CN220622702U - 一种紧凑型偏航齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种紧凑型偏航齿轮箱，涉及风力发电技术领域，包括由上至下依次连接的机体法兰、一二级齿圈、三级齿圈、四级齿圈和下机体，所述下机体设置于主机上，所述机体法兰内设置有输入轴套，所述输入轴套上方通过键连接电机，所述输入轴套下方通过花键连接一级太阳轮；所述一级太阳轮底部与若干个一级行星轮啮合，所述一级行星轮与一二级齿圈啮合，所述一级行星轮通过一级行星轮轴安装于一级行星架上，所述一级行星架通过花键与二级太阳轮连接并通过弹簧挡圈止挡；本申请的偏航齿轮箱结构紧凑，外形尺寸小，可满足较小安装空间的使用要求；而现有技术结构不够紧凑。

Description

一种紧凑型偏航齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种紧凑型偏航齿轮箱。

背景技术

偏航齿轮箱应用在风力发电机偏航驱动系统中，通常由多个偏航齿轮箱同时与回转支撑大齿圈啮合，用来降速增扭并驱动风机主机舱旋转以达到风机偏航的目的。偏航齿轮箱作为风力发电机的核心部件之一，对主机的持续稳定发电有着非常重要的作用。

近年来，随着偏航驱动技术的发展，偏航齿轮箱逐渐趋于小型化和轻量化，这对偏航齿轮箱的外形尺寸和内部结构都提出了新的要求，现有的偏航齿轮箱已经无法满足主机的安装和使用需求。因此亟需设计一种紧凑型偏航齿轮箱，优化其内部结构并且充分压缩各部分尺寸，使其能够满足新的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种紧凑型偏航齿轮箱，解决了现有偏航齿轮箱结构体积和重量偏大的问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种紧凑型偏航齿轮箱，包括由上至下依次连接的机体法兰、一二级齿圈、三级齿圈、四级齿圈和下机体，所述下机体设置于主机上，

所述机体法兰内设置有输入轴套，所述输入轴套上方通过键连接电机，所述输入轴套下方通过花键连接一级太阳轮；

所述一级太阳轮底部与若干个一级行星轮啮合，所述一级行星轮与一二级齿圈啮合，所述一级行星轮通过一级行星轮轴安装于一级行星架上，所述一级行星架通过花键与二级太阳轮连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述二级太阳轮底部与若干个二级行星轮啮合，所述二级行星轮与一二级齿圈啮合，所述二级行星轮通过二级行星轮轴安装于二级行星架上，所述二级行星架通过花键与三级太阳轮连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述三级太阳轮与若干个三级行星轮啮合，所述三级行星轮与三级齿圈啮合，所述三级行星轮通过三级行星轮轴安装于三级行星架上，所述三级行星架通过花键与四级太阳轮连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述四级太阳轮与若干个四级行星轮啮合，所述四级行星轮与四级齿圈啮合，所述四级行星轮安装于四级行星架上，所述四级行星架通过花键与输出齿轮轴连接；

所述一级行星架、二级行星架、三级行星架和四级行星架为单板形式。

所述一级行星架与一级行星轮轴、二级行星架与二级行星轮轴、三级行星架与三级行星轮轴均为过盈配合，所述四级行星架为一体化结构。

进一步地，所述输入轴套与机体法兰之间安装有骨架油封和轴承，所述轴承过弹簧挡圈安装和定位。

进一步地，所述机体法兰内部侧面设置有供润滑油膨胀的腔体，所述腔体与透气组件、注油螺塞和油标相连。

进一步地，所述四级太阳轮与输出齿轮轴之间有用于承磨和轴向定位四级行星架的垫板。

进一步地，所述输出齿轮轴与下机体之间安装两个轴承并通过锁紧螺母调整游隙和锁紧。

进一步地，所述锁紧螺母上安装若干个防止锁紧螺母反松的紧定螺钉。

进一步地，所述输出齿轮轴与下机体之间安装有两个用于密封润滑油的骨架油封。

进一步地，所述输出齿轮轴和下端轴承之间安装有用于密封润滑脂的垫块和金属密封环。

进一步地，所述下机体偏心设置，所述下机体的止口中心线与齿轮箱的中心线不重合。

进一步地，下机体上设置有放油口和润滑脂加注口。

本实用新型的有益效果在于：

1、本申请的偏航齿轮箱结构紧凑，外形尺寸小，可满足较小安装空间的使用要求；而现有技术结构不够紧凑。

2、本申请的各级行星架均为单板形式，轴向尺寸小；而现有技术低速级行星架多为双支撑的形式。

3、本申请一二三级行星架采用单板插轴的形式，不必使用锻造模具；而现有技术行星架均为锻造形式。

4、本申请输出端采用金属密封环密封润滑脂，结构简单，重量轻，尺寸小；而现有技术多为使用螺钉安装透盖和骨架油封的形式。

5、本申请的四个太阳轮之间通过硬化来承磨；而现有技术多为在太阳轮之间布置承磨垫，结构复杂。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型外形示意图。

