EA029455B1 - Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit - Google Patents
Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit Download PDFInfo
- Publication number
- EA029455B1 EA029455B1 EA201600273A EA201600273A EA029455B1 EA 029455 B1 EA029455 B1 EA 029455B1 EA 201600273 A EA201600273 A EA 201600273A EA 201600273 A EA201600273 A EA 201600273A EA 029455 B1 EA029455 B1 EA 029455B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- shaft
- stage
- gear
- multiplier
- sun gear
- Prior art date
Links
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в ветроэлектрических агрегатах с большой мощностью в качестве мультипликатора, а в некоторых машинах и механизмах, в том числе грузоподъемных устройствах с выходными валами, работающими под большим грузом и при малых скоростях, - в качестве редуктора. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции, повышение надежности и КПД мультипликатора, а также уменьшение его потери на трение, металлоемкости, габаритных размеров и себестоимости. Задача изобретения решается тем, что в трехступенчатом мультипликаторе, первая ступень которого выполнена в виде планетарной передачи, а вторая и третья ступени - в виде цилиндрической зубчатой передачи, ведущие и ведомые колеса второй и третьей ступеней установлены на двух валах, один вал расположен на средней части, а другой - на верхней части корпуса мультипликатора. Средний вал является валом ведомого колеса третьей ступени, а также выходным валом мультипликатора. На верхнем валу установлены ведомое колесо второй ступени и ведущее колесо третьей ступени. Сателлиты первой ступени установлены на спаренных подшипниках. На правой крайней стороне вала солнечной шестерни выполнена цилиндрическая ячейка, и на этой ячейке установлены спаренные подшипники, на которые посажена левая крайняя часть выходного вала третьей ступени. На валу солнечной шестерни выполнены зубья, имеющие жесткие связи с ведущим колесом второй ступени посредством шлицевого соединения. При этом вал солнечной шестерни играет также роль вала ведущего колеса второй ступени. Предложенный трехступенчатый мультипликатор для ветроэлектрического агрегата за счет наличия малого количества деталей имеет высокую надежность работы, может быть компактно выполнен, что приводит к значительному уменьшению его габаритных размеров, а также снижению металлоемкости и себестоимости. Установление выходного вала на середине корпуса дает возможность симметричного размещения мультипликатора совместно с электрическим генератором на башне ветроэлектрического агрегата, что относительно вибрационной стойкости имеет большое значение. Уменьшение габаритных размеров и веса мультипликатора облегчает его транспортировку и расходы на транспортировку.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be applied in wind power units with high power as a multiplier, and in some machines and mechanisms, including lifting devices with output shafts operating under high loads and at low speeds, as a gearbox. The objective of the invention is to improve the design, increase the reliability and efficiency of the multiplier, as well as reduce its loss of friction, metal, overall dimensions and cost. The objective of the invention is solved by the fact that in a three-stage multiplier, the first stage of which is made in the form of a planetary gear, and the second and third stages in the form of a cylindrical gear, the driving and driven wheels of the second and third stages are installed on two shafts, one shaft is located in the middle part and the other is at the top of the multiplier frame. The middle shaft is the third-stage driven shaft, as well as the output shaft of the multiplier. On the upper shaft there is a second-stage driven wheel and a third-stage drive wheel. The first stage satellites are mounted on twin bearings. A cylindrical cell is made on the right extreme side of the sun gear shaft, and twin bearings are mounted on this cell, on which the left extreme part of the third-stage output shaft is mounted. On the shaft of the sun gear there are teeth, which have rigid connections with the driving wheel of the second stage by means of a splined connection. In this case, the shaft of the sun gear also plays the role of the shaft of the second-stage drive wheel. The proposed three-stage multiplier for a wind-electric unit due to the presence of a small number of parts has a high reliability of operation, can be compactly implemented, which leads to a significant reduction in its overall dimensions, as well as a decrease in metal consumption and cost. The establishment of the output shaft in the middle of the body allows symmetrical placement of the multiplier together with the electric generator on the tower of the wind-electric unit, which is of great importance with respect to vibration resistance. Reducing the overall dimensions and weight of the multiplier facilitates its transportation and transportation costs.
029455 Β1029455 Β1
029455029455
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в ветроэлектрических агрегатах с большой мощностью в качестве мультипликатора, а в некоторых машинах и механизмах, в том числе грузоподъемных устройствах с выходными валами, работающими под большим грузом и при малых скоростях, - в качестве редуктора.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be applied in wind power units with high power as a multiplier, and in some machines and mechanisms, including lifting devices with output shafts operating under high loads and at low speeds, as a gearbox.
