CN201367989Y - 大功率风力发电机增速齿轮箱 - Google Patents

大功率风力发电机增速齿轮箱 Download PDF

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张波
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明建新
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Abstract

本实用新型涉及一种大功率风力发电机增速齿轮箱，其中：箱体包括扭力臂、前箱体、上箱体和下箱体，扭力臂和前箱体之间为第一级内齿圈，前箱体和上、下箱体之间为第二级内齿圈，它们通过螺栓连接，扭力臂端部为方块状支撑；第一级、第二级行星轮系、内花键轴位于同一轴线上，内花键轴上设有大齿轮，上下箱体之间还设有与内花键轴平行的输出齿轮轴；第一级太阳轮轴通过花键与第二级行星架连接，第二级太阳轮轴通过花键与内花键轴连接，内花键轴上的大齿轮与输出齿轮轴上的齿轮啮合；输入行星架与扭力臂结合处以及输出齿轮轴与上下箱体结合处均设有密封圈；电机泵串接在润滑油箱与油路分配器之间，其输出端通过油路分配器与各润滑油道连接。

Description

大功率风力发电机增速齿轮箱
技术领域
本实用新型涉及齿轮箱，尤其是一种兆瓦级大功率风力发电机增速齿轮箱。
背景技术
利用风力发电与传统的火力发电相比，具有发电无污染的优势，与水力发电相比，具有基建成本低、占地面积小，维护保养方便的优势，对于大型的水力发电站，蓄水库还容易对下游存在一定的安全隐患。
在风力发电机中，齿轮箱是风力发电机的关键部件，目前我国使用的风力发电机用增速齿轮箱发展很迅速，1.5MW齿轮箱一般结构为一级行星+二级平行轴方案，目前已经批量生产且在风场已有发电。齿轮箱的承载能力是我们很关注的问题，两级平行轴的传动方案，承载能力很难处理，一旦分配不好，可能达不到使用寿命而出现故障。而且齿轮箱的重量和成本的降低也是我们需要考虑和完善的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于：针对在较大功率的场合使用的风力发电增速齿轮箱存在的各轴承的润滑以及过渡齿轮的承载能力和齿轮箱的噪声、重量等一系列问题，提供一种新的大功率风力发电机增速齿轮箱。
本实用新型的目的是这样实现的：一种大功率风力发电机增速齿轮箱，包括箱体、行星轮系、输出齿轮轴，其特征在于：
箱体包括扭力臂、前箱体、上箱体和下箱体，扭力臂和前箱体之间设有第一级行星轮系的内齿圈，前箱体和上、下箱体之间设有第二级行星轮系的内齿圈，扭力臂、第一级行星轮系的内齿圈、前箱体、第二级行星轮系的内齿圈之间，以及第二级行星轮系的内齿圈与上箱体和下箱体之间均通过螺栓连接，扭力臂端部为方块状支撑；
第一级行星轮系、第二级行星轮系、内花键轴位于同一轴线上，内花键轴上设有大齿轮，其中：第一级行星轮系的行星架为输入行星架，输入行星架通过轴承安装在扭力臂和前箱体之间，其输入端穿出扭力臂，第二级行星轮系的行星架通过轴承安装在前箱体与上下箱体之间，内花键轴通过轴承安装在上箱体和下箱体之间，上箱体和下箱体之间还设有轴承支撑的输出齿轮轴，所述的输出齿轮轴与内花键轴平行，其输出端穿出上下箱体；
第一级行星轮系的太阳轮轴通过花键与第二级行星轮系的行星架连接，第二级行星轮系的太阳轮轴通过花键与内花键轴连接，内花键轴上的大齿轮与输出齿轮轴上的齿轮啮合；
输入行星架与扭力臂结合处以及输出齿轮轴与上下箱体结合处均设有密封圈；
箱体、输入行星架以及行星轮轴上设有通往各轴承安装点的润滑油道，齿轮箱的润滑系统包括润滑油箱、电机泵、油路分配器和各润滑油道，电机泵串接在润滑油箱与油路分配器之间，其输出端通过油路分配器与各润滑油道连接。
在本实用新型中：第一级行星轮系和第二级行星轮系中至少含有三个行星轮轴，行星轮轴上设有行星轮。
在本实用新型中：所述的密封圈包括挡油环、甩油环和防尘圈。
在本实用新型中：第一级行星轮系和第二级行星轮系中的行星轮采用两个短圆柱滚子轴承安装在行星轮轴上，输入行星架采用短圆柱滚子轴承或满圆柱滚子轴承安装在扭力臂与前箱体之间，第二级行星轮系中的行星架采用圆锥滚子轴承安装在前箱体与上下箱体之间；内花键轴和输出齿轮轴的采用三轴承配置，其中的两个轴承设在输出齿轮轴输出侧的上下箱体上。
