CN222559034U - 一种鼓形齿式联轴器和大型快换式风电齿轮箱测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种鼓形齿式联轴器和大型快换式风电齿轮箱测试装置，属于联轴器领域。包括沿着中轴线依次设置有第一法兰接轴，第一鼓形外齿套，第二鼓形外齿套，第二法兰接轴，以及套装在是第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套外部的内齿圈；所述第一法兰接轴、第一鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；所述第二法兰接轴、第二鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套分别通过齿轮与内齿圈啮合连接。本实用新型通过采用相互嵌合的棘爪结构连接，可以承载大扭矩，既降低对连接螺栓的强度、数量及对中要求，又有利于连接紧固，保证传动安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于联轴器领域，尤其是一种鼓形齿式联轴器和大型快换式风电齿轮箱测试装置。
背景技术
鼓形齿联轴器作为机械传动装置的关键部件，除传递扭矩及转速外，起着补偿被连接两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移等不对中的作用，具备承载能力强、运行平稳的特点。
目前很多大兆瓦(5MW及以上)风电齿轮箱生产线的出厂试验台架，采用鼓形齿联轴器进行两套齿轮箱低速级主轴的连接。现有齿轮箱台架试验用鼓形齿式联轴器可传递公称扭矩达8500千牛米，联轴器的法兰外圆直径约1.8米，重约20吨。为了保证连接强度，满足传递的扭矩及功率要求，现有鼓形齿式联轴器的结构如图8所示，它包括左右设置的第一鼓形外齿1’和第二鼓形外齿2’的端面法兰通过铰制螺栓分别与两套齿轮箱法兰轴连接固定，第一内齿圈3’和第二内齿圈4’亦通过铰制螺栓连接固定。第一鼓形外齿1’与第一内齿圈3’通过齿轮啮合，第二鼓形外齿2’与第二内齿圈4’通过齿轮啮合。
联轴器设计时，两端的轴的夹角容许最大角度2度，但为了保证联轴器较长的使用寿命，同时减少试验时的附加振动，组装时一般要求校正两端轴间夹角小于1度，不同轴度小于0.25毫米。铰制孔螺栓的连接，在相位和径向对中方面都有很高的要求。由于两个内齿圈较长，只能使用激光对中仪调整对中，而调整端的齿轮箱重达40吨，调整起来费时费力，且每次换产时，更换试验齿轮箱必须要使用液压拉伸器拆掉铰制螺栓螺母组件5’，数量近百颗，工作量大，严重影响生产效率，反复拆装的铰制螺栓螺母要定期报废，试验成本增加。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种鼓形齿式联轴器和大型快换式风电齿轮箱测试装置，以解决背景技术所涉及的问题。
本实用新型提供一种鼓形齿式联轴器，包括：沿着中轴线依次设置有第一法兰接轴，第一鼓形外齿套，第二鼓形外齿套，第二法兰接轴，以及套装在是第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套外部的内齿圈；
所述第一法兰接轴、第一鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；所述第二法兰接轴、第二鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套分别通过齿轮与内齿圈啮合连接。
优选地或可选地，所述棘爪结构包括：设置第一法兰接轴或第一鼓形外齿套或第二鼓形外齿套或第二法兰接轴外端面上均设有交错布置的凸台和凹槽。
优选地或可选地，所述凸台中心宽度等于或小于凹槽中心宽度。
优选地或可选地，所述第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套均包括：在第一鼓形外齿套或第二鼓形外齿套外表面上设置有与内齿圈相配合的齿轮部；
且所述齿轮部满足L1＞1/2L2；式中，L1为鼓形外齿套长度，L2为内齿圈长度。