附图标号说明：

1、输入轴套；2、透气组件；3、一级太阳轮；4、一级行星轮；5、一级行星轮轴；6、二级太阳轮；7、二级行星轮；8、二级行星轮轴；9、三级太阳轮；10、三级行星轮；11、三级行星轮轴；12、四级太阳轮；13、四级行星轮；14、四级行星架；15、垫板；16、输出齿轮轴；17、金属密封环；18、机体法兰；19、一级行星架；20、一二级齿圈；21、二级行星架；22、三级齿圈；23、三级行星架；24、四级齿圈；25、锁紧螺母；26、下机体；27、垫块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供一种技术方案：如图1、图2所示，一种紧凑型偏航齿轮箱，包含输入轴套1、透气组件2、一级太阳轮3、一级行星轮4、一级行星轮轴5、二级太阳轮6、二级行星轮7、二级行星轮轴8、三级太阳轮9、三级行星轮10、三级行星轮轴11、四级太阳轮12、四级行星轮13、四级行星架14、垫板15、输出齿轮轴16、金属密封环17、机体法兰18、一级行星架19、一二级齿圈20、二级行星架21、三级齿圈22、三级行星架23、四级齿圈24、锁紧螺母25、下机体26、垫块27等结构。

齿轮箱齿轮传动部分属NGW行星结构，机体法兰18、一二级齿圈20、三级齿圈22、四级齿圈24和下机体26通过螺钉把合在一起，齿轮箱通过下机体26安装在主机上。动力依次经输入轴套1、一级太阳轮3、一级行星轮4、一级行星架19、二级太阳轮6、二级行星轮7、二级行星架21、三级太阳轮9、三级行星轮10、三级行星架23、四级太阳轮12、四级行星轮13、四级行星架14传递至输出齿轮轴16。

输入轴套1上方通过键连接电机，下方花键与一级太阳轮3相连，输入轴套1与机体法兰18之间安装有骨架油封用于齿轮箱输入端密封，另外输入轴套1与机体法兰18之间设置轴承，轴承通过弹簧挡圈安装和定位，机体法兰18留有供润滑油膨胀的腔体并安装透气组件2和注油螺塞，同时安装油标用于监测油位。

一级太阳轮3与多个一级行星轮4啮合，一级行星轮4与一二级齿圈20啮合，一级行星轮4通过一级行星轮轴5安装在一级行星架19上，一级行星架19通过花键与二级太阳轮6连接并通过弹簧挡圈止挡，二级太阳轮6与多个二级行星轮7啮合，二级行星轮7与一二级齿圈20啮合，二级行星轮7通过二级行星轮轴8安装在二级行星架21上，二级行星架21通过花键和三级太阳轮9连接并通过弹簧挡圈止挡，三级太阳轮9与多个三级行星轮10啮合，三级行星轮10与三级齿圈22啮合，三级行星轮10通过三级行星轮轴11安装在三级行星架23上，三级行星架23通过花键和四级太阳轮12连接并通过弹簧挡圈止挡，四级太阳轮12与多个四级行星轮13啮合，四级行星轮13与四级齿圈24啮合，四级行星轮13安装在四级行星架14上，四级行星架14通过花键与输出齿轮轴16连接，输出齿轮轴16的轮齿用于与主机齿圈啮合传递动力，四级太阳轮12与输出齿轮轴16之间安装垫板15用于承磨和轴向定位四级行星架14，输出齿轮轴16与下机体26之间安装两个轴承并通过锁紧螺母25调整游隙和锁紧，锁紧螺母25上安装多个紧定螺钉防止锁紧螺母反松，输出齿轮轴16与下机体26之间安装两个骨架油封用于密封润滑油，在输出齿轮轴16和下端轴承之间安装垫块27和金属密封环17用于密封润滑脂；除末级外，各行星轮轴安装在行星架上，各行星轮与行星轮轴之间安装轴承和垫圈并通过弹簧挡圈进行固定；齿轮箱各需要密封的结合面间均布置O型密封圈。

