CN202182159U - 用于风力发电设备的行星齿轮变速器 - Google Patents

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Abstract

用于风力发电设备的行星齿轮变速器除了中心轮、空心轮和行星支架之外还包括多个用于支承行星齿轮的径向滑动轴承,在行星支架中支承多个行星齿轮。所述径向滑动轴承分别包括由滑动轴承材料制成的套,该套或者作为内环固定在行星齿轮轴上,或者作为外环装配在行星齿轮的孔里面。在此从属的轴承外环或轴承内环或者通过行星齿轮的孔形成或者通过行星齿轮轴形成。此外设有多个用于支承行星齿轮的轴向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的第一轴承部件。所述滑动轴承材料在行星支架侧板与行星齿轮端面之间的接触面上或者涂覆在行星支架侧板上或者涂覆在行星齿轮的端面上。从属的第二轴承部件或者通过行星的端面形成或者通过行星支架侧板形成。

Description

用于风力发电设备的行星齿轮变速器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及用于风力发电设备的行星齿轮变速器。 背景技术
[0002] 目前用于风力发电设备的变速器主要配备滚动轴承。目前极少使用滑动轴承。其原因在于经常出现的不稳定的运行条件和在滑动轴承同时的极端负荷时暂时极低的滑动速度。通常的滑动轴承主要在高转速至极高转速的应用条件下使用。因此通常对于风力变速器中的轴承位置几乎只使用滚动轴承。由JP 2006 170413 Al和CN 101581284 A已知, 滑动轴承也用于支承用于风力发电设备的变速器中的行星齿轮。
[0003] 已知的滑动轴承材料例如是具有合金组分和青铜合金的白金属。滑动轴承一般在工业应用中在运行点配有约15-20 μ m的润滑间隙。对于白金属由轴承制造商给出约5MPa 作为许用的中等动态压力。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是,实现用于风力发电设备的行星齿轮变速器,其行星齿轮支承可以成本有利地制成并且具有非常高的使用寿命。
[0005] 这个目的按照本实用新型通过一种用于风力发电设备的行星齿轮变速器得以实现。所述行星齿轮变速器具有
[0006]-至少一个中心轮、空心轮和行星支架,在该行星支架中支承多个行星齿轮,
[0007]-多个用于支承行星齿轮的径向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的套,该套或者作为内环固定在行星齿轮轴上,或者作为外环装配在行星齿轮的孔里面,其中从属的轴承外环或轴承内环或者通过行星齿轮的孔形成或者通过行星齿轮轴形成,
[0008]-多个用于支承行星齿轮的轴向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的第一轴承部件,该滑动轴承材料在行星支架侧板与行星齿轮端面之间的接触面上或者施加在行星支架侧板上或者施加在行星齿轮的端面上,其中从属的第二轴承部件或者通过行星的端面形成或者通过行星支架侧板形成。本实用新型还给出有利的改进方案。
[0009] 按照本实用新型的用于风力发电设备的行星齿轮变速器除了至少一个中心轮、空心轮和行星支架之外还包括多个用于支承行星齿轮的径向滑动轴承,在行星支架中支承多个行星齿轮。所述径向滑动轴承分别包括由滑动轴承材料制成的套,该套或者作为内环固定在行星齿轮轴上,或者作为外环装配在行星齿轮的孔里面。在此,从属的轴承外环或轴承内环或者通过行星齿轮的孔形成或者通过行星齿轮轴形成。此外设有多个用于支承行星齿轮的轴向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的第一轴承部件。所述滑动轴承材料在行星支架侧板(Planetentraegerwangen)与行星齿轮端面之间的接触面上或者施加在行星支架侧板上或者施加在行星齿轮的端面上。从属的第二轴承部件或者通过行星的端面形成或者通过行星支架侧板形成。通过这种方式成本有利地不仅加工用于风力发电设备变速器的行星齿轮的轴向滑动轴承而且加工其径向滑动轴承并且在足够的润滑时提供几乎无限的使用寿命,
