CN203516612U - 变桨距用针摆行星减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的变桨距用针摆行星减速器，涉及一种变桨距用针轮摆线轮行星传动。包括电机支架、第Ⅰ级传动机构、第Ⅱ级传动机构；其特征在于所述的电机支架通过螺栓装于第Ⅰ级传动机构的法兰盖上，电机安装在电机支架上，电机轴通过键连接与输入轴相联；第Ⅰ级传动机构上装有中间轴，中间轴通过轴承H及轴承C装于第Ⅱ级传动机构的联接法兰及输出轴上；第Ⅰ级传动机构的第Ⅰ级针齿壳的圆周上设计有注油外螺纹口，注油外螺纹口上装有封口管螺母、外螺纹直通管接头及直角管接头；联接法兰上通过双头螺栓装有吊环；本实用新型通过双头螺栓固定在风机的轮毂上并随风机轮毂一同旋转。

Description

变桨距用针摆行星减速器

技术领域

本实用新型所述的变桨距用针摆行星减速器，涉及一种变桨距用针轮摆线轮行星传动。

背景技术

风能作为地球上最佳的绿色能源，对保护环境和生态平衡，改善能源结构具有重要的意义。伴随着我国风电能源产业的蓬勃发展，风机类型也逐步完善，风机最大功率可达到5MW。作为大功率风力发电系统的关键部件之一，变桨距驱动器能够适时调节安装在风机轮毂上的叶片的桨距角，从而吸收接近额定功率的能量，同时又能有效减少风速大幅度急剧变化时对风电机的强力冲击。因此，该驱动器的承载能力、机械性能、疲劳寿命以及工作可靠性是影响风力发电机正常工作的一个极为重要的因素，目前国际上大型风电机组的变桨距机构主要采用两种实施方案：机械电动变桨与液压变桨。其中机械电动变桨驱动器采用的减速器主要为多级渐开线齿轮行星减速器，其中机械电动变桨驱动器采用的减速器主要有两种形式：一为多级渐开线齿轮行星减速器，另一种为我国尚未采用的在理论上可靠性和使用寿命更高的二级摆线针轮行星减速器，该减速器相当于日本住友摆线针轮行星传动6000系列的变型。虽然理论上具有传动比范围大，硬齿面多齿啮合承载能力大，摆线轮齿与针齿啮合过程的摩擦为滚动摩擦因而传动效率高，传动平稳且使用寿命长等一些列优于渐开线齿轮传动的优点，但要真正在无维修寿命超过20年的变桨距驱动装置中极为可靠的实现和发展这一系列优点，还必须从齿形和参数优化设计、制造精度、动力学性能等方面做出更深入的研究，并最后以新样机的承载能力和可靠性试验来验证其性能达到或超过日本6000系列水平。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的变桨距用针摆行星减速器，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新型的变桨距用针摆行星减速器。用以解决现有技术中存在的：无法真正在无维修寿命超过20年的变桨距驱动装置中极为可靠的实现和发展以下优点1、传动比范围大；2、承载能力大；3、传动效率高；4传动平稳且使用寿命长等。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

本实用新型所述的变桨距用针摆行星减速器，包括电机支架、第Ⅰ级传动机构、第Ⅱ级传动机构；其特征在于所述的电机支架通过螺栓装于第Ⅰ级传动机构的法兰盖上，电机安装在电机支架上，电机轴通过键连接与输入轴相联；第Ⅰ级传动机构上装有中间轴，中间轴通过轴承H及轴承C装于第Ⅱ级传动机构的联接法兰及输出轴上；第Ⅰ级传动机构的第Ⅰ级针齿壳的圆周上设计有注油外螺纹口，注油外螺纹口上装有封口管螺母、外螺纹直通管接头及直角管接头；联接法兰上通过双头螺栓装有吊环；本发明通过双头螺栓固定在风机的轮毂上并随风机轮毂一同旋转。

