CN218236092U - 一种风电机齿轮箱连接结构及齿轮箱 - Google Patents
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Abstract
一种风电机齿轮箱连接结构，该结构中太阳轴与行星架之间配置为相互匹配的对接面，在对接面上设置有多个安装孔以通过固定件对太阳轴与行星架进行刚性连接。该风电机齿轮箱连接结构设计简单，操作方便，无需对行星架进行加热就能有效实现零件的刚性连接，降低了制造成本和野外作业难度。本实用新型还提供一种风电机齿轮箱。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种风电机齿轮箱连接结构及齿轮箱。
背景技术
双馈风电机通过多级齿轮结构将风电机叶片的扭矩传递至发电机一侧带动发电机转子旋转实现发电，风电机叶片尺寸很大，受自身结构强度和风力限制转速较低，因此需要利用风电机齿轮箱中的多级行星齿轮结构将风机传动轴的转速提高，以驱动发电机正常运转。在目前的设计中，行星齿轮结构中的太阳轴与行星架配置为通过过盈花键进行刚性连接，在进行安装或替换时需要对行星架进行加热，使行星架受热膨胀后与太阳轴向组装，在行星架冷却后过盈花键啮合涨紧，才能完成作业，这一过程操作复杂，不利于厂内装配和野外的现场施工。
实用新型内容
本实用新型提供一种风电机齿轮箱连接结构，无需加热即可完成安装。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种风电机齿轮箱连接结构，包括太阳轴和行星架，所述太阳轴的第一端与风电机前一级传动结构相连，第二端与所述行星架相连接；所述行星架包括太阳轴连接部。其中，所述太阳轴的第二端与行星架的第一端设置有相互匹配的对接面，在所述对接面上周向设置有多个安装孔，所述太阳轴与行星架沿所述对接面同轴接合并通过多个固定件安装在所述安装孔中进行刚性连接。通过这一连接结构能够代替结构复杂的过盈花键实现太阳轴与行星架之间的刚性连接，一方面降低零件制造与安装成本，另一方面降低安装与维护的操作难度便于现场施工。
进一步地，所述对接面配置为垂直于所述太阳轴和行星架的轴线的端面。对接面垂直于太阳轴与行星架的端面设置，固定件则平行于太阳轴与行星架的轴线安装，能够降低太阳轴与行星架的轴向长度，有利于传动结构小型化，也便于安装操作。
进一步地，所述太阳轴与所述行星架的对接面上分别设置有定位结构，用于在所述太阳轴与行星架接合时进行定位。定位结构便于快速拆装。
进一步地，所述定位结构配置为定位凸台、定位键-槽结构或相互匹配的凸出部与卡口。
进一步地，所述多个固定件沿所述太阳轴与行星架的周向均匀布置。均匀布置的固定件有助于太阳轴与行星架的受力均匀。
进一步地，所述对接面上设置有摩擦片。摩擦片能够提高对接面上的摩擦力，进而提高扭矩传递能力。
进一步地，所述对接面上设置有连接销。连接销能够在扭矩超出摩擦力传递上限时保证太阳轴和行星架结合面没有相对滑移从而保证扭矩的传递。
进一步地，所述连接销与所述行星架的轴线之间的距离大于所述固定件与所述行星架的轴线之间的距离。将连接销设置在轴线外侧以便在低扭矩时已经参与到扭矩传递过程中，从而最大限度减轻结合面的微动磨损。
进一步地，所述连接销的安装位置设置在相邻的两个所述固定件之间。太阳轴与行星架均配置为具有薄壁结构的零件，避免开孔密集影响零件的机械强度。
进一步地，所述固定件为固定螺栓。固定螺栓制造成本且便于拆装，有助于提高风电机齿轮箱的维修便利性。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种风电机齿轮箱，该齿轮箱中的太阳轴与行星架采用前述任一的风电机齿轮箱连接结构。由于以固定件固定替代了过盈花键连接，该齿轮箱体积更小，安装方便，便于厂内装配和现场维修与维护。
附图说明
图1为一实施例中风电机齿轮箱连接结构一剖面上的局部结构示意图；
图2为一实施例中风电机齿轮箱连接结构另一剖面上的局部结构示意图。
