CN205407484U - 一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴包括：A轴，A轴的第一端与电机主轴相连接；B轴，B轴的第一端与齿轮箱相连接；A轴的第二端和B轴第二端相连接；A轴第二端和/或B轴第二端覆盖有绝缘层。本实用新型的A轴的第二端和B轴第二端之间的绝缘层，解决集成式电机与齿轮箱结构中电机侧产生的轴电流通过传动轴对齿轮箱的齿面和轴承造成电腐蚀问题,防止轴电流对集成造成损害，大幅延长集成的寿命，提高集成的可靠性。

Description

一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴

技术领域

本实用新型涉及一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴。

背景技术

现有电机与齿轮箱的连接设计中，为了避免轴电流对齿轮箱中的齿轮和花键表面造成电腐蚀，对轴电流防护的主要形式为：在电机靠齿轮箱一端的转轴上增设接地碳刷，但接地碳刷是消耗件，需要定期更换，并且磨损的碳粉无法收集，会对机舱和机组造成污染。

对于集成式的电机与齿轮箱结构，电机靠齿轮箱一端空间紧凑，无法留出安装接地碳刷的空间，并且集成式的电机与齿轮箱结构一旦装配完成就无法在风力发电机上拆解，更无法维护此处的零部件。因此这种结构的电机与齿轮箱无法克服轴电流对齿轮箱中的齿轮和齿轮轴表面的电腐蚀的问题。因此本领域迫切需要一款使得传动单元空间紧凑、可拆解易维护的一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴。

实用新型内容

本实用新型的实施例旨在克服以上缺陷，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，包括：A轴，A轴的第一端与电机主轴相连接；B轴，B轴的第一端与齿轮箱相连接；A轴的第二端和B轴第二端相连接；A轴第二端和/或B轴第二端覆盖有绝缘层；一方面能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题，延长齿轮箱寿命，绝缘性能好；另一方面结构简单、能显著降低成本、可靠、安全、节能环保，且易于拆解、制造和维护。

为解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴包括：A轴，A轴的第一端与电机主轴相连接；B轴，B轴的第一端与齿轮箱相连接；A轴的第二端和B轴第二端相连接；A轴第二端和/或B轴第二端覆盖有绝缘层。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，A轴与电机主轴之间通过花键联接相连接。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，齿轮箱包括行星轮；B轴与行星轮之间通过齿轮相连接。

根据本实用新型的第四方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，A轴的第二端和B轴第二端通过花键联接、过盈配合或键连接相连接，用于传递扭矩。

根据本实用新型的第五方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层为特氟龙绝缘层。

根据本实用新型的第六方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，在1000V直流电压下，绝缘层的最小绝缘电阻为50MΩ。

根据本实用新型的第七方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层的耐电压强度为：3000V直流电压，1min。

根据本实用新型的第八方面，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层的击穿电压强度为：4000V直流电压。

本实用新型提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，一方面A轴的第二端和B轴第二端之间的绝缘层，有效防止了电机轴承和齿轮箱轴承之间的轴电流，能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题；采用集成式电机有效克服了双馈异步风力发电机的低电压穿越、暂态冲击等以及三级行星增速齿轮箱故障率高的问题，防止轴电流对集成造成损害，大幅延长集成的寿命，提高集成的可靠性；另一方面相比现有传动结构传动效率不高，且工艺复杂，本实用新型结构简单、能显著降低成本、可靠、安全、节能环保，且易于拆解、制造和维护；并且齿轮箱与发电机之间的连接更为紧凑、占用空间小，因而节省了用户机舱、塔筒、地基的建设费用，进而克服了直驱永磁同步发电机的体积庞大，不利于运输安装等缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴的第一结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴的第二结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴的局部放大图。

附图标记说明：

1、A轴2、B轴3、绝缘层

4、电机主轴

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

风能是绿色可再生能源。当今世界各国考虑环境保护，都致力于开发风力资源。我国政府近年来十分重视风力发电机的开发，国内的风力发电设备国产化在不断发展。在国家相关政策的大力支持下，风力发电行业正迅猛发展。

