CN206770561U - 一种825千瓦风电齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种825千瓦风电齿轮箱，包括箱体，箱体内安装有管轴、中间齿轮轴以及输出齿轮轴，管轴的前端套设有行星架，行星架上安装有行星轮和内齿圈，行星轮、太阳轮和内齿圈组成行星齿轮传动机构，太阳轮套设在管轴的前端，管轴的后端套设有花键轴，花键轴与中间齿轮轴通过第一齿轮组构成传动连接配合，中间齿轮轴与输出齿轮轴通过第二齿轮组构成传动连接配合，其特征在于：箱体包括上箱体、下箱体和后箱体；中间齿轮轴的轴线和输出齿轮轴的轴线位于上箱体和下箱体的交界面上，输出齿轮轴透盖位于上箱体和后箱体的交界位置并分别与上箱体和后箱体固连。本实用新型使风电齿轮箱易于维修。

Description

一种825千瓦风电齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备领域，具体涉及一种风电齿轮箱。

背景技术

风力发电作为清洁能源，比火力发电污染小，比水力发电基建成本低，占地面积小，维护保养方便。在风机中，风电齿轮箱是关键部件。

现有的825KW风电齿轮箱，常见的结构是行星齿轮副和平行齿轮副相结合的传动结构，并设有围绕齿轮副的箱体，行星齿轮副中的内齿圈与箱体之间用圆柱销和螺栓联结，齿轮副通过轴承安装在箱体上。齿轮箱运转时，用润滑油对齿轮啮合处和轴承进行冷却和润滑。

(1)现有的825KW的风电齿轮箱，由于结构的原因空中无法完成大部件的更换，如高速轴系和中间轴系的更换，一旦损坏就要下架维修，成本很高。

(2)尽管大部分风电齿轮箱都有压力喷油润滑系统，但是很多风电齿轮箱并没有实现对所有齿轮啮合处和轴承都进行压力喷油润滑，没有压力喷油润滑的齿轮和轴承容易损坏，而且某些825KW齿轮箱润滑不合理；现有的825KW齿轮箱基本上油路都在齿轮箱外部，由于外界的不确定因素(如运输过程、运维过程、吊装过程等)会造成漏油，而且影响美观。

(3)有些轴承靠近齿轮副，齿轮箱运转时，高速旋转的齿轮啮合处温度很高，飞溅的高温润滑油容易进入轴承内部，导致轴承温度异常而损坏；

(4)某些825KW的齿轮箱平行级齿轮副的轴承配置不合理。

实用新型内容

本实用新型提供一种825千瓦风电齿轮箱，其目的是解决现有技术存在的缺点，使风电齿轮箱易于维修，轴承不易损坏。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种825千瓦风电齿轮箱，包括箱体，箱体内安装有管轴、中间齿轮轴以及输出齿轮轴，管轴、中间齿轮轴、输出齿轮轴相互平行布置，管轴的前端套设有行星架，行星架上安装有行星轮和内齿圈，行星轮、太阳轮和内齿圈组成行星齿轮传动机构，太阳轮套设在管轴的前端，管轴的后端套设有花键轴，太阳轮通过花键联结花键轴，花键轴与中间齿轮轴通过第一齿轮组构成传动连接配合，中间齿轮轴与输出齿轮轴通过第二齿轮组构成传动连接配合；花键轴的两端以承载轴承架设在箱体内，花键轴上设有属于第一齿轮组的花键轴齿轮；中间齿轮轴的两端以承载轴承架设在箱体内，中间齿轮轴上设有小直径的属于第一齿轮组的第一齿轮和大直径的属于第二齿轮组的第二齿轮；输出齿轮轴的两端以承载轴承架设在箱体内，输出齿轮轴上设有属于第二齿轮组的输出齿轮轴齿轮；其特征在于：

箱体包括上箱体、下箱体和后箱体；上箱体和下箱体呈上下排列而固连拼合，管轴位于下箱体内；中间齿轮轴的轴线和输出齿轮轴的轴线位于上箱体和下箱体的交界面上，后箱体以螺栓和圆柱销固连在下箱体的后端面，后箱体的上端面与上箱体的下端面贴合形成的交界面位于上箱体和下箱体的交界面并以螺栓连接，输出齿轮轴透盖位于上箱体和后箱体的交界位置并分别与上箱体和后箱体固连，输出齿轮轴穿过输出齿轮轴透盖而伸出箱体之外。