Известен трехступенчатый планетарный редуктор, состоящий из электрического двигателя, а также быстроходного, промежуточного и тихоходного планетарных рядов. Каждый ряд состоит из соответствующей солнечной шестерни, сателлитов, водила и центрального зубчатого колеса (короны). Быстроходное водило с промежуточной солнечной шестерней, а тихоходный (выходной) вал с тихоходным водилом выполнены как единое целое. Кроме того, тихоходный вал установлен с опорой на два радиальных шарикоподшипника. Промежуточное водило выполнено с внутренним зубчатым венцом и консольно при помощи оси расположено на двух подшипниках, установленных в теле тихоходного водила. Для устранения возможности перемещения промежуточного водила по оси используются стопорные кольца. Зацепление зубьев тихоходной солнечной шестерни и внутренних зубьев зубчатого венца промежуточного водила выполнено с радиальными и боковыми зазорами, не менее чем произведение модуля зацепления (т) на 0,4. Вал электрического генератора, посредством жестким образом прикрепленной на нем шестерни, имеет зацепление с сателлитами водила и составляет первую ступень редуктора. Путем выполнения зубьев на валу быстроходного водила изготовлена промежуточная солнечная шестерня, которая имеет зацепление с сателлитом промежуточного водила и совместно с ним составляет вторую ступень редуктора. Зубчатый венец промежуточного водила с внутренним зацеплением имеет жесткую связь с солнечной шестерней и зацепление с сателлитом тихоходного водила. Тихоходное водило выполнено как единое целое с тихоходным валом. Тихоходная солнечная шестерня, тихоходный сателлит и тихоходное водило вместе составляют третью ступень редуктора [1].Known three-stage planetary gearbox, consisting of an electric motor, as well as high-speed, intermediate and low-speed planetary rows. Each row consists of a corresponding sun gear, satellite, carrier and central gear (crown). High-speed carrier with an intermediate sun gear, and low-speed (output) shaft with low-speed carrier are made as a single unit. In addition, the low-speed shaft is mounted with two radial ball bearings. Intermediate carrier is made with an internal gear rim and console with the help of an axis located on two bearings mounted in the body of the low-speed carrier. To eliminate the possibility of moving the intermediate carrier along the axis, circlips are used. The engagement of the teeth of the low-speed sun gear and the internal teeth of the ringing gear of the intermediate carrier are made with radial and lateral gaps, not less than the product of the engagement module (t) by 0.4. The shaft of the electric generator, by means of a gear rigidly attached to it, is engaged with the satellites of the carrier and constitutes the first stage of the gearbox. By running the teeth on the shaft of a high-speed carrier, an intermediate sun gear was made, which has an engagement with the satellite of the intermediate carrier and together with it constitutes the second stage of the gearbox. The toothed rim of the intermediate carrier with internal gearing has a rigid connection with the sun gear and engagement with the satellite of the low-speed carrier. Low-speed carrier is made as a unit with low-speed shaft. Low-speed sun gear, low-speed satellite and low-speed carrier together make up the third stage of the gearbox [1].