风力发电机市场的主要机型有双馈异步风力发电机、直驱永磁同步发电机。双馈异步风力发电机的传动单元的增速齿轮箱的故障率较高，使用维护复杂、维修成本高。而直驱永磁同步发电机的传动单元体积庞大，不利于安装。

现有电机与齿轮箱的连接设计中，为了避免轴电流对齿轮箱中的齿轮和花键表面造成电腐蚀，对轴电流防护的主要形式为：在电机靠齿轮箱一端的转轴上增设接地碳刷，但接地碳刷是消耗件，需要定期更换，并且磨损的碳粉无法收集，会对机舱和机组造成污染。

对于集成式的电机与齿轮箱结构，电机靠齿轮箱一端空间紧凑，无法留出安装接地碳刷的空间，并且集成一旦装配完成，则无法在风机上拆解，更无法维护此处的零部件，因此这种结构的电机与齿轮箱无法解决轴电流对齿轮箱中的齿轮和花键表面的电腐蚀。

如图3所示，本实用新型的实施例为解决上述问题，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴包括：A轴1，A轴1的第一端与电机主轴4相连接；B轴2，B轴2的第一端与齿轮箱相连接；A轴1的第二端和B轴2第二端相连接；A轴1第二端和/或B轴2第二端覆盖有绝缘层。

在本实施例中，电机与齿轮箱的传动单元为2MW半直驱紧凑传动单元，其中，电机与齿轮箱的传动单元包括A轴1和B轴2。A轴1和B轴2之间为止口配合，且配合处覆盖有绝缘层。

绝缘层采用喷涂工艺，其工艺性能优良，绝缘层不吸潮，无脆性，无绝缘失效，延长了电机与齿轮箱的使用寿命。

在本实施例中，A轴1和B轴2之间覆盖的绝缘层为电机与齿轮箱提供了效果可靠的绝缘保障，从而有效地阻断了从电机主轴4→齿轮箱转轴和齿轮→齿轮箱机座的轴电流通路，起到保护齿轮箱的作用。

如图1和图2所示，绝缘层是覆盖在A轴1和B轴2配合处；为了减少轴承内电蚀的产生，保障可靠的绝缘效果，绝缘层采用化学性能稳定且具有耐热、耐低温、耐腐蚀作用的特氟龙类材料作特氟龙绝缘层，并结合喷涂工艺，绝缘层3的技术参数达到：①在1000V直流(DC)下，绝缘层3的最小绝缘电阻为50MΩ；②绝缘层3的耐电压强度为：3000V直流(DC)，1min；③绝缘层3的击穿电压强度为：4000直流(DC)。

如图1和图2所示，本实用新型的工作原理、安装及工作过程是：A轴1和B轴2采用碳素结构钢制造，先将A轴1和B轴2按要求加工到所需毛坯尺寸，经表面钝化等表面处理后，A轴1和B轴2的配合止口处采用静电喷涂工艺，喷涂一层特氟龙材料的绝缘层，喷涂完成后，等绝缘层完全干后进行精加工，热套A轴1和B轴2，再将一体的A轴1和B轴2外表面经精密机加工出花键和齿，达到设计要求。

这样一方面A轴1的第二端和B轴2的第二端之间的绝缘层，有效防止了电机轴承和齿轮箱轴承之间的轴电流，能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题；采用集成式电机有效克服了双馈异步风力发电机的低电压穿越、暂态冲击等以及三级行星增速齿轮箱故障率高的问题，防止轴电流对集成造成损害，大幅延长集成的寿命，提高集成的可靠性；另一方面相比现有传动结构传动效率不高，且工艺复杂，本实用新型结构简单、能显著降低成本、可靠、安全、节能环保，且易于拆解、制造和维护；并且齿轮箱与发电机之间的连接更为紧凑、占用空间小，因而节省了用户机舱、塔筒、地基的建设费用，进而克服了直驱永磁同步发电机的体积庞大，不利于运输安装等缺陷。本实用新型特别适合集成式电机与齿轮箱连接使用，解决了此结构中轴电流防护的问题，运用前景广阔。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，A轴1与电机主轴之间通过花键联接相连接。

这样一方面能高效传递扭矩，减少机械损失，能承受的传动扭矩更大，连接更为可靠；另一方面结构紧凑，易于拆卸，机上维修方便。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，齿轮箱包括行星轮；B轴2与行星轮之间通过齿轮相连接。

