入旋转。在图7A所示的例子中,在时刻t6,使旋转制动器以及除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31变为开启。由此,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,且除对象小齿轮4a以外的所有小齿轮4被制动部31制动。由此,在时刻t6,使环齿轮106相对于第二部分6制动。
在确定步骤中,在通过在输入步骤中输入旋转而由负荷传感器73测定的负荷上升的情况下,将在输入步骤中被输入了旋转的一侧确定为对象齿41a与环齿轮106接触的旋转方向第一侧D21。在图7A所示的例子中,通过在时刻t6,开始从致动器30向对象小齿轮4a输入向对象小齿轮4a的旋转方向D1上的一侧的旋转,从而在时刻t6以后,被施加到对象小齿轮4a的负荷上升。在该情况下,认为:由于对象齿41a在输入步骤中被输入了旋转的一侧与环齿轮106接触,因此通过向对象小齿轮4a输入旋转来使对象齿41a在该接触部位处推压环齿轮106,从而被施加到对象小齿轮4a的负荷上升。因此,在如图7A所示那样被施加到对象小齿轮4a的负荷上升的情况下,能够将在输入步骤中被输入了旋转的一侧确定为对象齿41a与环齿轮106接触的旋转方向第一侧D21。
在变形例2所涉及的齿隙的测定方法中,在确定步骤之后开始进行旋转量计算步骤。在旋转量计算步骤中,使对象小齿轮4a向与在确定步骤中确定出的旋转方向第一侧D21相反的一侧即旋转方向第二侧D22旋转,直到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止,并计算对象小齿轮4a的旋转量。在图7A所示的例子中,在时刻t6之后的时刻t7,将从致动器30向对象小齿轮4a输入的旋转的旋转方向从旋转方向第一侧D21切换为旋转方向第二侧D22。由此,能够使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,并计算对象小齿轮4a的旋转量。
变形例2所涉及的接触步骤具有上述的检测步骤、输入步骤以及确定步骤。因此,即使在作为负荷传感器73而使用了连对象齿41a从对象小齿轮4a的旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触都无法检测的传感器的情况下,也能够确定对象小齿轮4a从旋转方向D2上的哪一侧与环齿轮106接触。在变形例2中,作为负荷传感器73,例如能够使用螺栓传感器,该螺栓传感器对将具有对象小齿轮4a的对象驱动装置2a固定于机舱103的螺栓35的形变量进行测定。形变量是指变形量。螺栓传感器被设置于多个螺栓35中的至少一者。当对象小齿轮4a的对象齿41a与环齿轮106接触时,从环齿轮106向对象小齿轮4a施加负荷,由此螺栓35产生形变。因此,通过使用螺栓传感器作为负荷传感器73来测定螺栓35的形变量,从而能够测定从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷。在作为负荷传感器73而使用螺栓传感器的情况下,容易以后安装的方式将负荷传感器73(螺栓传感器)安装于已经组装的风车10。
(变形例3)
在上述的第一实施方式和各变形例中,说明了通过在旋转量计算步骤中从对象驱动装置2a的致动器30输入旋转来使对象小齿轮4a旋转的例子。然而,在旋转量计算步骤中使对象小齿轮4a旋转的方法并不限于此。图8A是示出变形例3所涉及的齿隙的测定方法中的对象驱动装置2a的制动部31及致动器30、以及旋转制动器的动作控制方法的图。在图8A中,同时示出进行变形例3所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到对象小齿轮4a的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。图8B是示出变形例3所涉及的齿隙的测定方法中的除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31及致动器30的动作控制方法的图。在图8B中,同时示出进行变形例3所涉及的齿隙的测定方法时的、用于对从环齿轮106施加到除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的负荷进行测定的负荷传感器73所检测的负荷的一例。
在变形例3所涉及的接触步骤中,通过以使对象小齿轮4a推压环齿轮106的方式使对象齿41a与环齿轮106接触,并利用制动部31将对象小齿轮4a制动,从而维持对象齿41a与环齿轮106接触。
在图8A和图8B所示的例子中,与第一实施方式同样,在接触步骤中,在通过制动部31将对象小齿轮4a进行了制动、且释放了制动部31对除对象小齿轮4a以外的小齿轮4的制动的状态下,利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a在旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触。