В этом редукторе все три ступени выполнены в виде планетарной передачи, что является одним из его недостатков. Как известно из литературы, в многоступенчатых, в том числе трехступенчатых, редукторах при выполнении всех их ступеней в виде планетарной передачи, несмотря на возможности получения большого передаточного числа, их КПД, в сравнении с редукторами, у которых первые одна или две ступени выполняются в виде планетарной, а другие - в виде цилиндрической зубчатой передачи, бывают намного ниже, и чем больше передаточное число редуктора, тем меньше становится его КПД. Кроме того, в этом редукторе наличие большого количества деталей и сложность технологии изготовления также являются его недостатками, так как наличие большого количества деталей, с одной стороны, приводит к увеличению его габаритных размеров, веса, металлоемкости и себестоимости, а с другой стороны к наибольшему нагреву вращающихся деталей, находящихся во встречной зацеплении друг с другом и уменьшению КПД.In this gear, all three stages are made in the form of a planetary gear, which is one of its drawbacks. As is known from the literature, in multi-stage, including three-stage, gearboxes, when all their stages are performed in the form of a planetary gear, despite the possibility of obtaining a large gear ratio, their efficiency, compared to gearboxes, in which the first one or two stages are performed as planetary, and others - in the form of a cylindrical gear, are much lower, and the greater the gear ratio of the gearbox, the less its efficiency becomes. In addition, in this gearbox the presence of a large number of parts and the complexity of manufacturing technology are also its disadvantages, since the presence of a large number of parts, on the one hand, leads to an increase in its dimensions, weight, metal consumption and cost, and on the other hand to the greatest heat rotating parts that are in counter-engagement with each other and reduce efficiency.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является мультипликатор и генератор ветроагрегата, у которого первая ступень выполнена в виде планетарной передачи, а другие две ступени - в виде классическим образом последовательно соединенных между собой цилиндрической зубчатой передачи, у которой планетарная передача состоит из входного вала и выполненное как единое целое с ним водило, сателлита и подшипника скольжения, установленного на его оси, центрального кольца, солнечной шестерни, выходного вала планетарной передачи и подшипников. При этом выходной вал планетарной передачи одновременно является и валом солнечной шестерни. Ось сателлита посажена на ячейки водила и на себе придерживает подшипник скольжения и сателлит. Сателлит с центральным кольцом имеет внутреннее, а с солнечной шестерней - наружное зацепление зубьев, а водило расположено на подшипнике. Вторая ступень состоит из ведущего кольца с зацеплением зубьев с ведомым кольцом, жестко прикрепленным на тихоходный вал цилиндрической зубчатой передачи и выполненным как единое целое с промежуточным валом, причем вал солнечной шестерни первой ступени, посредством зубчатой муфты, имеет жесткую связь с тихоходным валом цилиндрической зубчатой передачи второй ступени. Третья ступень состоит из промежуточного вала, прикрепленного на него ведущего кольца третьей ступени и ведомого кольца третьей ступени, с зацеплением зубьев с этим кольцом, и выполненного как единое целое с выходным валом. Валы цилиндрической зубчатой передачи этой ступени установлены на соответствующие подшипниковые пары. Все детали мультипликатора установлены внутри общего корпуса [2].Closest to the proposed invention, the technical solution is a multiplier and a generator of a wind turbine, in which the first stage is designed as a planetary gear and the other two steps are in the form of a cylindrical gear train, in which the planetary gear consists of an input shaft and is made as a single unit with him drove, satellite and sliding bearing installed on its axis, the central ring, the sun gear, the output shaft of the planetary Transferring bearings. In this case, the output shaft of the planetary gear unit is also the shaft of the sun gear. The axis of the satellite is planted on the carrier cells and on itself holds the sliding bearing and the satellite. The satellite with the central ring has an internal one, and with the sun gear it has an external gearing of the teeth, and the carrier is located on the bearing. The second stage consists of a drive ring with teeth meshing with a driven ring, a cylindrical gear drive rigidly attached to the low-speed shaft and made integral with the intermediate shaft, and the first-stage sun gear shaft, through the gear coupling, is rigidly connected to the low-speed cylindrical gear shaft second stage. The third stage consists of an intermediate shaft attached to it by a leading ring of the third stage and a driven ring of the third stage, with the teeth meshing with this ring, and made as one piece with the output shaft. The shafts of a cylindrical gear of this stage are mounted on the respective bearing pairs. All the details of the multiplier are installed inside the common case [2].