这样一方面与齿轮箱连接的B轴2与行星轮之间采用齿轮连接，通过太阳轮与行星轮直接连接，减少了传递的过程，从而提高了传递效率，降低故障率；另一方面齿轮箱与发电机之间的连接更为紧凑、占用空间小，因而节省了机舱、塔筒、地基的建设费用。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，A轴1的第二端和B轴2第二端通过花键联接、过盈配合或键连接相连接，用于传递扭矩。

在本实施例中，A轴1和B轴2之间的止口配合形式根据传递扭矩大小进行设计。为了传递足够扭矩，实现紧凑高效的传递结构，优良的工艺性能，使绝缘性能更加稳定、可靠，使用寿命更长，A轴1和B轴2之间止口可以选用过盈配合,采用热套工艺，确保绝缘传动轴能够传递电机与齿轮箱所需的扭矩。A轴1和B轴2之间止口还可以选用花键联接或键连接，高效传递扭矩，减少机械损失，结构紧凑。

这样齿轮箱输出轴与发电机输入轴通过A轴1的第二端和B轴2第二端相连接，该连接方式更为可靠，能承受的传动扭矩更大，易于拆卸，机上维修方便。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层3为特氟龙绝缘层3。

这样一方面特氟龙绝缘层3具有优良的耐磨性能，能保护A轴1和B轴2的连接处，使之不易磨损；另一方面特氟龙绝缘层3几乎不受药品侵蚀，能够承受除了熔融的碱金属，氟化介质以及高于300℃氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水)、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用，可以保护电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴免于遭受任何种类的化学腐蚀，抗化学腐蚀性能佳。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，在1000V直流电压下，绝缘层3的最小绝缘电阻为50MΩ。

这样有效防止了电机轴承和齿轮箱轴承之间的轴电流，能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题，从而有效防止了轴电流造成机器元件损伤的情况，绝缘性能好，因而大幅延长齿轮箱寿命，从而延长了设备的使用寿命。上述指标已超过国外的绝缘技术指标，在国内居于领先水平。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层3的耐电压强度为：3000V直流电压，1min。

这样有效防止了电机轴承和齿轮箱轴承之间的轴电流，能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题，有效防止了轴电流造成机器元件损伤的情况，绝缘性能好，因而大幅延长齿轮箱寿命，从而延长了设备的使用寿命。上述指标已超过国外的绝缘技术指标，在国内居于领先水平。

本实施例进一步优选地，提供了一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其中，绝缘层3的击穿电压强度为：4000V直流电压。

这样有效防止了电机轴承和齿轮箱轴承之间的轴电流，能有效解决集成式电机与齿轮箱结构产生的轴电流对齿轮箱的齿轮和齿轮轴表面电腐蚀问题，有效防止了轴电流造成机器元件损伤的情况，绝缘性能好，因而大幅延长齿轮箱寿命，从而延长了设备的使用寿命。上述指标已超过国外的绝缘技术指标，在国内居于领先水平。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，连接电机主轴和齿轮箱，其特征在于，所述电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴包括：

A轴(1)，所述A轴(1)的第一端与所述电机主轴相连接；

B轴(2)，所述B轴(2)的第一端与所述齿轮箱相连接；

所述A轴(1)的第二端和所述B轴(2)第二端相连接；

所述A轴(1)第二端和/或所述B轴(2)第二端覆盖有绝缘层(3)。

2.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，所述A轴(1)与所述电机主轴之间通过花键联接相连接。

3.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，所述齿轮箱包括行星轮；

所述B轴(2)与所述行星轮之间通过齿轮相连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，

所述A轴(1)的第二端和所述B轴(2)第二端通过花键联接、过盈配合或键连接相连接，用于传递扭矩。

5.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，所述绝缘层(3)为特氟龙绝缘层。

6.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，在1000V直流电压下，所述绝缘层(3)的最小绝缘电阻为50MΩ。

7.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，所述绝缘层(3)的耐电压强度为：3000V直流电压，1min。

8.根据权利要求1所述的电机与齿轮箱连接的绝缘传动轴，其特征在于，所述绝缘层(3)的击穿电压强度为：4000V直流电压。