CN203098163U

CN203098163U - 一种用于垂直轴风力发电机的增速箱

Info

Publication number: CN203098163U
Application number: CN2013200517748U
Authority: CN
Inventors: 王芳; 王青松; 彭俊松
Original assignee: Hangzhou Advance Gearbox Group Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Advance Gearbox Group Co Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-30

Abstract

一种用于垂直轴风力发电机的增速箱，它主要由输入轴部件、中间轴部件、输出轴部件、箱体部件和润滑部件组成，所述的输入轴部件的输入悬臂齿轮与风机的风轮大齿轮啮合，所述的输入轴部件、中间轴部件以及输出轴部件构成两级平行轴齿轮增速传动；所述的输出轴部件的输出轴通过花键与连接联轴器后与发电机连接；所述箱体部件的箱体通过输出端罩壳与发电机止口定位；所述的两级平行轴齿轮增速传动是：输入轴部件的输入轴上固定有输入齿轮，该输入齿轮与中间轴部件的中间轴上固定的中间小齿轮啮合，同轴的中间大齿轮与输出轴部件的输出轴上固定的输出齿轮啮合；所述的输入轴、中间轴以及输出轴分别通过轴承安置在箱体内；它具有结构简单、紧凑，能很好满足风力发电高可靠性等特点。

Description

一种用于垂直轴风力发电机的增速箱

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于新型风力发电——垂直轴风力发电机的增速箱，属于机械动力传递技术领域

背景技术

大家熟知的风力发电为水平轴风力发电，水平轴风力发电工作时风轮的旋转轴平行于风向；而垂直轴风机工作时风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向。目前该种自主研发的兆瓦级垂直轴风力发电系统为全球首创，是风能利用技术的重大突破。垂直轴风力发电具有低风速启动的一大亮点，设备运行风速范围扩大到2.5～25m/s，在最大限度利用风力资源的同时获得了更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性，因此应用将非常广泛。由于目前直驱电机所需的稀土金属涨价，导致直驱电机成本过高，同时直驱电机体积又过为庞大，故系统改用增速箱增速后小电机发电的传动形式；为配合新研发的垂直轴风力发电机，急需一种专用的垂直轴风力发电机的增速箱。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能满足新型风力发电结构——垂直轴风力发电机需要的专用增速箱。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由输入轴部件、中间轴部件、输出轴部件、箱体部件和润滑部件组成，所述的输入轴部件的输入悬臂齿轮与风机的风轮大齿轮啮合，所述的输入轴部件、中间轴部件以及输出轴部件构成两级平行轴齿轮增速传动；所述的输出轴部件的输出轴通过花键与连接联轴器后与发电机连接；所述箱体部件的箱体通过输出端罩壳与发电机止口定位。

所述的两级平行轴齿轮增速传动是：输入轴部件的输入轴上固定有输入齿轮，该输入齿轮与中间轴部件的中间轴上固定的中间小齿轮啮合，同轴的中间大齿轮与输出轴部件的输出轴上固定的输出齿轮啮合；所述的输入轴、中间轴以及输出轴分别通过轴承安置在箱体内。

所述的箱体下部全部为敞开不密封状态，箱体下方设置有可以让润滑油直接进入的油池；所述输出轴上还固定有油泵主动齿轮，并通过一与油泵主动齿轮啮合的油泵传动齿轮、油泵轴与箱体一外侧上的、对增速箱进行辅助润滑供油的自带机带泵，并至少构成所述润滑部件。

所述的润滑部件还包括一可同时对同层的两台增速箱实现强制润滑的、独立安装的电机泵，并形成双泵润滑系统。

本实用新型能风机系统的安装高度得到有效缩短，在结构上更加紧凑，系统更具有安全性和稳定性；增速箱油池和箱体分开可以降低运转损耗，降低风机系统的启动扭矩。它具有结构简单、紧凑，能很好满足风力发电高可靠性等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型主要由输入轴部件1、中间轴部件2、输出轴部件3、箱体部件和润滑部件组成，所述的输入轴部件1的输入悬臂齿轮7与风机的风轮大齿轮啮合实现动力输入，所述的输入轴部件1、中间轴部件2以及输出轴部件3构成两级平行轴齿轮增速传动；所述的输出轴部件3的输出轴通过花键与连接联轴器后与发电机连接；所述箱体部件的箱体4通过输出端罩壳6与发电机止口定位；发电机直接安装在增速箱上面，全部重量由增速箱承受。

图中所示的两级平行轴齿轮增速传动是：输入轴部件1的输入轴13上固定有输入齿轮9，该输入齿轮9与中间轴部件2的中间轴14上固定的中间小齿轮10啮合，同轴的中间大齿轮11与输出轴部件3的输出轴15上固定的输出齿轮12啮合；所述的输入轴13、中间轴14以及输出轴15分别通过轴承安置在箱体4内。