在本实用新型中：所述的润滑油箱上设有水循环冷却系统
本实用新型的优点在于：将箱体分割成扭力臂、前箱体、上箱体和下箱体，使齿轮箱拆装更加方便；扭力臂支撑采用方块状，利于主机的装配和调整；将两级内齿圈同时作为箱体的组成部分，不仅减轻了齿轮箱的整体重量，而且容易加工；采用两级行星结构，增加了承载能力，大大降低了齿轮箱的噪音；此种结构的相同兆瓦级齿轮箱重量更轻；行星轮采用两个满装圆柱滚子轴承，尤其是第一级行星架上采用满装圆柱滚子轴承安装后，既增加了承载能力，又减小了安装空间；行星轮轴承采用强制润滑，这样就大大提高了齿轮箱的可靠度；润滑油箱引入水循环冷却系统，不仅在降低了润滑油的温度，保证了润滑油的质量，而且可以降低齿轮箱的温度，冷却效果更好。
附图说明
图1是本实用新型涉及的一种实施例结构示意图；
图2是图1的右视外形示意图。
图中：1、输入行星架，2、扭力臂，3、第一级内齿圈，4、第一级太阳轮轴，5、前箱体，6、第二级行星架，7、第二级内齿圈，8、第二级太阳轮轴，9、内花键轴，10、大齿轮，11、输出齿轮轴，12、第二级行星轮，13、轴承，14、第二级行星轮轴，15、第一级行星轮，16、轴承，17、第一级行星轮轴，18、下箱体，19、上箱体，20、电机泵，21、水循环冷却系统。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本实用新型涉及的一种具体实施例的结构示意图，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
由图1图2可见，本实用新型实施例的箱体包括扭力臂2、前箱体5、上箱体19和下箱体18，扭力臂2和前箱体5之间设有第一级内齿圈3，前箱体5与上箱体19下箱体18之间设有第二级内齿圈7，扭力臂2、第一级内齿圈3、前箱体5、第二级内齿圈7之间，以及第二级内齿圈7与上箱体19和下箱体18之间均通过螺栓连接，扭力臂2端部为方块状支撑；第一级行星轮系、第二级行星轮系、内花键轴9位于同一轴线上，内花键轴9上设有大齿轮10，其中：第一级行星轮系的行星架为输入行星架1，输入行星架1通过轴承安装在扭力臂2和前箱体5之间，其输入端穿出扭力臂2，第二级行星架6通过轴承安装在前箱体5与上箱体19和下箱体18之间，内花键轴9通过轴承安装在上箱体19和下箱体18之间，上箱体19和下箱体18之间还设有轴承支撑的输出齿轮轴11，所述的输出齿轮轴11与内花键轴9平行，其输出端穿出上下箱体；第一级太阳轮轴4通过花键与第二级行星架6连接，第二级太阳轮轴8通过花键与内花键轴9连接，内花键轴9上的大齿轮10与输出齿轮轴11上的齿轮啮合。第一级行星轮系和第二级行星轮系中至少含有三个行星轮轴，行星轮轴上设有行星轮。箱体、输入行星架1以及行星轮轴上设有通往各轴承安装点润滑油道，齿轮箱的润滑系统包括润滑油箱、电机泵20、油路分配器和各润滑油道，电机泵20串接在润滑油箱与油路分配器之间，其输出端通过油路分配器与各润滑油道连接。输入行星架1与扭力臂2结合处以及输出齿轮轴11与上下箱体结合处均设有密封圈。
在本实施例中：第一级行星轮系和第二级行星轮系中分别含有三个行星轮轴，行星轮分别第一级行星轮系和第二级行星轮系中至少含有三个行星轮轴，行星轮轴上设有行星轮采用两个短圆柱滚子轴承16或轴承13安装在行星轮轴17或行星轮轴14上；输入行星架1采用短圆柱滚子轴承或满圆柱滚子轴承安装在扭力臂2与前箱体5之间，第二级行星架采用圆锥滚子轴承安装在前箱体5与上下箱体之间；内花键轴9和输出齿轮轴11均采用三轴承配置，其中的两个轴承设在输出齿轮轴11输出侧的上下箱体上。所述的润滑油箱上设有水循环冷却系统21。
具体实施时，所述的密封圈包括挡油环、甩油环和防尘圈。
实际使用时，风力形成的动能由输入行星架1输入，使第一级行星轮15围绕第一级太阳轮轴4转动，由于第一级行星轮15同时与第一级内齿圈3、第一级太阳轮啮合，使第一级太阳轮轴4产生自转，通过花键并带动第二级行星架6同步转动，使第二级行星轮12围绕第二级太阳轮轴8转动，由于第二级行星轮12同时与第二级内齿圈7、第二级太阳轮啮合，使第二级太阳轮轴8产生自转，通过内花键轴9带动大齿轮10同步转动，从而带动输出齿轮轴11高速转动，最后由输出齿轮轴11带动发电机发电。工作中，润滑油箱中的润滑油在电机泵20的作用下，为齿轮捏合和所有的轴承提供润滑油，同时通过水循环冷却系统21为润滑油箱降温冷却。