本实用新型所述的第Ⅰ级传动机构包括：联接法兰、中间轴、第Ⅰ级针齿壳、第Ⅰ级针齿套、第Ⅰ级针齿销、第Ⅰ级间隔环、第Ⅰ级柱销套、第Ⅰ级柱销、法兰盖、输入轴、平头内六角螺丝、弹簧垫圈、夹紧套、输入端骨架油封、轴承E、平键A、第Ⅰ级右摆线轮、第Ⅰ级左摆线轮、轴承F、轴承G、；电机轴与输入轴相联，并由夹紧套夹紧；夹紧套由平头内六角螺丝和弹簧垫圈实现紧固；输入轴与法兰盖的接触面之间设有两个输入端骨架油封；输入轴通过轴承E与轴承G与法兰盖及中间轴上；轴承F通过平键A装于输入轴上；第Ⅰ级右摆线轮与第Ⅰ级左摆线轮分别由轴承F支撑，并由第Ⅰ级间隔环隔开；在第Ⅰ级右摆线轮与第Ⅰ级左摆线轮的外部装有第Ⅰ级柱销及第Ⅰ级柱销套，第Ⅰ级柱销及第Ⅰ级柱销套均匀布置安装在中间轴的右端面上；法兰盖与第Ⅰ级针齿壳通过螺栓相连接；在第Ⅰ级针齿壳的内圈上均匀支撑安装有第Ⅰ级针齿销和第Ⅰ级针齿套；第Ⅰ级针齿壳与联接法兰通过螺栓连接。

本实用新型所述的第Ⅱ级转动机构包括输出轴、轴承A、端盖Ⅰ、端盖Ⅱ、隔套、轴承B、轴承C、第Ⅱ级柱销、第Ⅱ级偏心套、轴承D、第Ⅱ级左摆线轮、第Ⅱ级间隔环、第Ⅱ级右摆线轮、第Ⅱ级柱销套、轴承H、第Ⅱ级针齿销、第Ⅱ级针齿壳、第Ⅱ级针齿套、平键B、输出端骨架油封及输出轴紧固环；轴承H与轴承C装于中间轴上，轴承H的外圈安装在联接法兰上，联接法兰通过螺栓与第Ⅱ级针齿壳相连接；第Ⅱ级偏心套通过平键B联接安装于中间轴上，轴承D安装在第Ⅱ级偏心套上，偏心套与轴承D组成第Ⅱ级偏心轴承；第Ⅱ级右摆线轮和第Ⅱ级左摆线轮分别由轴承D支撑，并由第Ⅱ级间隔环隔开；在第Ⅱ级右摆线轮和第Ⅱ级左摆线轮的外部装有第Ⅱ级柱销和第Ⅱ级柱销套，第Ⅱ级柱销和第Ⅱ级柱销套均匀布置安装在输出轴右端面上；第Ⅱ级针齿销和第Ⅱ级针齿套均匀支撑安装在第Ⅱ级针齿壳内圈上；第Ⅱ级针齿壳与端盖Ⅱ通过螺栓连接；轴承C的外圈安装在输出轴上，输出轴由轴承A与轴承B支撑，他们的外圈均安装在端盖Ⅱ上，内圈由隔套确定轴向位置，输出轴左端由输出轴紧固环固定，端盖Ⅰ与输出轴紧固环接触的面上装有两个输出端骨架油封；端盖Ⅰ通过螺栓与端盖Ⅱ相连接。

本实用新型所述的端盖Ⅱ的圆周上开有通气孔，通气孔中安装螺塞。

本实用新型的工作原理：

当电动机带动输入轴转动时，通过第Ⅰ级偏心轴承使第Ⅰ级两片相位差为180°的左、右摆线轮作行星运动，当输入轴顺时针回转时，第Ⅰ级两片左、右摆线轮的中心线也绕着输入轴轴线作作顺时针的公转，同时由于左、右摆线轮的轮齿受第Ⅰ级针齿壳上安装的第Ⅰ级针齿销的约束，必然会产生逆时针的自转，通过第Ⅰ级柱销套与第Ⅰ级柱销将运动传递给中间轴，使得中间轴逆时针回转。中间轴作为第Ⅰ级减速系统的输出轴，同时也成为第Ⅱ级减速系统的输入轴，当中间轴逆时针回转时，通过采用平键B联接安装在中间轴上的第Ⅱ级偏心轴承（第Ⅱ级偏心套+轴承D）带动第Ⅱ级的两片相位差为180°的左、右摆线轮作行星运动。与第Ⅰ级左、右摆线轮运动性质相同，第Ⅱ级左、右摆线轮即绕着中间轴轴线逆时针公转，同时也顺时针自转。通过第Ⅱ级柱销套以及第Ⅱ级柱销，第Ⅱ级摆线轮将运动传递给输出轴，使得输出轴顺时针回转。