[0010] 按照本实用新型的一种优选实施方式,在行星齿轮轴里面分别设有两个从与行星齿轮轴平行的油分布通道段开始的、径向延伸的孔,其中所述套分别具有两个润滑剂收集装置,并且其中所述套在两个润滑剂收集装置之间分别具有环绕的润滑剂供给槽;
[0011] 按照本实用新型的一种优选实施方式,为了浸入润滑轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承,在行星齿轮轴里面分别设有孔,所述孔形成能通过各行星齿轮轴浸入到油槽里填充的储油器;
[0012] 按照本实用新型的一种优选实施方式,所述套分别材料配合地与各行星齿轮轴或各行星齿轮连接并且通过以滑动轴承材料覆层各行星齿轮轴或各行星齿轮形成;
[0013] 按照本实用新型的一种优选实施方式,对于轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承使用无铅合金作为滑动轴承材料;
[0014] 按照本实用新型的一种优选实施方式,通过油润滑齿部和/或轴承,该油具有至少320的粘度;
[0015] 按照本实用新型的一种优选实施方式,通过油润滑齿部和/或轴承,该油配有附加-压力添加剂;
[0016] 按照本实用新型的一种优选实施方式,对于轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承使用具有锌含量在6%至40%之间的铜锌合金作为滑动轴承材料;
[0017] 按照本实用新型的一种优选实施方式,对于轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承使用锡含量在6%至40%之间的铝锡合金作为滑动轴承材料;
[0018] 按照本实用新型的一种优选实施方式,所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承在最上面的覆层面中具有合成的或电镀的磨合层;
[0019] 按照本实用新型的一种优选实施方式,所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承具有由相邻部件的变形推导出来的对其几何形状的修正;
[0020] 按照本实用新型的一种优选实施方式,所述轴向滑动轴承具有通过其轮廓变化的斜屋顶形或旋转对称的修正确定的几何形状。
[0021] 为了加压润滑轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承最好设有油分布环,该油分布环径向包围中心轮轴并且具有到变速器外壳中的油供给通道的连接。在行星支架中构成至少一个油分布通道,该至少一个油分布通道与油分布环连接并且终结在用于行星齿轮轴承的润滑位置。此外为了浸入润滑轴向滑动轴承或径向滑动轴承,分别在行星齿轮轴中设有孔, 它形成可在各行星齿轮轴浸入到油槽里面时填充的储油器。
[0022] 按照本实用新型的优选结构方案,在行星齿轮轴里面分别设有两个从储油器引出的、径向延伸的孔,所述孔终结在套上。此外所述套在从储油器引出的孔所终结的部位中分别具有两个润滑剂收集装置,它们例如通过套上的缺口形成。在两个润滑剂收集装置之间所述套分别具有环绕的润滑剂供给槽。通过这种方式可以实现特别有效的径向滑动轴承的润滑。
附图说明
[0023] 下面借助于附图中的实施例详细解释本实用新型。附图中:
[0024] 图1示意示出行星齿轮变速器,[0025] 图2示出对应于第一实施变形方案的具有行星齿轮的行星支架的纵向截面,
[0026] 图3示出按照图2的用于行星齿轮的径向滑动轴承的套,
[0027] 图4示出按照图2的行星支架的横截面,
[0028] 图5以侧视图示出用于按照图2的行星齿轮轴向滑动轴承的轴承部件,
[0029] 图6以俯视图示出按照图5的轴承部件,
[0030] 图7以侧视图示出用于按照图2的行星齿轮的轴向滑动轴承的可替代的轴承部件,
[0031] 图8以俯视图示出按照图7的轴承部件,
[0032] 图9图示出对应于第二实施变型方案的具有行星齿轮的行星支架的纵向截面。 具体实施方式
[0033] 对应于按照图1的示意图行星齿轮变速器包括至少一个与第一变速器轴1连接的中心轮3、空心轮6和行星支架4,在其中支承多个行星齿轮5并且行星支架与第二变速器轴7连接。所述空心轮6可以组合在一体或多体的变速器外壳9里面,该变速器外壳也具有用于第一和第二变速器轴1,7的轴承2,8的轴承座。该轴承座例如可以组合到外壳盖里面。