在此,在变形例3中,在对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压的状态下,利用制动部31将对象小齿轮4a制动。另外,使环齿轮106相对于第二部分6制动。由此,能够维持对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压的状态。作为一例,在负荷传感器73正在检测对象齿41a与环齿轮106的接触的情况下,在由负荷传感器73测定的负荷变大了一定以上时,能够判断为对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压。此外,在接触步骤中,对象齿41a在旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触,因此,对象小齿轮4a以朝向旋转方向第一侧D21的方式对环齿轮106推压。
图8A和图8B示出了在检测到对象齿41a与环齿轮106接触之后的时刻即时刻t2、判断为对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压的情况。如图8A所示,在时刻t2,对象小齿轮4a被制动部31制动。而且,在时刻t2,使旋转制动器以及除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31变为开启。由此,第二部分6相对于环齿轮106的旋转被旋转制动器制动,且除对象小齿轮4a以外的所有小齿轮4被制动部31制动。由此,在时刻t2,使环齿轮106相对于第二部分6制动。根据以上的方法,能够在对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压的状态下,利用制动部31将对象小齿轮4a制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。
在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,释放制动部31对对象小齿轮4a的制动,利用通过对象小齿轮4a对环齿轮106的推压被释放而产生的恢复力,来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。在变形例3中,如上所述,在接触步骤中,在对象齿41a与环齿轮106接触且对象小齿轮4a对环齿轮106推压的状态下,利用制动部31将对象小齿轮4a制动,从而使环齿轮106相对于第二部分6制动。在此基础上,在旋转量计算步骤中,释放制动部31对对象小齿轮4a的制动。在图8A中,在时刻t2之后的时刻t8,使对象驱动装置2a的制动部31变为关闭。由此,在时刻t8,释放制动部31对对象小齿轮4a的制动。
当制动部31对对象小齿轮4a的制动被释放时,对象小齿轮4a对环齿轮106的推压被释放。由此,能够利用通过对象小齿轮4a对环齿轮106的推压被释放而产生的恢复力,来使对象小齿轮4a旋转,直到该对象小齿轮4a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触为止。在释放制动部31对对象小齿轮4a的制动之前的时间点,对象小齿轮4a以朝向旋转方向第一侧D21的方式对环齿轮106推压。因此,当释放制动部31对对象小齿轮4a的制动时,对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。通过对象小齿轮4a对环齿轮106的推压被释放而产生的恢复力例如是指使由于对象小齿轮4a被推压而弯曲的对象驱动装置2a的轴33在对象小齿轮4a的推压被释放时解除弯曲的力。
在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,对对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触这一情况进行检测。在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,检测对象齿41a与环齿轮106的接触的方法也可以与在第一实施方式所涉及的旋转量计算步骤中检测对象齿41a与环齿轮106的接触的方法相同。即,在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,也可以以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触、以及对象齿41a从环齿轮106的分离。