优选地或可选地，所述内齿圈为一体成型结构，且在所述内齿圈的内表面的两端对称分布有两道直齿。
优选地或可选地，所述联轴器还包括：第一密封组件、第二密封组件；
所述第一密封组件、第二密封组件分别通过腰形阶梯孔及螺栓安装在第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套上。
优选地或可选地，所述第一密封组件、第二密封组件均包括：密封盖、骨架油封、压板；
所述密封盖设腰形阶梯孔，与第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套端面上的螺纹孔一一对应，所述骨架油封嵌装在密封盖上，分别与第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套轻接触，所述压板通过螺栓压紧所述骨架油封。
优选地或可选地，所腰形阶梯孔的外形呈腰型，在深度方向设台阶，设通孔的直径为d，螺栓头部外径dk，腰形阶梯孔的大孔径D1，阶梯小孔径D2，所述腰形阶梯孔满足d≤D2＜dk＜D1。
优选地或可选地，所述内齿圈的外表面对称分布有两个吊耳。
本实用新型还提供一种大型快换式风电齿轮箱测试装置，包括所述的鼓形齿式联轴器。
本实用新型涉及一种鼓形齿式联轴器和大型快换式风电齿轮箱测试装置，相较于现有技术，具有如下有益效果：本实用新型通过采用相互嵌合的棘爪结构连接，可以承载大扭矩，既降低对连接螺栓的强度、数量及对中要求，又有利于连接紧固，保证传动安全可靠。对于不同尺寸、其它功率的齿轮箱试验时，在满足传递功率的情况下，只需要更换适配第一法兰接轴、第二法兰接轴即可。
整体而言，整个实用新型的设计新颖，结构简洁，安全可靠，具有组装对中精度高、方便快捷，通用性强的特点，可以满足大扭矩低转速的大兆瓦风电齿轮箱测试要求，实现不同品种试验齿轮箱的快速切换，大大提高试验台的组装效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型中鼓形齿式联轴器的结构示意图。
图2是本实用新型中鼓形齿式联轴器的左视图。
图3是本实用新型中第一法兰接轴的主视图。
图4是本实用新型中第一法兰接轴的侧视图。
图5是本实用新型中第一鼓形外齿套的主视图。
图6是本实用新型中第一鼓形外齿套的侧视图。
图7是本实用新型中内齿圈的主视图。
图8是本实用新型中内齿圈的侧视图。
图9是本实用新型中第一密封组件的局部放大图。
图10是本实用新型中密封盖的侧视图。
图11是本实用新型中鼓形齿式联轴器的过程示意图。
图12是现有鼓形齿式联轴器的结构示意图；
附图标记为：1、第一法兰接轴；1-1、凸台；1-2、凹槽；1-3、螺纹孔；2、第一鼓形外齿套；2-1、齿轮部；3、第一密封组件；4、内齿圈；4-1、直齿；5、第二密封组件；5-1、密封盖；5-2、骨架油封；5-3、压板；5-4、腰形阶梯孔；6、第二鼓形外齿套；7、第二法兰接轴；8、吊耳；1’、第一鼓形外齿；2’、第二鼓形外齿；3’、第一内齿圈；4’、第二内齿圈。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
参阅附图1至11，一种鼓形齿式联轴器，包括：沿着中轴线依次设置有第一法兰接轴1、第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6和第二法兰接轴7，套装在是第一鼓形外齿套2和第二外鼓形外齿套外部的内齿圈4，以及设置在所述内齿圈4两端、分别与所述第一鼓形外齿套2，第二鼓形外齿套6部分贴合的第一密封组件3、第二密封组件5。
具体地，所述第一法兰接轴1、第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6、第二法兰接轴7外端面上均设置有棘爪结构，所述第一法兰接轴1、第一鼓形外齿套2通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；所述第二法兰接轴7、第二鼓形外齿套6通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；第一鼓形外齿套2和第二外鼓形外齿套分别通过齿轮与内齿圈4啮合连接；所述第一密封组件3、第二密封组件5分别通过腰形阶梯孔5-4及螺栓安装在第一鼓形外齿套2和第二外鼓形外齿套上。