[0034] 在图2中以纵向截面图示出用于行星齿轮变速器的具有行星齿轮5的行星支架4。 为了支承行星齿轮5设有多个径向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的套108。 对应于第一实施变型方案所述套108作为内环固定在行星齿轮轴104上。所属的轴承外环通过由啮合材料制成的行星齿轮5的孔构成。
[0035] 所述套108可以传力配合、形状配合或材料配合地与行星齿轮轴104连接。如果所述套108材料配合地与行星齿轮轴104连接,它最好以滑动轴承材料对行星齿轮轴104覆层来构成。在传力配合的连接中可以通过一个或多个固定销115实现套108的附加固定。
[0036] 所述行星齿轮轴104传力配合或形状配合地通过行星支架侧板106固定并且通过未明确示出的任意的固定部件防止旋转。所述行星齿轮5通过两个轴向滑动轴承105轴向导引。两个轴向滑动轴承105有选择地传力配合或形状配合地与行星支架侧板106连接。 通过行星齿轮5的端面相应地构成对应移动面。因此用于支承行星齿轮5的轴向滑动轴承分别包括由滑动轴承材料制成的第一轴承部件,它在行星支架侧板106与行星齿轮5的端面之间的接触面上或者应用在行星之间环106上或者应用在行星齿轮5的端面上。相应地使从属的第二轴承部件或者通过行星齿轮5的端面构成或者通过行星支架侧板106构成。
[0037] 为了加压润滑轴向滑动轴承和径向滑动轴承设有油分布环102,它径向包围中心轮轴。所述油分布环102具有到变速器外壳中的油供给通道的连接或者到固定在变速器外壳上的空间固定的定子101的连接。在本实施例中所述油分布环102径向设置在定子 101与行星支架4的环形凸起103之间。此外,在行星支架104里面设有多个油分布通道段 110,112,114,它们一方面具有到油分布环102的连接,另一方面具有到用于行星齿轮轴承的润滑位置的连接。第一油分布通道段114在行星支架侧板106里面延伸并且过渡到第二油分布通道段112,该第二油分布通道段平行于行星齿轮轴104延伸。在第二油分布通道段 112与套108之间延伸两个另外的油分布通道段110。在此,两个另外的油分布通道段110 透穿行星齿轮轴104和套108。这一点也由图3中的套108的透视图中看出。所述套108
6在至少两个部位中分别具有润滑剂收集装置111,另外的油分布通道段110终结在这两个部位。所述润滑剂收集装置111通过套108上的缺口构成。在两个润滑剂收集装置111之间所述套108具有环绕的润滑剂供给槽107。
[0038] 在行星齿轮5的端面上为了确保有足够的润滑膜在各径向滑动轴承里面设有堵塞棱117。所述堵塞棱117可以在孔部位中成形在行星齿轮5上或者在圆周方向上成形在行星齿轮轴104上。
[0039] 为了浸入润滑轴向滑动轴承和径向滑动轴承,在行星齿轮轴104中设有孔113,它形成可通过将行星齿轮轴104浸入油槽而填充的储油器。尤其如图4所示,所述行星齿轮轴104具有至少一个从储油器引出的、径向延伸的孔116,该孔终结在套108上。在这个部位在套108上还设有润滑剂收集袋,它对应于在图3中所示的润滑剂收集装置111并且通过套108上的缺口构成。为了使用于浸入润滑的油在行星齿轮轴104从油槽中出来后保持在储油器里面,在行星支架4上或在行星齿轮轴104上设有堵塞棱109或堵塞板。通过堵塞棱109使用于储油器的孔113的直径局部地减小。
[0040] 总之,所述滑动轴承的润滑可以通过3种下述的方式实现。
[0041] 1.用于变速器负荷运行的加压润滑。所述滑动轴承通过来自行星齿轮轴104的压力油供给。在此在轴承负荷区的最大值前面约90°实现压力油供给。
[0042] 2.用于变速器无负荷运行的浸入润滑。所述滑动轴承通过行星齿轮轴104中的储油器供油。该储油器通过使行星齿轮轴104浸入到油槽里面以油填充并且继续导引这个油到滑动轴承上。在轴承的负荷区的最大值前面约110°实现油供给。通过液压地连接压力润滑和浸入润滑保证油流出。
[0043] 3.用于变速器无负荷运行的油储存。所述径向滑动轴承在行星齿轮5的端面上配备油堵塞棱,由此总是在径向滑动轴承里面保留规定的油位。由此在无负荷状态保证径向滑动轴承的润滑。