下机体26设计有一定偏心，安装止口中心线和齿轮箱中心线不重合，安装在主机上时可用于调节中心距；下机体26上留有放油口和润滑脂加注口。

各级太阳轮的上下端面、垫板15和输出齿轮轴16上端面通过热处理方式进行硬化以承受相互之间相对转动的摩擦。各行星轮与行星轮轴之间安装轴承并通过弹簧挡圈固定；各结合面通过布置O型密封圈进行端面密封。

齿轮箱充分压缩各零部件尺寸，各级行星架均采用单板插轴或单板锻造的形式，并减小各连接花键的长度和齿宽，同时减小输出端两个轴承的跨距，最大程度上减小齿轮箱的尺寸和重量。

本申请将用于华锐风电SL8.X偏航齿轮箱项目以及其他偏航齿轮箱项目。

近年来，各风电主机厂对偏航齿轮箱的外形尺寸和重量要求越来越严格，只有对偏航齿轮箱的结构进行优化才能提升自身产品的竞争力，进而赢得订单；本申请的这种紧凑型偏航齿轮箱将应用于华锐风电项目，2023年度已赢得订单约700万，同时这种结构形式还可以应用到其他机型的偏航齿轮箱，预计会持续产生很好的经济效果。

以上所述，仅为本实用新型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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：包括由上至下依次连接的机体法兰(18)、一二级齿圈(20)、三级齿圈(22)、四级齿圈(24)和下机体(26)，所述下机体(26)设置于主机上；

所述机体法兰(18)内设置有输入轴套(1)，所述输入轴套(1)上方通过键连接电机，所述输入轴套(1)下方通过花键连接一级太阳轮(3)；

所述一级太阳轮(3)底部与若干个一级行星轮(4)啮合，所述一级行星轮(4)与一二级齿圈(20)啮合，所述一级行星轮(4)通过一级行星轮轴(5)安装于一级行星架(19)上，所述一级行星架(19)通过花键与二级太阳轮(6)连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述二级太阳轮(6)底部与若干个二级行星轮(7)啮合，所述二级行星轮(7)与一二级齿圈(20)啮合，所述二级行星轮(7)通过二级行星轮轴(8)安装于二级行星架(21)上，所述二级行星架(21)通过花键与三级太阳轮(9)连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述三级太阳轮(9)与若干个三级行星轮(10)啮合，所述三级行星轮(10)与三级齿圈(22)啮合，所述三级行星轮(10)通过三级行星轮轴(11)安装于三级行星架(23)上，所述三级行星架(23)通过花键与四级太阳轮(12)连接并通过弹簧挡圈止挡；

所述四级太阳轮(12)与若干个四级行星轮(13)啮合，所述四级行星轮(13)与四级齿圈(24)啮合，所述四级行星轮(13)安装于四级行星架(14)上，所述四级行星架(14)通过花键与输出齿轮轴(16)连接；

所述一级行星架(19)、二级行星架(21)、三级行星架(23)和四级行星架(14)为单板形式；

所述一级行星架(19)与一级行星轮轴(5)、二级行星架(21)与二级行星轮轴(8)、三级行星架(23)与三级行星轮轴(11)均为过盈配合，所述四级行星架(14)为一体化结构。

2.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述输入轴套(1)与机体法兰(18)之间安装有骨架油封和轴承，所述轴承过弹簧挡圈安装和定位。

3.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述机体法兰(18)内部侧面设置有供润滑油膨胀的腔体，所述腔体与透气组件(2)、注油螺塞和油标相连。

4.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述四级太阳轮(12)与输出齿轮轴(16)之间有用于承磨和轴向定位四级行星架(14)的垫板(15)。

5.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述输出齿轮轴(16)与下机体(26)之间安装两个轴承并通过锁紧螺母(25)调整游隙和锁紧。

6.根据权利要求5所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述锁紧螺母(25)上安装若干个防止锁紧螺母反松的紧定螺钉。

7.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述输出齿轮轴(16)与下机体(26)之间安装有两个用于密封润滑油的骨架油封。

8.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述输出齿轮轴(16)和下端轴承之间安装有用于密封润滑脂的垫块(27)和金属密封环(17)。

9.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：所述下机体(26)偏心设计，所述下机体(26)的止口中心线与齿轮箱的中心线不重合。

10.根据权利要求1所述的紧凑型偏航齿轮箱，其特征在于：下机体(26)上设置有放油口和润滑脂加注口。