在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,也可以根据对象小齿轮4a的旋转的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。具体地说,也可以通过检测同对象齿41a与环齿轮106接触相应的对象小齿轮4a的旋转的变化,来对对象齿41a与环齿轮106接触这一情况进行检测。作为同对象齿41a与环齿轮106接触相应的对象小齿轮4a的旋转的变化,例如可举出旋转速度的降低、停止以及旋转方向的反转。在该情况下,也可以使用旋转量计算部71来检测对象小齿轮4a的旋转的变化。在旋转量计算部71包括图3所示那样的旋转传感器34的情况下,也可以使用旋转传感器34检测对象小齿轮4a的旋转的变化。
在图8A和图8B所示的例子中,设为在时刻t8之后的时刻t4,检测到对象齿41a在旋转方向第二侧D22与环齿轮106接触。在该情况下,在旋转量计算步骤中,计算从时刻t8起到时刻t4为止的对象小齿轮4a的旋转量。
在变形例3所涉及的接触步骤中,通过以使对象小齿轮4a推压环齿轮106的方式使对象齿41a与环齿轮106接触,并利用制动部31将对象小齿轮4a制动,从而维持对象齿41a与环齿轮106接触。然后,在变形例3所涉及的旋转量计算步骤中,释放制动部31对对象小齿轮4a的制动,利用通过对象小齿轮4a对环齿轮106的推压被释放而产生的恢复力,来使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转。根据该特征,得到以下的效果。由于在旋转量计算步骤中使对象小齿轮4a向旋转方向第二侧D22旋转,因此不需要如上述的第一实施方式、变形例1和变形例2那样仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动。因此,即使不准备能够仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动的时序,也能够进行旋转量计算步骤。特别是,根据具有上述的特征、且在接触步骤中利用使第二部分6相对于第一部分5旋转的外力来使对象齿41a与环齿轮106接触的齿隙的测定方法,得到以下的效果。在接触步骤和旋转量计算步骤中的任一个步骤中,均不需要仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动。因此,在齿隙的测定方法全体不需要仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动。由此,不需要准备能够仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地驱动的时序,就能够进行齿隙的测定方法全体。换言之,能够使用统一控制对象驱动装置2a的致动器30和除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30、无法仅将对象驱动装置2a的致动器30单独地控制的驱动机构1,来进行齿隙的测定方法全体。
(变形例4)
在上述的第一实施方式和各变形例中,说明了使环齿轮106相对于第二部分6制动并使对象小齿轮4a旋转、并基于对象小齿轮4a的旋转量来测定齿隙的齿隙的测定方法。另外,在上述的第一实施方式和各变形例中,说明了具备计算对象小齿轮4a的旋转量的旋转量计算部71的齿隙的测定装置7。然而,齿隙的测定方法和齿隙的测定装置7并不限于此。
变形例4所涉及的齿隙的测定方法包括接触步骤、驱动机构旋转量计算步骤以及测定步骤。在接触步骤中,使作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在环齿轮106的周向第一侧D11与环齿轮106接触。在驱动机构旋转量计算步骤中,在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下将对象小齿轮4a的旋转制动,以比制动对象小齿轮4a的制动力弱的驱动力,来使驱动机构1向与周向第一侧D11相反的一侧即周向第二侧D12旋转,直到对象齿41a在周向第二侧D12与环齿轮106接触为止,并计算驱动机构1的旋转量。在测定步骤中,基于在驱动机构旋转量计算步骤中计算出的驱动机构1的旋转量来测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙。
另外,变形例4所涉及的齿隙的测定装置7具备驱动机构旋转量计算部74和测定部72。驱动机构旋转量计算部74计算驱动机构1的从作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在对象小齿轮4a的周向第一侧D11与环齿轮106接触的状态起向与周向第一侧D11相反的一侧即周向第二侧D12旋转到对象齿41a在周向第二侧D12与环齿轮106接触为止的旋转量。测定部72基于由驱动机构旋转量计算部74计算出的驱动机构1的旋转量,来测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙。