在进一步实施例中，所述棘爪结构包括：设置第一法兰接轴1或第一鼓形外齿套2或第二鼓形外齿套6或第二法兰接轴7外端面上均设有交错布置的凸台1-1和凹槽1-2。所述棘爪结构有多种表现形式，如附图4、附图6所示，所述棘爪结构包括均分的凸台1-1和凹槽1-2，凸台1-1和凹槽1-2的个数相等，数量各4个，凸台1-1中心宽度A等于或略小于凹槽1-2中心宽度B，如附图5、附图7所示，所述中心宽度为凸台1-1或凹槽1-2两侧中心点之间的距离，使得第一法兰接轴1或第一鼓形外齿套2相互嵌合、所述第二法兰接轴7和第二鼓形外齿套6相互嵌合，实现可承载大扭矩的连接。而且第一法兰接轴1、第二法兰接轴7的端面上设螺纹孔1-3，采用的螺栓将所述第二法兰接轴7和第二鼓形外齿套6的连接、所述第二法兰接轴7和第二鼓形外齿套6的连接。其中，主要利用棘爪结构承载大扭矩，采用的普通螺栓仅起连接作用，这样既降低对连接螺栓的强度、数量及对中要求，又有利于连接紧固，保证传动安全可靠。
在进一步实施例中，参阅附图5、附图6，所述第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6均包括：在第一鼓形外齿套2或第二鼓形外齿套6外表面上设置有与内齿圈4相配合的齿轮部2-1；且所述齿轮部2-1满足L1＞1/2L2；式中，L1为鼓形外齿套长度，L2为内齿圈4长度。其中，齿轮部2-1的两侧分别为第一鼓形外齿套2的轴肩和第二鼓形外齿套6的轴肩。
在进一步实施例中，参阅附图7、附图8，所述内齿圈4为一体成型结构，且在所述内齿圈4的内表面的两端对称分布有两道直齿4-1，与所述第一法兰接轴1、第二法兰接轴7上的齿轮部2-1相啮合，实现传动。并在所述直齿4-1两端对称布置并设阶梯孔，用于安装第一密封组件3、第二密封组件5。相比于现有技术中法兰形式的第一内齿圈4和第二内齿圈4，本实施例中的内齿圈4则不需要铰制孔螺栓连接，能够保证零件强度，节约制造成本。
在进一步实施例中，参阅附图9、附图10，第一密封组件3、第二密封组件5均包括密封盖5-1、骨架油封5-2、压板5-3，所述密封盖5-1设腰形阶梯孔5-4，所腰形阶梯孔5-4的外形呈腰型，在深度方向设台阶，设通孔的直径为d，螺栓头部外径dk，腰形阶梯孔5-4的大孔径D1，阶梯小孔径D2，所述的腰形阶梯孔5-4满足d≤D2＜dk＜D1。所述腰形阶梯孔5-4通过内六角螺栓与第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6端面上的螺纹孔1-3一一对应连接紧固，所述骨架油封5-2嵌装在密封盖5-1上，分别与第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6轻接触，所述压板5-3通过螺栓压紧所述骨架油封5-2。通过内六角螺栓与第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6端面上的螺纹孔1-3一一对应连接紧固。如图2所示，对中调整时，松开内六角螺栓，沿圆周方向旋转一定角度，即可使第二密封组件5与内齿圈4分离，方便快捷。
在进一步实施例中，骨架油封5-2选用带金属骨架的单唇口骨架油封5-2，嵌装在密封盖5-1上，压板5-3通过螺栓压紧骨架油封5-2，唇口内涂膏脂，唇口边缘分别与第一鼓形外齿套2、第二鼓形外齿套6轻接触，既防止润滑油脂外泄漏，又阻止外部灰尘进入。
在进一步实施例中，所述内齿圈4的外表面对称分布有两个吊耳8，所述吊耳8为圆柱形，设置中心注油孔，通过螺栓对称紧固在内齿圈4的外表面的中间位置，这样可以借助行车移动内齿圈4，又方便从外部补充润滑油脂，同时保证联轴器的动平衡要求。