[0044] 对应于图5至8分别以轮廓曲线和俯视图示出的轴向滑动轴承105,105’具有通过其轮廓曲线的斜屋顶形或旋转对称的修正确定的几何形状。通过这种方式使轴向滑动轴承105,105’适配于在风力发电设备运行中产生的行星、行星轴或行星支架的变形。
[0045] 对应于在图9中所示的第二实施变型方案所述套208或轴套作为径向滑动轴承的外环装配在行星齿轮5的孔里面。相应地使从属的轴承内环通过行星齿轮轴204构成。所述套208可以传力配合、形状配合或材料配合地与行星齿轮5连接。如果所述套208材料配合地与行星齿轮5连接,它最好通过以滑动轴承材料覆层的行星齿轮5构成。此外所述套208可以一体或多体地构成。
[0046] 所述套208具有对准行星支架侧板206的端面,它们作为轴向滑动轴承的第一轴承部件。两个端面分别相对于导向盘205运动,导向盘作为第二轴承部件传力配合或形状配合地与行星支架侧板206连接。第二轴承部件原则上也可以通过两个行星支架侧板206 本身构成。所述行星齿轮轴204传力配合或形状配合地通过行星支架侧板206固定并且通过未明确示出的任意的固定部件防止旋转。
[0047] 如同在第一实施变型方案中那样为了加压润滑轴向滑动轴承和径向滑动轴承设有油分布环202。所述油分布环202具有到空间固定的定子201的连接并且径向设置在定子102与行星支架4的环形凸起203之间。此外在行星支架4里面设有多个油分布通道段210,212,214,它们一方面具有到油分布环202的连接,另一方面具有到行星齿轮轴承润滑位置的连接。
[0048] 所述套208在至少两个部位中分别具有润滑剂收集装置211,所述油分布通道段 210终止在所述至少两个部位中。所述润滑剂收集装置211通过行星齿轮轴204上或套208 上的缺口构成。所述套208在本实施例中两体地构成并且包括两个套段。在两个套段211 之间构成环绕的润滑剂供给槽207。
[0049] 为了使用于浸入润滑的油在行星齿轮轴204从油槽中排出后保持在通过行星齿轮轴204中的孔213构成的储油器里面,在行星支架4上并且在孔213上设有堵塞棱 209,215。如同在第一实施变型方案中那样所述行星齿轮轴204具有至少一个从储油器引出的、径向延伸的孔216,所述孔终结在套208上。
[0050] 所述径向滑动轴承可以由一体或多体的圆柱轴承或者由柠檬型轴承 (Zitronenlager)构成。对于轴向滑动轴承能够实施为一体或多体的限制盘 (Spurscheibe )、用于旋转方向的一体或多体的楔面轴承、用于两个旋转方向的一体或多体的楔面轴承、用于一个或两个旋转方向的可倾瓦块轴承或者由具有圆滑靴的轴向轴承的结构。
[0051] 对于轴向滑动轴承和径向滑动轴承优选使用无铅合金作为滑动轴承材料。通过油润滑齿部以及轴承,该油优选具有至少320的粘度并且对应于优选的实施方式配有附加-压力添加剂。
[0052] 作为轴向滑动轴承和径向滑动轴承的滑动轴承材料可以使用具有锌含量在6%至 40%之间的的铜锌合金。作为其它合金元素配有々1,附^11,31和/或!^。替代的,对于轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承可以使用具有锡含量在4%至1¾之间的铜锡合金作为滑动轴承材料。作为其它合金元素可以是Ni和/或Si。替代铜锌合金或铜锡合金,轴向滑动轴承和径向滑动轴承的滑动轴承材料也可以使用具有锡含量在6%至40%之间的铝锡合
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[0053] 如果所述滑动轴承材料分别轧制包覆在钢支承体上,则得到成本有利的滑动轴承。附加地或备选地可以使所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承具有PVD覆层。在最上面的覆层面中所述轴向滑动轴承和径向滑动轴承还可以具有合成的或电镀的磨合层。
[0054] 本实用新型的使用不局限于在这里所述的实施例。

Claims (20)