上述附图的目的在于对本实用新型作出详细说明以便本领域技术人员能够理解本实用新型的技术构思，而非旨在限制本实用新型。为了表达简洁，上述附图仅示意性地画出了与本实用新型技术特征相关的结构，并未严格按照实际比例画出完整结构和全部细节。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本实用新型作出进一步的详细说明。
本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本文的至少一个实施例中。在说明书的各个位置出现的该短语并不一定指代同一实施例，也并非限定为互斥的独立或备选的实施例。本领域技术人员应当能够理解，在不发生结构冲突的前提下本文中的实施例可以与其他实施例相结合。
本文的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，可以是活动连接，也可以是固定连接或成一体。对本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本文的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“周向”、“径向”、“轴向”等指示方位或位置关系的术语目的在于准确描述实施例和简化描述，而非限定所涉及的零件或结构必须具有特定的方位、以特定方位安装或操作，不能理解为对本文中实施例的限制。
本文的描述中，“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同对象，而不能理解为指示相对重要性或限定所描述技术特征的数量、特定顺序或主次关系。本文的描述中，“多个”的含义是至少两个。
风电机齿轮箱中的太阳轴与行星架通常采用过盈花键进行连接，然而过盈花键的组装需要将行星架加热膨胀再与太阳轴啮合在一起，操作复杂，不利于厂内装配和野外如海上或山地的现场作业，同时花键加工制造成本较高，一旦损坏只能将零件整体替换。
为了解决上述问题，本实用新型一个方面的实施例提供了一种风电机齿轮箱连接结构，该连接结构轴向剖面的局部结构如图1所示：太阳轴1的第一端1a与上一级传动结构相连，第二端1b则与行星架2相连；行星架2通过太阳轴安装部2a与太阳轴的第二端1b相连，并通过传动部2b与下一级传动结构相连；其中，太阳轴1的第二端1b与行星架2的太阳轴安装部2a的端面配置相互匹配的对接面。太阳轴1的第二端1b上周向设置有多个安装孔，行星架2的太阳轴安装部2a以相同间隔在对应位置上设置贯穿设置有同样尺寸的安装孔，在太阳轴1与行星架2沿对界面接合后，固定螺栓3从太阳轴2一侧插入到安装孔中，利用螺母6进行紧固，实现太阳轴1与行星架2的刚性连接。行星架2的太阳轴安装部2a与传动部2b之间存在安装槽7，为固定螺栓3的装入和螺母6的紧固提供操作空间。这一连接结构能够替代过盈花键有效实现太阳轴1与行星架2的刚性连接，加工过程仅需要在安装面上进行开孔制造成本低，安装拆卸简单，不需要对行星架进行加热，在野外工况下现场作业方便。在其他实施例中，作为固定件的固定螺栓3也可以替代为铆钉、固定销等其他具有同样功能的连接件。
在其他实施例中，太阳轴1与行星架2的对接面也可以配置为太阳轴的外侧表面与行星架2的内侧表面。
在优选实施例中，太阳轴1与行星架2的对接面上还设置有定位结构4，定位结构4可以配置为凸出对接面的环形凸台，使得太阳轴1与行星架2接合时便于对中；在其他可选实施例中也可以配置为定位键-槽结构或者相互匹配的凸出部与卡口，在提供对中定位的同时也便于太阳轴1的第二端1b与行星架2的太阳轴安装部2a上的安装孔能够相互对正。
在优选实施例中，对接面上的安装孔与固定螺栓3均沿周向成等间隔均匀分布，使对接面上各个区域受力平衡间隙均等，避免太阳轴1与行星架2的轴线不能对正。
在优选实施例中，太阳轴1与行星架2的对接面上还设置有摩擦片，摩擦片能够提高对接面上的摩擦力，当螺母6拧紧后太阳轴1与行星架2之间通过对接面上的摩擦力进行扭矩传导，提高对接面上的摩擦力能够增强扭矩传递能力，降低结合面的微动磨损，避免固定螺栓3受剪切损坏。