在变形例4所涉及的接触步骤中,使作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在环齿轮106的周向第一侧D11与环齿轮106接触。图9是示出在变形例4所涉及的接触步骤中使作为对象小齿轮4a的齿41之一的对象齿41a在环齿轮106的周向第一侧D11与环齿轮106接触的情形的图。
变形例4所涉及的接触步骤能够通过与在上述的第一实施方式和各变形例中叙述过的接触步骤相同的方法来进行。在图9所示的例子中,对象齿41a在旋转方向第一侧D21与环齿轮106接触。由此,对象齿41a在周向第一侧D11与环齿轮106接触。
在变形例4中,在接触步骤之后进行驱动机构旋转量计算步骤。在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,首先在维持着接触步骤中的对象齿41a与环齿轮106接触的状态下将对象小齿轮4a的旋转制动。能够通过使对象驱动装置2a的制动部31变为开启来将对象小齿轮4a的旋转制动。
在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,在将对象小齿轮4a的旋转制动之后,在将对象小齿轮4a的旋转制动的状态下以比制动对象小齿轮4a的制动力弱的驱动力使驱动机构1相对于环齿轮106沿周向第二侧D12旋转。进行驱动机构1向周向第二侧D12的旋转直到对象齿41a在周向第二侧D12与环齿轮106接触为止。图10是示出使图9所示的驱动机构1向周向第二侧D12旋转来使对象齿41a在周向第二侧D12与环齿轮106接触的情形的图。
通过从除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30向小齿轮4输入旋转,来使除对象小齿轮4a以外的小齿轮4向旋转方向第一侧D21旋转,从而能够使驱动机构1相对于环齿轮106向周向第二侧D12旋转。在变形例4中,能够将驱动装置2的致动器30分别单独地控制。在驱动机构旋转量计算步骤中,对象驱动装置2a的制动部31为开启且除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的制动部31为关闭,不是从对象驱动装置2a的致动器30输入旋转,而是从除对象驱动装置2a以外的驱动装置2的致动器30向小齿轮4输入旋转。由此,如图9和图10所示,不使对象小齿轮4a以旋转轴线C1为中心进行旋转就能够使驱动机构1相对于环齿轮106旋转。
在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,计算驱动机构1的从对象齿41a的靠周向第一侧D11的齿面与环齿轮106分离起到对象齿41a在周向第二侧D12与环齿轮106接触为止的旋转量。在此,在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,检测对象齿41a与环齿轮106的接触。能够通过与在上述的第一实施方式和各变形例的旋转量计算步骤中检测对象齿41a与环齿轮106的接触的方法相同的方法来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。例如,在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,能够以由负荷传感器73测定的负荷的变化来检测对象齿41a与环齿轮106的接触。在该情况下,在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,计算驱动机构1的从驱动机构1开始向周向第二侧D12旋转起到检测到对象齿41a与环齿轮106接触为止的旋转量。
在图9和图10所示的例子中,在风车10中设置有用于计算驱动机构1相对于环齿轮106的旋转量的驱动机构旋转传感器75。作为一例,驱动机构旋转传感器75被固定于第一部分5(塔102),用于测定驱动机构1或者与驱动机构1一起相对于环齿轮106旋转的第二部分6(机舱103)相对于环齿轮106的旋转量。在该情况下,在变形例4所涉及的驱动机构旋转量计算步骤中,通过使用驱动机构旋转传感器75直接测定驱动机构1的旋转量,来计算驱动机构1的旋转量。
驱动机构旋转传感器75视为被包括在变形例4所涉及的齿隙的测定装置7的驱动机构旋转量计算部74中。在该情况下,驱动机构旋转量计算部74能够利用驱动机构旋转传感器75计算驱动机构1的旋转量。
在驱动机构旋转量计算步骤之后,进行测定环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙的测定步骤。在变形例4所涉及的测定步骤中,通过基于在驱动机构旋转量计算步骤中计算出的驱动机构1的旋转量来计算齿隙,从而测定齿隙。在变形例4所涉及的测定步骤中,基于在驱动机构旋转量计算步骤中计算出的对象小齿轮4a的旋转量,来测定法线方向齿隙、即图4所示的宽度w1。测定步骤中的齿隙的测定能够由测定装置7的测定部72执行。变形例4所涉及的测定部72例如与上述的第一实施方式所涉及的测定装置7的测定部72相同。