本实用新型所述的箱体下部全部为敞开不密封状态，箱体下方设置有可以让润滑油直接进入的油池；所述输出轴上还固定有油泵主动齿轮，并通过一与油泵主动齿轮啮合的油泵传动齿轮、油泵轴与箱体一外侧上的、对增速箱进行辅助润滑供油的自带机带泵5，并至少构成所述润滑部件。

实施例：

本实用新型将增速箱的箱体安装在风机的塔柱上，输入端通过悬臂的小齿轮与风机塔柱上的风轮（大齿轮）啮合实现动力输入；增速箱内部为两级平行轴增速；输出端通过花键与联轴器相连，其终端为发电机。发电机安装在增速箱输出大罩壳上，增速箱同时承受发电机的重量。发电系统正常工作时，风机叶片带动风轮大齿轮转动，风轮大齿轮与增速箱悬臂齿轮啮合实现增速箱动力输入，增速箱通过两级增速驱动发电机发电。增速箱通过侧面圆弧形安装面与圆柱形塔柱连接，为竖直安装形式。

本实用新型所述的增速箱箱体下部全部为敞开不密封状态，让润滑油直接进入位于箱体下方的油池，这样使得避免箱体下部轴承浸泡在润滑油中摩擦阻力对发电机的效率影响，降低风机系统的启动扭矩。同时可兼顾润滑风轮等零件。

本实用新型所述的润滑采用双泵润滑，独立安装的电机泵可同时对同层的两台增速箱实现强制润滑；而每台增速箱自带机带泵对增速箱进行辅助润滑供油，双泵供油可最大程度实现机构运转的可靠性。

本实用新型所述的箱体可以选用材料QT350-22AL，能满足风机在-40℃环境温度下增速箱壳体的低温抗冲击性，轴和齿轮也选用风机齿轮箱常用材料，以达到风机30年设计寿命的要求；增速箱安装孔位于箱体侧面，安装在风机的塔柱上，各轴与地面处于垂直状态，每层轮毂上配置两台发电装置，呈对称布置，共两层，即每台1MW风机共有四套发电系统，每台发电机额定输出功率250kW；增速箱本身自带一个机带泵，同时和同一层的另一个增速箱共用一个电机泵，采用双泵供油，优点在于确保增速箱在长期无人状态下，即使其中的某个泵损坏，也仍有另一个泵提供润滑油，保证了工作的可靠性。垂直轴风机具有比水平轴风机更低风速启动的优点，因此所有风机旋转轴部件（包括增速箱）要求有尽可能低的阻力损失及功率损耗。

由于风机的特殊要求，增速箱均采用圆锥轴承支承，输入轴端因有一个悬臂齿轮，输入端轴承受力较大，根据GB/T19073-2008对风机齿轮箱轴承的要求，所有轴承在选型及使用寿命上均符合该标准要求。通过有限元对增速箱（特别是箱体）进行辅助校核设计，根据有限元分析结果，在悬臂齿轮一端箱体加厚筋板，并且尽可能多的加强筋肋；增速箱根据风机系统安装要求，在满足强度要求的情况下，箱体尽可能扁平（轴向尺寸尽可能短），齿轮的内部空间相当紧凑，同时发电机通过罩壳与箱体相连接，都是有利于系统竖直方向空间紧凑、重心降低的安排。

Claims

1.一种用于垂直轴风力发电机的增速箱，它主要由输入轴部件、中间轴部件、输出轴部件、箱体部件和润滑部件组成，其特征在于所述的输入轴部件（1）的输入悬臂齿轮（7）与风机的风轮大齿轮啮合，所述的输入轴部件（1）、中间轴部件（2）以及输出轴部件（3）构成两级平行轴齿轮增速传动；所述的输出轴部件（3）的输出轴通过花键与连接联轴器后与发电机连接；所述箱体部件（4）的箱体通过输出端罩壳（6）与发电机止口定位。

2.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的增速箱，其特征在于所述的两级平行轴齿轮增速传动是：输入轴部件（1）的输入轴（13）上固定有输入齿轮（9），该输入齿轮（9）与中间轴部件（2）的中间轴（14）上固定的中间小齿轮（10）啮合，同轴的中间大齿轮（11）与输出轴部件（3）的输出轴（15）上固定的输出齿轮（12）啮合；所述的输入轴（13）、中间轴（14）以及输出轴（15）分别通过轴承安置在箱体（4）内。

3.根据权利要求1或2所述的用于垂直轴风力发电机的增速箱，其特征在于所述的箱体下部全部为敞开不密封状态，箱体（4）下方设置有可以让润滑油直接进入的油池；所述输出轴上还固定有油泵主动齿轮，并通过一与油泵主动齿轮啮合的油泵传动齿轮、油泵轴与箱体一外侧上的、对增速箱进行辅助润滑供油的自带机带泵（5），并至少构成所述润滑部件。

4.根据权利要求3所述的用于垂直轴风力发电机的增速箱，其特征在于所述的润滑部件还包括一可同时对同层的两台增速箱实现强制润滑的、独立安装的电机泵，并形成双泵润滑系统。