Один из недостатков этого мультипликатора состоит в том, что при выполнении второй и третьей ступеней в виде классических, последовательно соединенных между собой цилиндрических зубчатых передач, не может быть обеспечена соосность входного и выходного валов. В таком случае, поскольку параллельные друг с другом входной и выходной валы находятся в разных плоскостях, применение этого мультипликатора в ветроагрегатах ограничивается. Так, при этом электрический генератор должен быть установлен или на раме башни ветроэлектрического агрегата несимметрично, или же выше уровня этой рамы, что приводит значительному увеличению габаритных размеров, дополнительной потере металла и относительному росту себестоимости. Кроме того, в этом мультипликаторе использование трех валов и большого количества подшипников у цилиндрической зубчатой передачи второй и третьей ступеней также приводит как к усложнению его конструкции, так и к увеличению металлоемкости, что, в свою очередь, также оказывает отрицательное влияние на себестоимость мультипликатора, на его надежностьOne of the drawbacks of this multiplier is that when performing the second and third stages in the form of classical, cylindrical gears connected in series, the alignment of the input and output shafts cannot be ensured. In this case, since the input and output shafts parallel to each other are in different planes, the use of this multiplier in wind turbines is limited. Thus, the electric generator must be installed either on the frame of the tower of the wind-electric unit asymmetrically, or above the level of this frame, which leads to a significant increase in overall dimensions, additional metal loss and a relative increase in cost. In addition, in this multiplier, the use of three shafts and a large number of bearings in a cylindrical gear of the second and third stages also leads to complication of its design, and to an increase in metal consumption, which, in turn, also has a negative impact on the cost price of the multiplier, on its reliability
- 1 029455- 1 029455
работы и экономические показатели. Наличие большого количества подшипников приводит также к уменьшению КПД мультипликатора. Другим недостатком этого мультипликатора является установление сателлита на подшипник скольжения, так как за счет возникновения дополнительного трения между этим подшипником и осью сателлита это приводит к нагреву каждого из них и для уменьшения этого трения необходимо применение специального способа принудительной смазки подшипника.work and economic performance. The presence of a large number of bearings also leads to a decrease in the efficiency of the multiplier. Another disadvantage of this multiplier is the establishment of a satellite on a plain bearing, since due to the occurrence of additional friction between this bearing and the axis of the satellite, this heats each of them and to reduce this friction, a special method of forced lubrication of the bearing is necessary.
Задачей изобретения является усовершенствование конструкции, повышение надежности и КПД мультипликатора, а также уменьшение его потери на трение, металлоемкости, габаритных размеров и себестоимости.The objective of the invention is to improve the design, increase the reliability and efficiency of the multiplier, as well as reduce its loss of friction, metal, overall dimensions and cost.
Для положительного решения поставленной задачи в трехступенчатом мультипликаторе для ветроэлектрического агрегата, состоящем из корпуса, установленной внутри него первой ступени с планетарной передачей, содержащего выполненное как единое целое с входным валом и посаженное на подшипник водило, с осями, расположенными на одинаковых угловых расстояниях относительно друг друга, сателлитов, посаженных на эти оси посредством подшипника и центрального колеса с внутренним зацеплением зубьев с ними, солнечной шестерни с наружными зацеплением зубьев с сателлитами и его вала, а вторая и третья ступени с цилиндрической зубчатой передачей, содержащие ведущие и ведомые колеса и их валов, подшипников, на которых посажены эти валы, и соответствующих подшипниковых крышек, ведущие и ведомые колеса второй и третьей ступеней установлены на двух валах, расположенных один на средней части, а другой на верхней части корпуса мультипликатора, причем на среднем валу, одновременно являющимся выходным валом мультипликатора, установлено ведомое колесо третьей ступени, а на верхнем валу - ведомое колесо второй и ведущее колесо третьей ступеней, сателлиты первой ступени установлены на спаренных подшипниках, а на правой крайней стороне вала солнечной шестерни выполнена цилиндрическая ячейка, и на этой ячейке установлены спаренные подшипники, на которые посажена левая крайняя часть выходного вала третьей ступени, кроме того, на валу солнечной шестерни выполнены зубья, имеющие жесткие связи с ведущим колесом второй ступени посредством шлицевого соединения. Оси водила и вал солнечной шестерни с правой крайней стороны снабжены ограничителями скольжения в горизонтальном направлении, в виде круглой плоскости, причем ограничители осей водила выполнены сплошными, а ограничитель вала солнечной шестерни - с отверстием, выполненным в центре, для прохождения вала ведомого колеса третьей ступени.For a positive solution of the task in a three-stage multiplier for a wind-electric unit, consisting of a casing installed inside it a first stage with a planetary gear containing integrally formed with the input shaft and planted on a bearing, with axes spaced at equal angular distances relative to each other , satellites planted on these axes by means of a bearing and a central wheel with internal gearing of teeth with them, a sun gear with external gearing m teeth with satellites and its shaft, and the second and third stages with a cylindrical gear, containing the leading and driven wheels and their shafts, bearings, which are planted on these shafts, and the corresponding bearing caps, leading and driven wheels of the second and third stages are set to two shafts located one on the middle part and the other on the upper part of the multiplier case, and on the middle shaft, which is also the output shaft of the multiplier, there is a third-wheel driven wheel, and on the top shaft - a follower The second wheel and the third stage drive wheel, the first stage satellites are mounted on twin bearings, and a cylindrical cell is made on the right extreme side of the sun gear shaft, and on this cell are twin bearings on which the left extreme part of the third stage output shaft is fitted, in addition , on the shaft of the sun gear, teeth are made that have rigid connections with the driving wheel of the second stage by means of a spline connection. The axes of the carrier and the shaft of the sun gear on the right extreme side are provided with slip limiters in the horizontal direction, in the form of a circular plane, and the axle guides of the carrier are made solid, and the limiter of the shaft of the sun gear has a hole made in the center for passing the third-stage driven shaft.