在优选实施例中，如图2所示，太阳轴1与行星架2之间的对接面上还设置有连接销5，连接销5贯穿行星架2的太阳轴安装部2a并插入太阳轴的第二端1b中，提供沿周向的刚性固定连接。当太阳轴1与行星架2之间的扭矩超出了对接面上摩擦力的传递上限，连接销2以自身刚性承受扭矩带来的剪切力，从而实现扭矩的传递。在进一步的优选实施例中，连接销5与行星架2轴线之间的距离大于固定螺栓3与行星架2轴线之间的距离，即连接销5设置在对接面上相对靠近外侧的位置，这样可以使得连接销5更有效地承担扭矩带来的剪切作用，保证扭矩传递。在进一步的优选实施例中，连接销5的安装位置设置在相邻的两个固定螺栓3之间，为了降低零件重量太阳轴与行星架均优选配置为薄壁结构，将连接销5与固定螺栓3间隔排布有利于避免开孔集中导致零件机械强度下降。
根据本实用新型另一个方面的实施例，提供一种风电机齿轮箱，该齿轮箱采用前述任一实施例中的风电机齿轮箱连接结构进行太阳轴与行星架之间的刚性连接。由于以螺栓连接取代了过盈花键，该齿轮箱拆装便捷，无需对行星架进行加热，在野外如海上或山地等复杂恶劣的工况下作业操作简单；同时由于省略了花键结构，降低了零件的制造成本，也有利于齿轮箱的小型化设计。
上述实施例的目的在于结合附图对本实用新型作出进一步的详细说明以便本领域技术人员能够理解本实用新型的技术构思。在本实用新型权利要求的范围内，对所涉及的零件结构进行优化或等效替换，以及在不发生结构与原理冲突的前提下对不同实施例中的实施方式进行结合，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种风电机齿轮箱连接结构，包括太阳轴和行星架，所述太阳轴的第一端与风电机前一级传动结构相连，第二端与所述行星架相连接；所述行星架包括太阳轴连接部；其特征在于，所述太阳轴的第二端与行星架的太阳轴连接部设置有相互匹配的对接面，在所述对接面上周向设置有多个安装孔，所述太阳轴与行星架沿所述对接面同轴接合并通过多个固定件安装在所述安装孔中进行刚性连接。
2.根据权利要求1所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述对接面配置为垂直于所述太阳轴和行星架的轴线的端面。
3.根据权利要求2所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述太阳轴与所述行星架的对接面上分别设置有定位结构，用于在所述太阳轴与行星架接合时进行定位。
4.根据权利要求3所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述定位结构配置为定位凸台、定位键-槽结构或相互匹配的凸出部与卡口。
5.根据权利要求1或2所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述多个固定件沿所述太阳轴与行星架的周向均匀布置。
6.根据权利要求1或2所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述对接面上设置有摩擦片。
7.根据权利要求1或2所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述对接面上设置有连接销。
8.根据权利要求7所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述连接销与所述行星架的轴线之间的距离大于所述固定件与所述行星架的轴线之间的距离。
9.根据权利要求8所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述连接销的安装位置设置在相邻的两个所述固定件之间。
10.根据权利要求1或2所述的风电机齿轮箱连接结构，其特征在于，所述固定件为固定螺栓。
11.一种风电机齿轮箱，用于连接风电机的低速轴与发电机的输入轴，其特征在于，所述风电机齿轮箱中的太阳轴与行星架采用如权利要求1至10其中任一所述的风电机齿轮箱连接结构相连。
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