本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在：

第一，本实用新型传动比大，单级传动比i=9～87；

第二，本实用新型传动效率高，单级传动效率η=0.9～0.95；

第三，本实用新型第Ⅰ级摆线轮与第Ⅱ级摆线轮均采用“二齿差”摆线轮齿形，保证针轮和摆线轮啮合间隙，用来补偿制造误差和装配误差，而且有利于润滑油进入间隙，使针轮和摆线轮啮合过程中润滑良好；

第四，本实用新型与相同传动比的渐开线行星齿轮传动减速器相比，本实用新型减速器整机的体积更小、重量更轻、可靠性更高。

本实用新型具有结构新颖、使用寿命长、可靠性好等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。

附图说明

本实用新型共有1幅附图,其中：

附图1本实用新型结构示意图。

在图中：1、输出轴2、轴承A3、端盖Ⅰ4、端盖Ⅱ5、隔套6、轴承B7、轴承C8、第Ⅱ级柱销9、第Ⅱ级偏心套10、轴承D11、第Ⅱ级左摆线轮12、第Ⅱ级间隔环13、第Ⅱ级右摆线轮14、第Ⅱ级柱销套15、联接法兰16、中间轴17、第Ⅰ级针齿壳18、第Ⅰ级针齿套19、封口管螺母20、外螺纹直通管接头21、直角管接头22、第Ⅰ级针齿销23、第Ⅰ级间隔环24、第Ⅰ级柱销套25、第Ⅰ级柱销26、法兰盖27、电机支架28、输入轴29、平头内六角螺丝30、弹簧垫圈31、夹紧套32、输入端骨架油封33、轴承E34、平键A35、第Ⅰ级右摆线轮36、第Ⅰ级左摆线轮37、轴承F38、轴承G39、吊环40、双头螺栓41、轴承H42、第Ⅱ级针齿销43、第Ⅱ级针齿壳44、第Ⅱ级针齿套45、平键B46、螺塞47、输出端骨架油封48、输出轴紧固环。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如附图所示，包括电机支架27、第Ⅰ级传动机构、第Ⅱ级传动机构；其特征在于所述的电机支架27通过螺栓装于第Ⅰ级传动机构的法兰盖26上，电机安装在电机支架27上，电机轴通过键连接与输入轴28相联；第Ⅰ级传动机构上装有中间轴16，中间轴16通过轴承H41及轴承C7装于第Ⅱ级传动机构的联接法兰15及输出轴1上；第Ⅰ级传动机构的第Ⅰ级针齿壳17的圆周上设计有注油外螺纹口，注油外螺纹口上装有封口管螺母19、外螺纹直通管接头20及直角管接头21；联接法兰15上通过双头螺栓40装有吊环39；本发明通过双头螺栓40固定在风机的轮毂上并随风机轮毂Ⅰ同旋转。

第Ⅰ级传动机构包括：联接法兰15、中间轴16、第Ⅰ级针齿壳17、第Ⅰ级针齿套18、第Ⅰ级针齿销22、第Ⅰ级间隔环23、第Ⅰ级柱销套24、第Ⅰ级柱销25、法兰盖26、输入轴28、平头内六角螺丝29、弹簧垫圈30、夹紧套31、输入端骨架油封32、轴承E33、平键A34、第Ⅰ级右摆线轮35、第Ⅰ级左摆线轮36、轴承F37、轴承G38；电机轴与输入轴28相联，并由夹紧套31夹紧；夹紧套31由平头内六角螺丝29和弹簧垫圈30实现紧固；输入轴28与法兰盖26的接触面之间设有两个输入端骨架油封32；输入轴28通过轴承E33与轴承G38与法兰盖26及中间轴16上；轴承F37通过平键A34装于输入轴28上；第Ⅰ级右摆线轮35与第Ⅰ级左摆线轮36分别由轴承F37支撑，并由第Ⅰ级间隔环23隔开；在第Ⅰ级右摆线轮35与第Ⅰ级左摆线轮36的外部装有第Ⅰ级柱销25及第Ⅰ级柱销套24，第Ⅰ级柱销25及第Ⅰ级柱销套24均匀布置安装在中间轴16的右端面上；法兰盖26与第Ⅰ级针齿壳17通过螺栓相连接；在第Ⅰ级针齿壳17的内圈上均匀支撑安装有第Ⅰ级针齿销22和第Ⅰ级针齿套18；第Ⅰ级针齿壳17与联接法兰15通过螺栓连接。