为了方便理解鼓形齿式联轴器的技术方案，对其应用和安装过程做出简要说明：参阅附图11，在对中调整作业时，保持第一法兰接轴1、第一鼓形外齿套2的位置不调整，即固定左侧不动，松开第二密封组件5与第二鼓形外齿套6连接的内六角螺栓，借助第二密封组件5圆柱面上的螺纹孔1-3，沿着圆周方向逆时针方向旋转一定角度，即内六角螺栓在腰形阶梯孔5-4中的位置由小孔径D2移至大孔径D1，使用行车拉住吊耳8，轻轻吊起内齿圈4，沿轴向平移至一定位置，保证第一鼓形外齿套2的轴肩露出，这样脱开的第二密封组件5停留在原来位置。把百分表表座吸附在第一鼓形外齿套2的轴肩上，百分表测量端接触到第二鼓形外齿套6的轴肩，调整右侧齿轮箱的位置，使两端轴间夹角小于1度，不同轴度小于0.25毫米。调整完成后，内齿圈4平移到原始位置，使用内六角螺栓把第二密封组件5紧固到内齿圈4上。可以看出，组装过程中，需要紧固连接的螺栓相对较少，螺栓是普通螺栓，受力小，拧紧扭矩小，省时省力。对于不同尺寸、其它功率的齿轮箱试验时，在满足传递功率的情况下，只需要更换适配第一法兰接轴1、第二法兰接轴7即可。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种鼓形齿式联轴器，其特征在于，包括：沿着中轴线依次设置有第一法兰接轴，第一鼓形外齿套，第二鼓形外齿套，第二法兰接轴，以及套装在是第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套外部的内齿圈；
所述第一法兰接轴、第一鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；所述第二法兰接轴、第二鼓形外齿套通过设置在其外端面上相互嵌合的棘爪结构和螺栓固定连接；第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套分别通过齿轮与内齿圈啮合连接。
2.根据权利要求1所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述棘爪结构包括：设置第一法兰接轴或第一鼓形外齿套或第二鼓形外齿套或第二法兰接轴外端面上均设有交错布置的凸台和凹槽。
3.根据权利要求2所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述凸台中心宽度等于或小于凹槽中心宽度。
4.根据权利要求1所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套均包括：在第一鼓形外齿套或第二鼓形外齿套外表面上设置有与内齿圈相配合的齿轮部；
且所述齿轮部满足L1＞1/2L2，式中，L1为鼓形外齿套长度，L2为内齿圈长度。
5.根据权利要求1所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述内齿圈为一体成型结构，且在所述内齿圈的内表面的两端对称分布有两道直齿。
6.根据权利要求1所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述联轴器还包括：第一密封组件、第二密封组件；
所述第一密封组件、第二密封组件分别通过腰形阶梯孔及螺栓安装在第一鼓形外齿套和第二外鼓形外齿套上。
7.根据权利要求6所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述第一密封组件、第二密封组件均包括：密封盖、骨架油封、压板；
所述密封盖设腰形阶梯孔，与第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套端面上的螺纹孔一一对应，所述骨架油封嵌装在密封盖上，分别与第一鼓形外齿套、第二鼓形外齿套轻接触，所述压板通过螺栓压紧所述骨架油封。
8.根据权利要求7所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所腰形阶梯孔的外形呈腰型，在深度方向设台阶，设通孔的直径为d，螺栓头部外径dk，腰形阶梯孔的大孔径D1，阶梯小孔径D2，所述腰形阶梯孔满足d≤D2＜dk＜D1。
9.根据权利要求1所述的鼓形齿式联轴器，其特征在于，所述内齿圈的外表面对称分布有两个吊耳。
10.一种大型快换式风电齿轮箱测试装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的鼓形齿式联轴器。
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