变形例4所涉及的齿隙的测定方法包括上述的接触步骤、驱动机构旋转量计算步骤以及测定步骤。另外,变形例4所涉及的齿隙的测定装置7具备上述的驱动机构旋转量计算部74和测定部72。根据这样的齿隙的测定方法和测定装置7,也能够在具备环齿轮106以及具有与环齿轮106啮合的小齿轮4的驱动装置2的风车10中,测定环齿轮106与小齿轮4之间的齿隙。特别是,根据变形例4所涉及的齿隙的测定方法,不使风车10停止运转后拆卸风车10就能够测定环齿轮106与小齿轮4之间的齿隙。因此,能够容易地收集多个不同时刻的齿隙的数据。
(第二实施方式)
接着,说明本发明的第二实施方式所涉及的风车10的诊断方法。本发明的第二实施方式是风车10的诊断方法,所述风车10具备:环齿轮106,其被固定于风车10的第一部分5;以及驱动机构1,其被固定于风车10的第二部分6且具有驱动装置2,该驱动装置2具有与环齿轮106啮合的小齿轮4,所述驱动机构1通过沿着环齿轮106的周向D1旋转来相对于第一部分5驱动第二部分6。第二实施方式所涉及的风车10的诊断方法包括以下步骤:第一测定步骤,在第一时刻,测定环齿轮106与作为驱动装置2的小齿轮4的第一对象小齿轮4a之间的齿隙;第二测定步骤,在第一时刻之后的第二时刻,测定环齿轮106与作为驱动装置2的小齿轮4的第二对象小齿轮4a之间的齿隙;以及诊断步骤,基于第一时刻的齿隙和第二时刻的齿隙来诊断风车10的状态。
第一测定步骤和第二测定步骤中的对环齿轮106与对象小齿轮4a之间的齿隙的测定分别通过在第一实施方式和各变形例中叙述过的齿隙的测定方法来进行。换言之,第二实施方式所涉及的风车10的诊断方法包括以下步骤:第一测定步骤,在第一时刻执行在第一实施方式和各变形例中叙述过的齿隙的测定方法,来测定第一时刻的齿隙;第二测定步骤,在第一时刻之后的第二时刻执行该齿隙的测定方法,来测定第二时刻的齿隙;以及诊断步骤,基于第一时刻的齿隙和第二时刻的齿隙来诊断风车10的状态。
在如图4所示那样驱动机构1具有多个驱动装置2的情况下,在第一测定步骤中测定齿隙的第一对象小齿轮4a与在第二测定步骤中测定齿隙的第二对象小齿轮4a可以为相同的小齿轮4,也可以为不同的小齿轮4。另外,在将第一对象小齿轮4a和第二对象小齿轮4a设为相同的小齿轮4的情况下,第一测定步骤中的对象齿41a与第二测定步骤中的对象齿41a可以为相同的齿41,也可以为不同的齿41。能够根据后述的诊断步骤中的诊断的目的来适当决定是否将第一对象小齿轮4a与第二对象小齿轮4a设为相同的小齿轮4、以及是否将第一测定步骤中的对象齿41a与第二测定步骤中的对象齿41a设为相同的齿41。
在诊断步骤中,基于第一时刻的齿隙和第二时刻的齿隙来诊断风车10的状态。作为一例,在诊断步骤中,计算从第一时刻的齿隙减去第二时刻的齿隙所得到的差,来作为从第一时刻起到第二时刻为止环齿轮106和对象小齿轮4a磨损的磨损幅度的合计值。然后,基于所计算出的磨损幅度的合计值来诊断风车10的状态。
作为一例,也可以在诊断步骤中设定磨损幅度的合计值的可容许的上限,通过判定所计算出的磨损幅度的合计值是否超过该上限,来诊断风车10的状态。在该情况下,也可以是,如果所计算出的磨损幅度的合计值超过该上限,则诊断为需要更换或修理环齿轮106或小齿轮4。也可以是,如果所计算出的磨损幅度的合计值为该上限以下,则诊断为不需要更换或修理环齿轮106或小齿轮4。也可以从使驱动机构1和第二部分6的松动的大小收敛于可容许的范围内的观点出发设定磨损幅度的合计值的上限。另外,也可以从使环齿轮106和小齿轮4的疲劳破坏的发生容易度收敛于可容许的范围内的观点出发设定磨损幅度的合计值的上限。另外,也可以在环齿轮106和小齿轮4的表面由固化层形成的情况下,从使磨损幅度收敛于能够判断为固化层不会磨损尽的范围内的观点出发设定磨损幅度的合计值的上限。
第二实施方式所涉及的风车10的诊断方法包括第一测定步骤、第二测定步骤以及诊断步骤。根据这样的风车10的诊断方法,能够通过不同时刻的齿隙的比较来诊断风车10的环齿轮106、小齿轮4的状态。特别是,能够以第一时刻的齿隙为初始值,并将齿隙的从初始值起的增加量与发生环齿轮106或小齿轮4的疲劳破坏的危险度、环齿轮106或小齿轮4的表面的固化层的厚度等相关联地进行研究。由此,能够评价环齿轮106、小齿轮4的健全性。
另外,在第二实施方式所涉及的风车10的诊断方法中,在诊断步骤中,计算从第一时刻的齿隙减去第二时刻的齿隙所得到的差,来作为从第一时刻到第二时刻为止环齿轮106和对象小齿轮4a磨损的磨损幅度的合计值,并基于磨损幅度的合计值来诊断风车10的状态。根据这样的风车10的诊断方法,能够基于从第一时刻起到第二时刻为止环齿轮106和对象小齿轮4a磨损的磨损幅度的合计值,来诊断风车10的状态。