具有圆柱销，圆柱销的两端分别插设在内齿圈的端面所设的孔和下箱体的端面所设的孔而联结内齿圈与下箱体。

中间齿轮轴的两端套设有承载轴承并以承载轴承架设在箱体内，中间齿轮轴上设有小直径的属于第一齿轮组的第一齿轮和大直径的属于第二齿轮组的第二齿轮，中间齿轮轴在第一齿轮和位于该齿轮一侧的承载轴承之间的位置套设环形的挡油环，挡油环的直径大于第一齿轮的齿顶圆直径，并且挡油环遮住承载轴承朝向第一齿轮方向的开口。

花键轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内；中间齿轮轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内；输出齿轮轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内。

输送润滑油的油管安装在箱体内；与外界油箱连接的润滑油管与箱体内的油量分配器连接，油量分配器上的数个出油孔分别连接钢管，钢管固定在箱体内，每个齿轮啮合位置和每个轴承转动件位置分别对应一个钢管末端的喷油嘴。

各齿轮的渐开线齿廓呈鼓形并且齿顶两侧圆弧过渡；各齿轮在齿向上呈梯形。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型提出了一种新的825KW风电齿轮箱，能够较为方便地在风机机舱内打开箱体维修或更换零部件，通过齿轮和轴承的润滑设计、润滑油的回油和密封设计以及轴承选型配置进行了优化设计，降低了损坏风险。同时，本实用新型结构紧凑，空中维护、更换零部件简单，而且可用于替换多种825KW型号的齿轮箱，能够提高风能的利用率、减少风机停机时间、节约风机运维成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型结构图；

图2是图1的A向视图；

图3是本实用新型部分油路示意图；

图4是本实用新型部分油路示意图；

图5是本实用新型齿轮的齿廓剖面图；

图6是本实用新型齿向剖面图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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实施例。

如图1、图2所示：

本实用新型是一种825千瓦风电齿轮箱，箱体由上箱体18、下箱体8、后箱体9相互固连而成。

箱体内安装有管轴20、中间齿轮轴12以及输出齿轮轴16，管轴20、中间齿轮轴12以及输出齿轮轴16相互平行布置。

上箱体18和下箱体8呈上下排列而以螺栓和圆柱销连接固连拼合，管轴20位于下箱体8内；中间齿轮轴12的轴线和输出齿轮轴16的轴线位于上箱体18和下箱体8的交界面818上，后箱体9以螺栓和圆柱销固连在下箱体8的后端面，后箱体9的上端面与上箱体18的一部分下端面贴合形成的交界面918位于上箱体18和下箱体8的交界面818上并以螺栓与上箱体18连接，也即，上箱体18的一部分下端面与下箱体8的上端面贴合成为二者的交界面，上箱体18的另一部分下端面与后箱体9的上端面贴合成为二者的交界面。

由输出齿轮轴内侧透盖17和输出齿轮组外侧透盖15固连结合而成的输出齿轮轴透盖位于上箱体18和后箱体9的交界面918位置并分别与上箱体18和后箱体9以螺栓固连，输出齿轮轴16穿过输出齿轮轴透盖而伸出箱体之外。

中间齿轮轴12的两端分别以圆柱滚子轴承121架设在上箱体18、下箱体8的交界结合部，以圆锥滚子轴承122作为承载轴承架设在后箱体9上，在后箱体9上对应中间齿轮轴12所开设的通孔位置固设有中间级闷盖14，中间级闷盖14盖住中间齿轮轴12的端部。

输出齿轮轴16的两端分别以圆柱滚子轴承161架设在上箱体18、下箱体8的交界结合部1，以圆锥滚子轴承162作为承载轴承架设在上箱体18和后箱体9的交界结合部，在上箱体18和后箱体9的交界之外固设有由输出齿轮轴内侧透盖17和输出齿轮组外侧透盖15固连结合而成的输出齿轮轴透盖，输出齿轮轴16穿过输出齿轮轴透盖而伸出箱体之外。

管轴20的前端套设安装有行星架1，行星架1上安装有行星轮4和内齿圈3，行星轮4、太阳轮5和内齿圈3组成行星齿轮传动机构，太阳轮5套设在管轴20的前端。太阳轮5通过花键联结花键轴6。