1.用于风力发电设备的行星齿轮变速器,具有-至少一个中心轮、空心轮和行星支架,在该行星支架中支承多个行星齿轮,-多个用于支承行星齿轮的径向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的套,该套或者作为内环固定在行星齿轮轴上,或者作为外环装配在行星齿轮的孔里面,其中从属的轴承外环或轴承内环或者通过行星齿轮的孔形成或者通过行星齿轮轴形成,-多个用于支承行星齿轮的轴向滑动轴承,它们分别包括由滑动轴承材料制成的第一轴承部件,该滑动轴承材料在行星支架侧板与行星齿轮端面之间的接触面上或者施加在行星支架侧板上或者施加在行星齿轮的端面上,其中从属的第二轴承部件或者通过行星的端面形成或者通过行星支架侧板形成。
2.如权利要求1所述的行星齿轮变速器,其中为了加压润滑轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承设有油分布环,该油分布环径向包围中心轮轴并且具有到变速器外壳中的油供给通道的连接,并且在行星支架中设有至少一个油分布通道,所述油分布通道与油分布环连接并且终结在用于行星齿轮轴承的润滑位置。
3.如权利要求2所述的行星齿轮变速器,其中在行星齿轮轴里面分别设有两个从与行星齿轮轴平行的油分布通道段开始的、径向延伸的孔,其中所述套分别具有两个润滑剂收集装置,并且其中所述套在两个润滑剂收集装置之间分别具有环绕的润滑剂供给槽。
4.如权利要求1至3中任一项所述的行星齿轮变速器,其中为了浸入润滑轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承,在行星齿轮轴里面分别设有孔,所述孔形成能通过各行星齿轮轴浸入到油槽里填充的储油器。
5.如权利要求4所述的行星齿轮变速器,其中在行星齿轮轴里面分别设有从储油器引出的、径向延伸的孔,所述孔终结在套上。
6.如权利要求5所述的行星齿轮变速器,其中所述套分别在从储油器引出的孔所终结的部位中具有润滑剂收集装置。
7.如权利要求6所述的行星齿轮变速器,其中所述润滑剂收集装置通过套上的缺口形成。
8.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述行星齿轮轴分别在端面上具有局部地减小用于各储油器的孔直径的堵塞棱。
9.如权利要求1所述的行星齿轮变速器,其中在行星齿轮的端面上为了保证有足够的润滑膜在各径向滑动轴承中设有堵塞棱。
10.如权利要求9所述的行星齿轮变速器,其中所述堵塞棱分别在孔部位中成形在行星齿轮上或者在圆周方向上成形在行星齿轮轴上。
11.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述套分别传力配合、形状配合或材料配合地与各行星齿轮轴或各行星齿轮连接。
12.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述套分别材料配合地与各行星齿轮轴或各行星齿轮连接并且通过以滑动轴承材料覆层各行星齿轮轴或各行星齿轮形成。
13.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中对于轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承使用无铅合金作为滑动轴承材料。
14.如权利要求13所述的行星齿轮变速器,其中通过油润滑齿部和/或轴承,该油具有至少320的粘度。
15.如权利要求14所述的行星齿轮变速器,其中通过油润滑齿部和/或轴承,该油配有附加-压力添加剂。
16.如权利要求15所述的行星齿轮变速器,其中所述滑动轴承材料分别轧制包覆在钢支承体上。
17.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承具有PVD覆层。
18.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承在最上面的覆层面中具有合成的或电镀的磨合层。
19.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述轴向滑动轴承和/或径向滑动轴承具有由相邻部件的变形推导出来的对其几何形状的修正。
20.如权利要求3所述的行星齿轮变速器,其中所述轴向滑动轴承具有通过其轮廓变化的斜屋顶形或旋转对称的修正确定的几何形状。
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