(变形例5)
在上述的第二实施方式中,说明了包括测定第一时刻的齿隙的第一测定步骤以及测定第二时刻的齿隙的第二测定步骤的风车10的诊断方法。然而,在风车10的诊断方法中测定齿隙的时刻并不限定于此。
变形例5所涉及的齿隙的测定方法包括以下步骤:收集步骤,在多个不同时刻执行环齿轮106与作为驱动装置2的小齿轮4的对象小齿轮4a之间的齿隙的测定,来收集齿隙的时间序列数据;以及诊断步骤,基于在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据来诊断风车10的状态。
在变形例5所涉及的收集步骤中,多个不同时刻的齿隙的测定分别通过在第一实施方式和各变形例中叙述过的齿隙的测定方法来进行。换言之,在收集步骤中,在多个不同时刻执行在第一实施方式和各变形例中叙述过的齿隙的测定方法,来收集齿隙的时间序列数据。与上述的第二实施方式的第一测定步骤及第二测定步骤中的齿隙的测定方法有关的说明只要不矛盾,则在变形例5所涉及的收集步骤中,还应用于在多个不同时刻测定齿隙时的齿隙的测定方法。
在变形例5所涉及的诊断步骤中,基于在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据来诊断风车10的状态。图11是显示在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据的曲线图的一例。在诊断步骤中,作为一例,如图11所示,将在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据显示为曲线图。图11所示的曲线图的纵轴表示在收集步骤中测定出的齿隙的大小。图11所示的曲线图的横轴表示在收集步骤中测定出齿隙的时刻相对于基准时刻的时间经过。
作为一例,在变形例5所涉及的诊断步骤中,设定齿隙的可容许的上限。图11所示的标注了附图标记L3的虚线示出了齿隙的可容许的上限的一例。也可以从使驱动机构1和第二部分6的松动的大小收敛于可容许的范围内的观点出发设定齿隙的上限。另外,也可以从使环齿轮106和小齿轮4的疲劳破坏的发生容易度收敛于可容许的范围内的观点出发设定齿隙的上限。另外,也可以在环齿轮106和小齿轮4的表面由固化层形成的情况下,从使环齿轮106和小齿轮4的磨损幅度收敛于能够判断为固化层不会磨损尽的范围内的观点出发设定齿隙的上限。
在设定齿隙的可容许的上限的情况下,在变形例5所涉及的诊断步骤中,也可以通过在收集步骤中测定出齿隙的某个时刻,判定齿隙是否超过该上限,来诊断测定出齿隙的该时刻的风车10的状态。在该情况下,也可以是,如果齿隙超过该上限,则诊断为需要更换或修理环齿轮106或小齿轮4。也可以是,如果齿隙为该上限以下,则诊断为不需要更换或修理环齿轮106或小齿轮4。
也可以在设定齿隙的可容许的上限的情况下,在变形例5所涉及的诊断步骤中,根据在收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据来诊断预想齿隙超过该上限的时刻。由于诊断预想齿隙超过该上限的时刻,因此,也可以基于齿隙的时间序列数据,来计算表示从基准时刻起的时间经过与齿隙的大小之间的关系的近似式。图11所示的标注了附图标记L2的实线示出了表示从基准时刻起的时间经过与齿隙的大小之间的关系的近似式的一例。在图11所示的例子中,示出齿隙的可容许的上限的虚线L3与示出近似式的实线L2在时刻t3交叉,该近似式表示从基准时刻起的时间经过与齿隙的大小之间的关系。在该情况下,能够预测为:在时刻t3测定的齿隙等于齿隙的可容许的上限,在时刻t3之后的时刻测定的齿隙超过该上限。
变形例5所涉及的风车10的诊断方法包括收集步骤和诊断步骤。根据这样的风车10的诊断方法,能够通过不同时刻的齿隙的比较来诊断风车10的环齿轮106、小齿轮4的状态。特别是,能够将齿隙的从开始进行收集步骤的时刻起的增加量与发生环齿轮106或小齿轮4的疲劳破坏的危险度、环齿轮106或小齿轮4的表面的固化层的厚度等相关联地进行研究。由此,能够评价环齿轮106、小齿轮4的健全性。另外,通过预想齿隙超过可容许的上限的时刻等,能够预测此后的征兆从而有助于维护计划。
在本说明书中公开的实施方式中,由多个物体构成的实施方式可以将该多个物体一体化,相反,能够将由一个物体构成的实施方式分成多个物体。无论是否被一体化,只要配置为能够实现发明的目的即可。
本发明的方式不限定于上述的各个实施方式,还包括本领域技术人员能够想到的各种变形,并且本发明的效果不限定于上述的内容。即,能够在不脱离根据由权利要求书规定的内容及其等同物导出的本发明的概念性思想和主旨的范围内进行各种追加、变更和部分删除。
附图标记说明
1:驱动机构;2:驱动装置;2a:对象驱动装置;3:驱动部;30:致动器;31:制动部;32:减速机;33:轴;4:小齿轮;4a:对象小齿轮;41:齿;41a:对象齿;5:第一部分;6:第二部分;7:测定装置;71:旋转量计算部;72:测定部;73:负荷传感器;74:驱动机构旋转量计算部;10:风车;101:风车主体;102:塔;103:机舱;106:环齿轮。