Предложенное изобретение от наиболее близкого к нему, по сущности, технического решения отличается по некоторым признакам, благодаря которым находит свое положительное решение задача изобретения. Эти отличительные признаки заключаются в следующем. В предложенном изобретении ведущие и ведомые колеса второй и третьей ступеней установлены на двух валах, расположенных один на средней части, а другой на верхней части корпуса мультипликатора, причем на среднем валу, одновременно являющимся выходным валом мультипликатора, установлено ведомое колесо третьей ступени, а на верхнем валу - ведомое колесо второй и ведущее колесо третьей ступеней, сателлиты первой ступени установлены на спаренных подшипниках. Установление ведущего и ведомого колеса второй и третьей ступеней на двух валах, расположенных один на средней, а другой на верхней частях корпуса мультипликатора стало возможным за счет того, что на валу солнечной шестерни выполнены зубья, имеющие жесткие связи с ведущим колесом второй ступени посредством шлицевого соединения, а вал солнечной шестерни одновременно играет роль вала ведущего колеса второй ступени. Благодаря этому, во-первых, снижается количество используемых деталей на один вал и на два подшипника, что приводит к снижению металлоемкости, габаритных размеров и себестоимости мультипликатора, во-вторых, за-счет уменьшения дополнительных потерь на трение, общий КПД его повышается. Размещение вала ведомого колеса третьей ступени, одновременно играющего роль выходного вала мультипликатора, на средней части его корпуса дает возможность установления этого вала на одной и той же горизонтальной оси с валом солнечной шестерни первой ступени с планетарной передачей, и в конечном итоге, в наиболее оптимальном горизонтальном положении и более надежно, относительно вибрации в вертикальном направлении, установлению электрического генератора на башне ветроэлектрического агрегата. За счет выполнения на валу солнечной шестерни зубья, имеющие жесткие связи с ведущим колесом второй ступени, посредством шлицевых соединений, вал солнечной шестерни, одновременно функционирует и в качестве вала ведущего колеса второй ступени и обеспечивает его вращение в том же направлении. Этот отличительный признак служит также обеспечению зацепления зубьев солнечной шестерни с ведущим колесом второй ступени и повышению надежности передачи вращательного движения от первого на второй. Кроме того, в предложенном мультипликаторе сателлиты первой ступени установлены на спаренных подшипниках, а на правой крайней стороне вала солнечной шестерни выполнена цилиндрическая ячейка, и на этой ячейке установлены спаренные подшипники, на которые посажена левая крайняя часть выходного вала третьей ступени. Установление сателлита на спаренные подшипники необходимо для обеспечения надежности его вращения, а за счет выполнения на правой крайней стороне вала солнечной шестерни цилиндрической ячейки и подсаживания левой крайней части выходного вала третьей ступени, на спаренные подшипники, установленные на этой ячейке, входной вал мультипликатора, вал солнечной шестерни, выполненного как единое целое с ним и вал ведомого колеса третьей ступени, одновременно функционирующего в качестве выходного вала мультипликатора, располагаются на одной иThe proposed invention from the closest to it, in essence, the technical solution differs in some characteristics, thanks to which the problem of the invention finds its positive solution. These distinctive features are as follows. In the proposed invention, the driving and driven wheels of the second and third stages are mounted on two shafts located one on the middle part and the other on the upper part of the multiplier case, and on the middle shaft, which is also the output shaft of the multiplier, the third driven wheel is installed the shaft is the driven wheel of the second and drive wheels of the third stage, the first stage satellites are mounted on twin bearings. The establishment of the drive and driven wheels of the second and third stages on two shafts, one on the middle and the other on the upper parts of the multiplier case, became possible due to the fact that the teeth on the sun gear shaft are rigidly connected to the second gear drive wheel by means of a splined joint and the shaft of the sun gear plays the role of the drive shaft of the second stage at the same time. Due to this, firstly, the number of parts used is