CN201367991Y - 上风向型风力发电机增速齿轮箱 - Google Patents

上风向型风力发电机增速齿轮箱 Download PDF

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傅阳
袁包钢
王朝阳
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Abstract

本实用新型涉及一种上风向型风力发电机增速齿轮箱。箱体包括前箱体、中箱体、后箱体和末级箱体，箱体中含有两级行星轮系，第一级行星轮系安装在前箱体和中箱体间，第二级行星轮系安装在中箱体和后箱体间；第一级太阳轮轴的花键轴穿过中箱体与第二级行星架联接，第二级太阳轮轴的花键轴穿过后箱体与输出内花键轴联接，输出内花键轴穿过末级箱体；输入行星架与前箱体结合处、输出内花键轴与末级箱体结合处均设有密封装置，管轴与输入行星架以及管轴与输出内花键轴之间的轴承外侧均设有密封圈；齿轮箱的润滑系统包括润滑油箱、润滑油道、电机泵、油路分配器和各润滑油道，电机泵的输出端通过油路分配器与各润滑油道连接。

Description

上风向型风力发电机增速齿轮箱
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机用齿轮箱，尤其是一种大功率上风向型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主要靠进口解决，一般为整体结构，拆卸困难，一旦出现故障，只能更换总成，造成浪费。
发明人曾经于2004年10月12日向中国专利局以同样的主题申请了名称为“风力发电机增速齿轮箱”的实用新型专利，并于2005年11月9日被授予专利权，专利号为200420080174.5，本专利实施后，我们发现，对于小功率的风力发电机增速齿轮箱，确实有明显的积极效果，在大功率的风力发电机增速齿轮箱，各轴承的润滑以及过渡齿轮、输出轴的承载能力，确实存在有待于进一步完善的地方。
发明内容
本实用新型的目的在于：针对较大功率的增速齿轮箱，尤其是200420080174.5专利使用在较大功率的场合需要解决的各轴承的润滑以及行星机构的承载能力的问题，提供一种新的双行星机构的风力发电机增速齿轮箱。
本实用新型的目的是这样实现的：一种上风向型风力发电机增速齿轮箱，包括箱体和行星轮系，其特征在于：箱体包括前箱体、中箱体、后箱体和末级箱体，箱体中含有两级行星轮系，其中：
前箱体和中箱体之间设有第一级内齿圈，中箱体和后箱体之间设有第二级内齿圈，前箱体、第一级内齿圈、中箱体、第二级内齿圈、后箱体和末级箱体依次通过螺栓连接；
输入行星架、第一级太阳轮轴、第二级太阳轮轴和输出内花键轴依次套装在同一管轴上，管轴与输入行星架之间以及管轴与输出内花键轴之间均设有轴承；第一级行星轮系安装在前箱体和中箱体之间，第二级行星轮系安装在中箱体和后箱体之间；第一级太阳轮轴的花键轴穿过中箱体与第二级行星架联接，第二级太阳轮轴的花键轴穿过后箱体与输出内花键轴联接，输出内花键轴穿过末级箱体；
输入行星架与前箱体结合处、输出内花键轴与末级箱体结合处均设有密封装置，管轴与输入行星架以及管轴与输出内花键轴之间的轴承外侧均设有密封圈；
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：所述的两级行星轮系中均至少含有三个均匀分布的行星轮。
在本实用新型中：所述的密封装置包括挡油环、甩油环和防尘圈。
在本实用新型中：在两级行星轮系中，支撑行星架的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或圆锥滚子轴承，支撑行星轮的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或双列圆锥滚子轴承；支撑输出内花键轴的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或双列圆锥滚子轴承。
在本实用新型中：润滑系统中至少包括一组由润滑油散热器和风扇组成的冷却系统。
在本实用新型中：润滑系统中包括两组并列的由润滑油散热器和风扇组成的冷却系统。
本实用新型的优点在于：采用两级行星轮系可以传递较大的扭距，将箱体分割成前箱体、中箱体、后箱体，末级箱体，使齿轮箱拆装更加方便；将两级内齿圈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；两级行星轮系中采用至少三个均匀分布的行星轮，增加了承载能力；第一级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；齿轮箱上设置有润滑油箱增加齿轮箱的存油量，能保证齿轮箱任何转动下为齿轮箱提供足够的润滑油；润滑系统为各轴承提供强制润滑，这样就大大提高了齿轮箱的可靠度；冷却系统采用两个并列的风扇，增强了润滑油的冷却效果。
附图说明
图1是本实用新型涉及实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的外部结构示意图。
图中：1、输入行星架，2、前箱体，3、第一级内齿圈，4、中箱体，5、第二级内齿圈，6、后箱体，7、末级箱体，8、输出内花键轴，9、行星轮轴承，10、第一级行星轮，11、第一级行星轮轴，12、润滑油箱，13、第一级太阳轮轴，14、第二级太阳轮轴，15、第二级行星架，16、第二级行星轮，17、行星轮轴承，18、第二级行星轮轴，19、管轴，20、密封圈，21、润滑油道，22、电机泵，23、油路分配器，24、过滤器，25、冷却系统，26、吸油管，27、溢流管。
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可见，本实用新型的箱体包括前箱体2、中箱体4、后箱体6和末级箱体7，前箱体2和中箱体4之间设有第一级内齿圈3，前箱体2、第一级内齿圈3、中箱体4通过螺栓连接；中箱体4中后箱体6之间设有第二级内齿圈5，中箱体4、第二级内齿圈5、后箱体6通过螺栓连接；输入行星架1、第一级太阳轮13、第二级太阳轮14、输出内花键轴8依次套装在同一管轴19上，管轴19与输入行星架1之间以及管轴19与输出内花键轴8之间均设有轴承；输入行星架1通过轴承安装在前箱体2和中箱体4之间，第一级太阳轮13的花键轴穿过中箱体4与第二级行星架15联接，第二级行星架15通过轴承安装在中箱体4和后箱体6之间，第二级太阳轮14的花键轴穿过后箱体6与输出内花键轴8，输出内花键轴8的输出端穿出末级箱体7；输入行星架1与前箱体2结合处以及输出内花键轴8与末级箱体7结合处均设有密封装置，管轴19与输入行星架1以及管轴19与输出内花键轴8之间的轴承外侧均设有密封圈20；箱体、输入行星架1以及两级行星轮轴11、18上设有通往各轴承安装点的润滑油道21，同时还设有润滑油箱12。
在本实施例中，输入行星架1周边均匀设置三个第一级行星轮10，第一级行星轮10同时与第一级内齿圈3、第一级太阳轮轴13中的太阳轮啮合；第一级太阳轮轴13端部的花键与第二级行星架15连接；第二级行星架15周边均匀设置三个第二级行星轮16，第二级行星轮16同时与内第二级齿圈5、第二级太阳轮轴14中的太阳轮啮合；第二级太阳轮轴14端部的花键与输出内花键轴8连接；第一级行星架1采用的轴承为满圆柱滚子轴承，第二级行星架15采用的轴承为圆锥滚子轴承，两级行星轮10、16采用的轴承为双列满圆柱滚子轴承或短圆柱滚子轴承，输出内花键轴8可使用圆锥滚子轴承；输入行星架1与前箱体2结合处以及输出轴8与后箱体6结合处的密封装置包括挡油环、甩油环和防尘圈。本实施例的行星级速比为5～6。
由图2可见，本实用新型的箱体上装有的润滑系统中的电机泵22、油路分配器23、过滤器24和冷却系统25，以及吸油管26和溢流管27，所述的冷却系统25包括润滑油散热器和风扇。工作中，电机泵22将润滑油箱12中的润滑油通过吸油管26吸入后，经过过滤器24、油路分配器23分别送入各润滑油道12或冷却系统25，油路分配器23如果有多余的润滑油，可以通过溢流管27流回润滑油箱12。在本实施例中，箱体上装有两个并列的冷却系统25。
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10围绕第一级太阳轮轴13转动，由于第一级行星轮10同时与第一级内齿圈3、第一级太阳轮轴13中的太阳轮啮合，使第一级太阳轮轴13产生自转，第一级太阳轮轴13带动第二级行星架15同步转动，然后使第二级行星轮16围绕第二级太阳轮轴14转动，由于第二级行星轮16同时与第二级内齿圈5、第二级太阳轮轴14中的太阳轮啮合，使第二级太阳轮轴14产生自转，第二级太阳轮轴14带动输出内花键轴8同步转动，最后由输出内花键轴8带动发电机发电。工作中，润滑附油箱12中的润滑油在电机泵22的作用下为齿轮捏合处以及所有的轴承提供润滑油，当温度过高时，可以通过冷却系统25对润滑油降温，确保润滑油的润滑效果。