Claims (19)
1.一种齿隙的测定方法,是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定的方法,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定方法包括以下步骤:
接触步骤,使作为所述对象小齿轮的齿之一的对象齿在所述对象小齿轮的旋转方向第一侧与所述环齿轮接触;
旋转量计算步骤,在维持着所述接触步骤中的所述对象齿与所述环齿轮接触的状态下使所述环齿轮相对于所述第二部分制动,以比使所述环齿轮相对于所述第二部分制动的制动力弱的驱动力使所述对象小齿轮向与所述旋转方向第一侧相反的一侧即旋转方向第二侧旋转,直到所述对象齿在所述旋转方向第二侧与所述环齿轮接触为止,并计算所述对象小齿轮的旋转量;以及
测定步骤,基于在所述旋转量计算步骤中计算出的所述对象小齿轮的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
2.根据权利要求1所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动机构具有多个驱动装置,所述多个驱动装置分别具有与所述环齿轮啮合的小齿轮,
在所述测定方法中,测定所述环齿轮与作为所述多个驱动装置的所述小齿轮之一的对象小齿轮之间的齿隙。
3.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有:致动器,其向所述小齿轮输入旋转;以及减速机,其将从所述致动器传递的输入旋转减速并传递到所述小齿轮,
在所述旋转量计算步骤中,根据被从所述致动器传递到所述减速机的输入旋转量的测定值来计算所述对象小齿轮的旋转量。
4.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
在所述接触步骤和所述旋转量计算步骤中的至少任一方中,以由对从所述环齿轮施加到所述对象小齿轮的负荷进行测定的负荷传感器测定的负荷的变化来检测所述对象齿与所述环齿轮的接触。
5.根据权利要求4所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有致动器,所述致动器向所述小齿轮输入旋转,
所述接触步骤包括以下步骤:
检测步骤,以由所述负荷传感器测定的负荷的上升来检测所述对象齿与所述环齿轮的接触;
输入步骤,在所述检测步骤中所述负荷传感器检测到所述对象齿与所述环齿轮接触的情况下,从所述致动器向所述对象小齿轮输入向所述对象小齿轮的旋转方向上的任一侧的旋转,
确定步骤,在通过在所述输入步骤中输入旋转而由所述负荷传感器测定的负荷上升的情况下,将在所述输入步骤中被输入了旋转的一侧确定为所述对象齿与所述环齿轮接触的所述旋转方向第一侧。
6.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,在通过所述制动部将所述对象小齿轮进行了制动、且释放了所述制动部对除所述对象小齿轮以外的所述小齿轮的制动的状态下,利用使所述第二部分相对于所述第一部分旋转的外力来使所述对象齿与所述环齿轮接触。
7.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有:致动器,其向所述小齿轮输入旋转;以及制动部,其对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,通过在使所述环齿轮相对于所述第二部分制动的状态下利用所述致动器使所述对象小齿轮旋转,从而使所述对象齿与所述环齿轮接触。
8.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有致动器,所述致动器向所述小齿轮输入旋转,
在所述旋转量计算步骤中,通过所述致动器使所述对象小齿轮向所述旋转方向第二侧旋转。
9.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述接触步骤中,通过以使所述对象小齿轮推压所述环齿轮的方式使所述对象齿与所述环齿轮接触,并利用所述制动部将所述对象小齿轮制动,从而维持所述对象齿与所述环齿轮接触,
在所述旋转量计算步骤中,释放所述制动部对所述对象小齿轮的制动,利用通过所述对象小齿轮对所述环齿轮的推压被释放而产生的恢复力,来使所述对象小齿轮向所述旋转方向第二侧旋转。
10.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述风车还具备旋转制动器,所述旋转制动器对所述第二部分相对于所述环齿轮的旋转进行制动,
在所述旋转量计算步骤中,通过利用所述旋转制动器来将所述第二部分相对于所述环齿轮的旋转制动,从而使所述环齿轮相对于所述第二部分制动。