reduced by one shaft and two bearings, which leads to a decrease in metal consumption, overall dimensions and cost of the multiplier, and secondly, due to the reduction of additional friction losses, its overall efficiency increases. Placing the shaft of the driven wheel of the third stage, which simultaneously plays the role of the output shaft of the multiplier, on the middle part of its body, makes it possible to mount this shaft on the same horizontal axis with the shaft of the sun gear of the first stage with the planetary gear, and ultimately in the most optimal horizontal position and more reliably, relative to vibration in the vertical direction, the installation of an electric generator on the tower of the wind-electric unit. Due to the implementation on the shaft of the sun gear teeth, having a rigid connection with the drive wheel of the second stage, through the spline connections, the shaft of the sun gear, simultaneously functions as the shaft of the drive wheel of the second stage and ensures its rotation in the same direction. This distinctive feature also serves to ensure the engagement of the teeth of the sun gear with the drive wheel of the second stage and to improve the reliability of the transmission of rotational motion from the first to the second. In addition, in the proposed multiplier, the first-stage satellites are mounted on twin bearings, and a cylindrical cell is made on the right extreme side of the sun gear shaft, and on this cell are twin bearings, on which the left extreme part of the third-stage output shaft is mounted. Installing the satellite on twin bearings is necessary to ensure the reliability of its rotation, and by running the sun gear of the cylindrical cell on the right extreme side and setting the left extreme part of the output shaft to the third stage, on the twin bearings mounted on this cell, the input shaft of the multiplier, solar shaft gears made integral with it and the shaft of the driven wheel of the third stage, simultaneously functioning as the output shaft of the multiplier, are located on the same and
- 2 029455- 2 029455
той же горизонтальной оси, что, в свою очередь, дает возможность установления электрического генератора на башне ветроэлектрического агрегата в наиболее удобном геометрическом положении. Установление спаренных подшипников в цилиндрической ячейке, выполненной на правой крайней стороне вала солнечной шестерни, для подсаживания вала ведомого колеса третьей ступени служит также обеспечению надежного и легкого вращения этого вала. Другим отличительным признаком предложенного мультипликатора является то, что оси водила и вал солнечной шестерни с правой крайней стороны снабжены ограничителями скольжения в горизонтальном направлении, в виде круглой плоскости, причем ограничители осей водила выполнены сплошными, а ограничитель вала солнечной шестерни - с отверстием, выполненным в центре, для прохождения вала ведомого колеса третьей ступени. Благодаря этим отличительным признакам исключается возможность горизонтального скольжения в правую сторону как осей водила, так и вала солнечной шестерни при их вращательном движении.the same horizontal axis, which, in turn, makes it possible to install an electric generator on the tower of the wind-electric unit in the most convenient geometrical position. The establishment of twin bearings in a cylindrical cell, made on the right extreme side of the shaft of the sun gear, for pushing the shaft of the third-stage driven wheel also serves to ensure reliable and easy rotation of this shaft. Another distinguishing feature of the proposed multiplier is that the axle of the carrier and the shaft of the sun gear on the right extreme side are provided with slip limiters in the horizontal direction, in the form of a circular plane, and the limiters of the axes of the carrier are made solid, and the shaft limiter of the sun gear is with a hole in the center , for the passage of the shaft of the driven wheel of the third stage. Due to these distinctive features, the possibility of horizontal sliding to the right side of both the carrier axes and the sun gear shaft during their rotational movement is excluded.
На фигуре представлен конструктивный чертеж предложенного трехступенчатого мультипликатора для ветроэлектрического агрегата.The figure shows a design drawing of the proposed three-stage multiplier for a wind-electric unit.