第Ⅱ级转动机构包括输出轴1、轴承A2、端盖Ⅰ3、端盖Ⅱ4、隔套5、轴承B6、轴承C7、第Ⅱ级柱销8、第Ⅱ级偏心套9、轴承D10、第Ⅱ级左摆线轮11、第Ⅱ级间隔环12、第Ⅱ级右摆线轮13、第Ⅱ级柱销套14、轴承H41、第Ⅱ级针齿销42、第Ⅱ级针齿壳43、第Ⅱ级针齿套44、平键B45、输出端骨架油封47及输出轴紧固环48；轴承H41与轴承C7装于中间轴16上，轴承H41的外圈安装在联接法兰15上，联接法兰15通过螺栓与第Ⅱ级针齿壳43相连接；第Ⅱ级偏心套9通过平键B45联接安装于中间轴16上，轴承D10安装在第Ⅱ级偏心套9上，偏心套9与轴承D10组成第Ⅱ级偏心轴承；第Ⅱ级右摆线轮13和第Ⅱ级左摆线轮11分别由轴承D10支撑，并由第Ⅱ级间隔环12隔开；在第Ⅱ级右摆线轮13和第Ⅱ级左摆线轮11的外部装有第Ⅱ级柱销8和第Ⅱ级柱销套14，第Ⅱ级柱销8和第Ⅱ级柱销套14均匀布置安装在输出轴右端面上；第Ⅱ级针齿销42和第Ⅱ级针齿套44均匀支撑安装在第Ⅱ级针齿壳43内圈上；第Ⅱ级针齿壳43与端盖Ⅱ4通过螺栓连接；轴承C7的外圈安装在输出轴1上，输出轴1由轴承A2与轴承B6支撑，他们的外圈均安装在端盖Ⅱ4上，内圈由隔套5确定轴向位置，输出轴1左端由输出轴紧固环48固定，端盖Ⅰ3与输出轴紧固环48接触的面上装有两个输出端骨架油封47；端盖Ⅰ3通过螺栓与端盖Ⅱ4相连接。

端盖Ⅱ4的圆周上开有通气孔，通气孔中安装螺塞46。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其本实用新型的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变桨距用针摆行星减速器，包括电机支架（27）、第Ⅰ级传动机构、第Ⅱ级传动机构；其特征在于所述的电机支架（27）通过螺栓装于第Ⅰ级传动机构的法兰盖（26）上，电机安装在电机支架（27）上，电机轴通过键连接与输入轴（28）相联；第Ⅰ级传动机构上装有中间轴（16），中间轴（16）通过轴承H（41）及轴承C（7）装于第Ⅱ级传动机构的联接法兰（15）及输出轴（1）上；第Ⅰ级传动机构的第Ⅰ级针齿壳（17）的圆周上设计有注油外螺纹口，注油外螺纹口上装有封口管螺母（19）、外螺纹直通管接头（20）及直角管接头（21）；联接法兰（15）上通过双头螺栓（40）装有吊环（39）；本发明通过双头螺栓（40）固定在风机的轮毂上并随风机轮毂一同旋转。