11.根据权利要求1或2所述的齿隙的测定方法,其中,
所述驱动装置具有制动部,所述制动部对所述小齿轮的旋转进行制动,
在所述旋转量计算步骤中,通过利用制动部来将除所述对象小齿轮以外的所述小齿轮中的至少一个小齿轮制动,从而使所述环齿轮相对于所述第二部分制动。
12.一种齿隙的测定方法,是对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定的方法,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定方法包括以下步骤:
接触步骤,使作为所述对象小齿轮的齿之一的对象齿在所述环齿轮的周向第一侧与所述环齿轮接触;
驱动机构旋转量计算步骤,在维持着所述接触步骤中的所述对象齿与所述环齿轮接触的状态下将所述对象小齿轮的旋转制动,以比制动所述对象小齿轮的制动力弱的驱动力使所述驱动机构向与所述周向第一侧相反的一侧即周向第二侧旋转,直到所述对象齿在所述周向第二侧与所述环齿轮接触为止,并计算所述驱动机构的旋转量;以及
测定步骤,基于在所述驱动机构旋转量计算步骤中计算出的所述驱动机构的旋转量来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
13.一种风车的诊断方法,包括以下步骤:
第一测定步骤,在第一时刻执行根据权利要求1、2或12所述的齿隙的测定方法,来测定所述第一时刻的齿隙;
第二测定步骤,在所述第一时刻之后的第二时刻执行所述齿隙的测定方法,来测定所述第二时刻的齿隙;以及
诊断步骤,基于所述第一时刻的齿隙和所述第二时刻的齿隙来诊断所述风车的状态。
14.根据权利要求13所述的风车的诊断方法,其中,
在所述诊断步骤中,计算从所述第一时刻的齿隙减去所述第二时刻的齿隙所得到的差,来作为从所述第一时刻起到所述第二时刻为止所述环齿轮和所述对象小齿轮磨损的磨损幅度的合计值,并基于所述磨损幅度的合计值来诊断所述风车的状态。
15.一种风车的诊断方法,包括以下步骤:
收集步骤,在多个不同时刻执行根据权利要求1、2或12所述的齿隙的测定方法,来收集齿隙的时间序列数据;以及
诊断步骤,基于在所述收集步骤中收集到的齿隙的时间序列数据来诊断所述风车的状态。
16.一种风车的诊断方法,所述风车具备:环齿轮,其被固定于风车的第一部分;以及驱动机构,其被固定于风车的第二部分且具有驱动装置,所述驱动装置具有与所述环齿轮啮合的小齿轮,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述风车的诊断方法包括以下步骤:
第一测定步骤,在第一时刻测定所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的第一对象小齿轮之间的齿隙;
第二测定步骤,在所述第一时刻之后的第二时刻测定所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的第二对象小齿轮之间的齿隙;以及
诊断步骤,基于所述第一时刻的齿隙和所述第二时刻的齿隙来诊断所述风车的状态。
17.一种齿隙的测定装置,对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定装置具备:
旋转量计算部,其计算所述对象小齿轮的从对象齿在所述对象小齿轮的旋转方向第一侧与所述环齿轮接触的状态起向旋转方向第二侧旋转到所述对象齿在所述旋转方向第二侧与所述环齿轮接触为止的旋转量,所述对象齿为所述对象小齿轮的齿之一,所述旋转方向第二侧为与所述旋转方向第一侧相反的一侧;以及
测定部,其基于由所述旋转量计算部计算出的所述对象小齿轮的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
18.一种齿隙的测定装置,对具备环齿轮和具有包括与所述环齿轮啮合的小齿轮的驱动装置的驱动机构的风车的、所述环齿轮与作为所述驱动装置的所述小齿轮的对象小齿轮之间的齿隙进行测定,所述环齿轮被固定于风车的第一部分,所述驱动机构被固定于风车的第二部分,所述驱动机构通过沿着所述环齿轮的周向旋转来相对于所述第一部分驱动所述第二部分,所述测定装置具备:
驱动机构旋转量计算部,其计算所述驱动机构的从对象齿在所述对象小齿轮的周向第一侧与所述环齿轮接触的状态起向周向第二侧旋转到所述对象齿在所述周向第二侧与所述环齿轮接触为止的旋转量,所述对象齿为所述对象小齿轮的齿之一,所述周向第二侧为与所述周向第一侧相反的一侧;以及
测定部,其基于由所述驱动机构旋转量计算部计算出的所述驱动机构的旋转量,来测定所述环齿轮与所述对象小齿轮之间的齿隙。
19.根据权利要求17或18所述的齿隙的测定装置,
还具备负荷传感器,所述负荷传感器测定从所述环齿轮施加到所述对象小齿轮的负荷。
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