Claims (6)

1、一种上风向型风力发电机增速齿轮箱，包括箱体和行星轮系，其特征在于：箱体包括前箱体、中箱体、后箱体和末级箱体，箱体中含有两级行星轮系，其中：
前箱体和中箱体之间设有第一级内齿圈，中箱体和后箱体之间设有第二级内齿圈，前箱体、第一级内齿圈、中箱体、第二级内齿圈、后箱体和末级箱体依次通过螺栓连接；
输入行星架、第一级太阳轮轴、第二级太阳轮轴和输出内花键轴依次套装在同一管轴上，管轴与输入行星架之间以及管轴与输出内花键轴之间均设有轴承；第一级行星轮系安装在前箱体和中箱体之间，第二级行星轮系安装在中箱体和后箱体之间；第一级太阳轮轴的花键轴穿过中箱体与第二级行星架联接，第二级太阳轮轴的花键轴穿过后箱体与输出内花键轴联接，输出内花键轴穿过末级箱体；
输入行星架与前箱体结合处、输出内花键轴与末级箱体结合处均设有密封装置，管轴与输入行星架以及管轴与输出内花键轴之间的轴承外侧均设有密封圈；
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所述的上风向型风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的两级行星轮系中均至少含有三个均匀分布的行星轮。
3、根据权利要求1所述的上风向型风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的密封装置包括挡油环、甩油环和防尘圈。
4、根据权利要求1所述的上风向型风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：在两级行星轮系中，支撑行星架的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或圆锥滚子轴承，支撑行星轮的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或双列圆锥滚子轴承；支撑输出内花键轴的轴承为短圆柱滚子轴承，或满圆柱滚子轴承，或双列圆锥滚子轴承。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的上风向型风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：润滑系统中至少包括一组由润滑油散热器和风扇组成的冷却系统。
6、根据权利要求5所述的上风向型风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：润滑系统中包括两组并列的由润滑油散热器和风扇组成的冷却系统。
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