2.根据权利要求1所述的变桨距用针摆行星减速器，其特征在于所述的第Ⅰ级传动机构包括：联接法兰（15）、中间轴（16）、第Ⅰ级针齿壳（17）、第Ⅰ级针齿套（18）、第Ⅰ级针齿销（22）、第Ⅰ级间隔环（23）、第Ⅰ级柱销套（24）、第Ⅰ级柱销（25）、法兰盖（26）、输入轴（28）、平头内六角螺丝（29）、弹簧垫圈（30）、夹紧套（31）、输入端骨架油封（32）、轴承E（33）、平键A（34）、第Ⅰ级右摆线轮（35）、第Ⅰ级左摆线轮（36）、轴承F（37）、轴承G（38）、；电机轴与输入轴（28）相联，并由夹紧套（31）夹紧；夹紧套（31）由平头内六角螺丝（29）和弹簧垫圈（30）实现紧固；输入轴（28）与法兰盖（26）的接触面之间设有两个输入端骨架油封（32）；输入轴（28）通过轴承E（33）与轴承G（38）装在法兰盖（26）及中间轴（16）上；轴承F（37）通过平键A（34）装于输入轴（28）上；第Ⅰ级右摆线轮（35）与第Ⅰ级左摆线轮（36）分别由轴承F（37）支撑，并由第Ⅰ级间隔环（23）隔开；在第Ⅰ级右摆线轮（35）与第Ⅰ级左摆线轮（36）的外部装有第Ⅰ级柱销（25）及第Ⅰ级柱销套（24），第Ⅰ级柱销（25）及第Ⅰ级柱销套（24）均匀布置安装在中间轴（16）的右端面上；法兰盖（26）与第Ⅰ级针齿壳（17）通过螺栓相连接；在第Ⅰ级针齿壳（17）的内圈上均匀支撑安装有第Ⅰ级针齿销（22）和第Ⅰ级针齿套（18）；第Ⅰ级针齿壳（17）与联接法兰（15）通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的变桨距用针摆行星减速器，其特征在于所述的第Ⅱ级转动机构包括输出轴（1）、轴承A（2）、端盖Ⅰ（3）、端盖Ⅱ（4）、隔套（5）、轴承B（6）、轴承C（7）、第Ⅱ级柱销（8）、第Ⅱ级偏心套（9）、轴承D（10）、第Ⅱ级左摆线轮（11）、第Ⅱ级间隔环（12）、第Ⅱ级右摆线轮（13）、第Ⅱ级柱销套（14）、轴承H（41）、第Ⅱ级针齿销（42）、第Ⅱ级针齿壳（43）、第Ⅱ级针齿套（44）、平键B（45）、输出端骨架油封（47）及输出轴紧固环（48）；轴承H（41）与轴承C（7）装于中间轴（16）上，轴承H（41）的外圈安装在联接法兰（15）上，联接法兰（15）通过螺栓与第Ⅱ级针齿壳（43）相连接；第Ⅱ级偏心套（9）通过平键B（45）联接安装于中间轴（16）上，轴承D（10）安装在第Ⅱ级偏心套（9）上，偏心套（9）与轴承D（10）组成第Ⅱ级偏心轴承；第Ⅱ级右摆线轮（13）和第Ⅱ级左摆线轮（11）分别由轴承D（10）支撑，并由第Ⅱ级间隔环（12）隔开；在第Ⅱ级右摆线轮（13）和第Ⅱ级左摆线轮（11）的外部装有第Ⅱ级柱销（8）和第Ⅱ级柱销套（14），第Ⅱ级柱销（8）和第Ⅱ级柱销套（14）均匀布置安装在输出轴右端面上；第Ⅱ级针齿销（42）和第Ⅱ级针齿套（44）均匀支撑安装在第Ⅱ级针齿壳（43）内圈上；第Ⅱ级针齿壳（43）与端盖Ⅱ（4）通过螺栓连接；轴承C（7）的外圈安装在输出轴（1）上，输出轴（1）由轴承A（2）与轴承B（6）支撑，他们的外圈均安装在端盖Ⅱ（4）上，内圈由隔套（5）确定轴向位置，输出轴（1）左端由输出轴紧固环（48）固定，端盖Ⅰ（3）与输出轴紧固环（48）接触的面上装有两个输出端骨架油封（47）；端盖Ⅰ（3）通过螺栓与端盖Ⅱ（4）相连接。

4.根据权利要求3所述的变桨距用针摆行星减速器，其特征在于所述的端盖Ⅱ（4）的圆周上开有通气孔，通气孔中安装螺塞（46）。