Claims (5)

1、一种大功率风力发电机增速齿轮箱，包括箱体、行星轮系、输出齿轮轴，其特征在于：
箱体包括扭力臂、前箱体、上箱体和下箱体，扭力臂和前箱体之间设有第一级行星轮系的内齿圈，前箱体和上、下箱体之间设有第二级行星轮系的内齿圈，扭力臂、第一级行星轮系的内齿圈、前箱体、第二级行星轮系的内齿圈之间，以及第二级行星轮系的内齿圈与上箱体和下箱体之间均通过螺栓连接，扭力臂端部为方块状支撑；
第一级行星轮系、第二级行星轮系、内花键轴位于同一轴线上，内花键轴上设有大齿轮，其中：第一级行星轮系的行星架为输入行星架，输入行星架通过轴承安装在扭力臂和前箱体之间，其输入端穿出扭力臂，第二级行星轮系的行星架通过轴承安装在前箱体与上下箱体之间，内花键轴通过轴承安装在上箱体和下箱体之间，上箱体和下箱体之间还设有轴承支撑的输出齿轮轴，所述的输出齿轮轴与内花键轴平行，其输出端穿出上下箱体；
第一级行星轮系的太阳轮轴通过花键与第二级行星轮系的行星架连接，第二级行星轮系的太阳轮轴通过花键与内花键轴连接，内花键轴上的大齿轮与输出齿轮轴上的齿轮啮合；
输入行星架与扭力臂结合处以及输出齿轮轴与上下箱体结合处均设有密封圈；
箱体、输入行星架以及行星轮轴上设有通往各轴承安装点的润滑油道，齿轮箱的润滑系统包括润滑油箱、电机泵、油路分配器和各润滑油道，电机泵串接在润滑油箱与油路分配器之间，其输出端通过油路分配器与各润滑油道连接。
2、根据权利要求1所述的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：第一级行星轮系和第二级行星轮系中至少含有三个行星轮轴，行星轮轴上设有行星轮。
3、根据权利要求1所述的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的密封圈包括挡油环、甩油环和防尘圈。
4、根据权利要求1或2或3所述的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：第一级行星轮系和第二级行星轮系中的行星轮采用两个短圆柱滚子轴承安装在行星轮轴上，输入行星架采用短圆柱滚子轴承或满圆柱滚子轴承安装在扭力臂与前箱体之间，第二级行星轮系中的行星架采用圆锥滚子轴承安装在前箱体与上下箱体之间；内花键轴和输出齿轮轴的采用三轴承配置，其中的两个轴承设在输出齿轮轴输出侧的上下箱体上。
5、根据权利要求1或2或3所述的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的润滑油箱上设有水循环冷却系统。
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