具有圆柱销，圆柱销的两端分别插设在内齿圈3的端面所设的孔和下箱体8的端面所设的孔而联结内齿圈3与下箱体8。内齿圈3与上箱体18用螺栓连接，与下箱体8用螺栓和圆柱销连接。更换零部件只需要打开上箱体18就可以更换，而上箱体18上并未设有圆柱销，所以可以顺利将上箱体18拆开。克服了原来盲销难以拆卸的问题。

管轴20的后端套设有花键轴6，花键轴6的两端分别以圆柱滚子轴承61作为承载轴承架设在下箱体8上，以圆锥滚子轴承62作为承载轴承架设在后箱体9上。

在后箱体9之外固设有低速级透盖10和管轴透盖11，低速级透盖10和管轴透盖11盖住管轴20的端部。

本实用新型的花键轴6、中间齿轮轴12和输出齿轮轴16的承载轴承均采用圆柱滚子轴承和配对圆锥滚子轴承组合的形式，优化了轴承配置，轴承不易损坏。

花键轴6与中间齿轮轴12通过第一齿轮组构成传动连接配合，第一齿轮组包括花键轴6上的花键轴齿轮7和中间齿轮轴12上设有的小直径的属于第一齿轮组的第一齿轮123，花键轴齿轮7与第一齿轮123啮合。

中间齿轮轴12与输出齿轮轴16通过第二齿轮组构成传动连接配合，第二齿轮组包括输出齿轮组16上的输出齿轮轴齿轮163和中间齿轮轴12上设有的大直径的属于第二齿轮组的第二齿轮19，输出齿轮轴齿轮163与第二齿轮19啮合。

以上花键轴6、中间齿轮轴12、输出齿轮轴16、第一齿轮组、第二齿轮组组成的传动部分构成平行级。

中间齿轮轴12在第一齿轮123和位于该第一齿轮123一侧的圆锥滚子轴承122之间的位置套设固定有环形的挡油环13，挡油环13的直径大于第一齿轮123的齿顶圆直径，并且挡油环13遮住圆锥滚子轴承122朝向第一齿轮123方向的开口。

中间齿轮轴12转速高且齿轮啮合处距离轴承较近，因而在这设计布置挡油环，形成较小的缝隙，有效防止齿轮啮合处的高温润滑油飞溅进入轴承之中，降低轴承温度异常损坏的风险。

如图3、图4所示，与外界油箱连接的润滑油管伸入箱体后与箱体内的油量分配器100连接，油量分配器100上的数个出油孔200分别连接钢管300，钢管300固定在箱体内，每个齿轮啮合位置和每个轴承转动件位置分别对应一个钢管300末端的喷油嘴。

本实用新型中，通过齿轮箱内钢管的排布和箱体中内部油孔的设计，使润滑油在压力驱动下能够达到各级齿轮啮合处和各承载轴承，进行冷却和润滑，降低齿轮和轴承损坏的风险。同时实现了内齿圈、太阳轮的强制润滑。润滑系统的管路内置，屏蔽了齿轮运输、吊装、运维等过程造成的损伤。

本实用新型中，齿轮的齿形从齿廓和齿向两个方向作了创新优化。一是，如图5所示，在渐开线齿廓基础上调整了齿廓形状，使齿廓成鼓形并且微调啮合压力角，同时齿顶两侧G位置修圆，从而使齿轮在齿廓方向上载荷分布均匀，减小了震动与噪音，提高了齿轮寿命；二是，如图6所示，调整齿轮在齿向上成梯形结构，有效解决了因相关零件的扭转变形与位移造成的载荷在齿向上分布不均的问题，提高了齿轮寿命。

本实用新型工作时：风电齿轮箱通过扭力臂2安装在风机机舱内，风机叶片的转动传递至行星架1，行星架1驱动行星齿轮副中的行星轮4和太阳轮5转动，太阳轮5通过花键联结花键轴6，花键轴6通过第一齿轮组驱动中间齿轮轴12，中间齿轮轴12通过第二齿轮组驱动输出齿轮轴16，输出齿轮轴16伸出箱体后连接发电机。以此方式，风电齿轮箱将叶片的转动增速后传递给发电机，实现风力发电。

本实用新型中，平行级采用容纳在上箱体18、下箱体8、后箱体9结合而成的箱体内的结构形式，内齿圈3与上箱体18用螺栓连接，内齿圈3与下箱体8用螺栓和圆柱销连接。更换零部件只需要打开上箱体就可以更换，而上箱体上并未设有圆柱销，所以可以顺利将上箱体18拆开。

当需要更换输出齿轮轴16的轴系时，相关的连接附件拆完使上箱体18和下箱体8以及后箱体9解除连接后，将输出齿轮轴内侧透盖17和输出齿轮组外侧透盖15固连结合而成的输出齿轮轴透盖分别与上箱体18和后箱体9连接的螺栓卸下，从而把输出齿轮轴透盖从上箱体18和后箱体9的交界位置拆下，然后就可以整个拆出输出齿轮轴16及其圆柱滚子轴承161和圆锥滚子轴承162。从而实现空中更换高速轴系。

将上箱体18和下箱体8以及后箱体9解除结合，可以轻松地再将上箱体18与内齿圈3拆分，用工装移除上箱体18以及中间齿轮轴12的轴系相关的附件例如第二齿轮19、圆柱滚子轴承121和圆锥滚子轴承122，便可实现空中更换中间齿轮轴12轴系。

上述操作可以实现在空中维护、更换零部件简单。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种825千瓦风电齿轮箱，包括箱体，箱体内安装有管轴、中间齿轮轴以及输出齿轮轴，管轴、中间齿轮轴、输出齿轮轴相互平行布置，管轴的前端套设有行星架，行星架上安装有行星轮和内齿圈，行星轮、太阳轮和内齿圈组成行星齿轮传动机构，太阳轮套设在管轴的前端，管轴的后端套设有花键轴，太阳轮通过花键联结花键轴，花键轴与中间齿轮轴通过第一齿轮组构成传动连接配合，中间齿轮轴与输出齿轮轴通过第二齿轮组构成传动连接配合；花键轴的两端以承载轴承架设在箱体内，花键轴上设有属于第一齿轮组的花键轴齿轮；中间齿轮轴的两端以承载轴承架设在箱体内，中间齿轮轴上设有小直径的属于第一齿轮组的第一齿轮和大直径的属于第二齿轮组的第二齿轮；输出齿轮轴的两端以承载轴承架设在箱体内，输出齿轮轴上设有属于第二齿轮组的输出齿轮轴齿轮；其特征在于：

箱体包括上箱体、下箱体和后箱体；上箱体和下箱体呈上下排列而固连拼合，管轴位于下箱体内；中间齿轮轴的轴线和输出齿轮轴的轴线位于上箱体和下箱体的交界面上，后箱体以螺栓和圆柱销固连在下箱体的后端面，后箱体的上端面与上箱体的下端面贴合形成的交界面位于上箱体和下箱体的交界面上，输出齿轮轴透盖位于上箱体和后箱体的交界位置并分别与上箱体和后箱体固连，输出齿轮轴穿过输出齿轮轴透盖而伸出箱体之外。

2.如权利要求1所述的一种825千瓦风电齿轮箱，其特征在于：具有圆柱销，圆柱销的两端分别插设在内齿圈的端面所设的孔和下箱体的端面所设的孔而联结内齿圈与下箱体。

3.如权利要求1所述的一种825千瓦风电齿轮箱，其特征在于：中间齿轮轴的两端套设有承载轴承并以承载轴承架设在箱体内，中间齿轮轴上设有小直径的属于第一齿轮组的第一齿轮和大直径的属于第二齿轮组的第二齿轮，中间齿轮轴在第一齿轮和位于该齿轮一侧的承载轴承之间的位置套设环形的挡油环，挡油环的直径大于第一齿轮的齿顶圆直径，并且挡油环遮住承载轴承朝向第一齿轮方向的开口。

4.如权利要求1所述的一种825千瓦风电齿轮箱，其特征在于：花键轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内；中间齿轮轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内；输出齿轮轴的两端分别以圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承作为承载轴承架设在箱体内。

5.如权利要求1所述的一种825千瓦风电齿轮箱，其特征在于：输送润滑油的油管安装在箱体内；与外界油箱连接的润滑油管与箱体内的油量分配器连接，油量分配器上的数个出油孔分别连接钢管，钢管固定在箱体内，每个齿轮啮合位置和每个轴承转动件位置分别对应一个钢管末端的喷油嘴。

6.如权利要求1所述的一种825千瓦风电齿轮箱，其特征在于：各齿轮的渐开线齿廓呈鼓形并且齿顶两侧圆弧过渡；各齿轮在齿向上呈梯形。