Мультипликатор состоит из входного вала 1 первой ступени с планетарной передачей, выполненного с ним как единое целое водила 2, которое имеет неподвижные оси 3, расположенные на угловых расстояниях 120° относительно друг друга, и на каждую из этих осей 3 посредством соответствующих спаренных подшипников 4 посажены по одному сателлиту 5 (для простоты на фигуре представлены только лишь одна из осей 3 водила 2, один сателлит 5 и одна пара подшипников 4), неподвижного центрального колеса 6 (корона), солнечной шестерни 7 и его вала 8, который одновременно является и выходным валом для планетарной передачи, ведущего 9 и ведомого 10 колес второй ступени и ведущего 11 и ведомого 12 колес третьей ступени мультипликатора с цилиндрической зубчатой передачей, правой 13 и левой 14 составных частей корпуса, для установления внутри мультипликатора первой ступени с планетарной и второй и третьей ступеней цилиндрической зубчатой передачей соответственно, а также вала 15, установленного на верхней стороне правой составной части 13 его корпуса, на котором размещены ведомое колесо 10 второй ступени и ведущее колесо 11 третьей ступени, а также вала 16, установленного на середине той же составной части 13 корпуса, на котором размещено ведомое колесо 12 третьей ступени, который одновременно играет роли выходного вала для мультипликатора. На правой крайней стороне вала 8 солнечной шестерни 7 выполнена цилиндрическая ячейка 17, внутри которой установлены спаренные подшипники 18 и в них посажена левая крайняя часть вала 16 ведомого колеса 12 третьей ступени с цилиндрической зубчатой передачей. На валу 8 солнечной шестерни 7 выполнены зубья 19, имеющие жесткие связи с ведущим колесом 9 второй ступени посредством шлицевых соединений. Для возможности установления входного вала 1, водила 2, вала 8 солнечного шестерня 7, общего вала 15 ведомого колеса 10 второй ступени и ведущего колеса 11 третьей ступени и вала 16 (выходной вал) ведомого колеса 12 третьей ступени и для обеспечения их вращательного движения используются соответствующие подшипники 20, 21, 22, 23, 24 и 25. Подшипники 20, 24 и 25, установленные на правой 13 и левой 14 составных частях корпуса мультипликатора снабжены подшипниковыми крышками 26, 27 и 28 соответственно. Оси 3 водила 2 и вал 8 солнечной шестерни 7 с правой крайней стороны снабжены ограничителями скольжения в горизонтальном направлении, в виде круглой плоскости, соответственно 29 и 30. При этом ограничители 29 осей 3 водила 2 выполнены сплошными, а ограничитель 30 вала 8 солнечной шестерни 7 - с отверстием, выполненным в центре, для прохождения вала 16 ведомого колеса 12 третьей ступени. Для обеспечения смазки колес 5, 7, 9, 10, 11 и 12, имеющихся у всех ступенях мультипликатора, правая 13 и левая 14 составные части его корпуса с нижней стороны снабжены пространствами 31 и 32, играющими роль ванны для масла.The multiplier consists of an input shaft 1 of the first stage with a planetary gear, made with it as a single unit carrier 2, which has fixed axles 3 located at angular distances of 120 ° relative to each other, and planted on each of these axes 3 by means of corresponding twin bearings 4 one satellite 5 (for simplicity, the figure shows only one of the axes 3 drove 2, one satellite 5 and one pair of bearings 4), the stationary central wheel 6 (crown), sun gear 7 and its shaft 8, which simultaneously is the output shaft for the planetary gear, the lead 9 and the slave 10 wheels of the second stage and the lead 11 and the slave 12 wheels of the third stage multiplier with a cylindrical gear, the right 13 and left 14 component parts of the body, to establish inside the multiplier the first stage with the planetary and second and the third stages of a cylindrical gear, respectively, as well as the shaft 15 mounted on the upper side of the right component 13 of its body, which houses the driven wheel 10 of the second stage and the driving Olesen third stage 11, and a shaft 16 mounted on the middle part of the same body 13 on which the driven wheel is taken by the third stage 12, which also plays the role of the output shaft for the multiplier. On the right extreme side of the shaft 8 of the sun gear 7 there is a cylindrical cell 17 inside which twin bearings 18 are installed and the left extreme portion of the shaft 16 of the third-stage driven wheel 12 with a cylindrical gear train is seated. On the shaft 8 of the sun gear 7, teeth 19 are made, which have rigid connections with the driving wheel 9 of the second stage by means of spline connections. To establish the input shaft 1, the carrier 2, the shaft 8 of the sun gear 7, the common shaft 15 of the second stage driven wheel 10 and the third stage drive wheel 11 and the shaft 16 (output shaft) of the third stage driven wheel 12 and the corresponding ones are used to ensure their rotational movement bearings 20, 21, 22, 23, 24 and 25. Bearings 20, 24 and 25, mounted on the right 13 and left 14 components of the multiplier housing, are equipped with bearing caps 26, 27 and 28, respectively. Axis 3 drove 2 and the shaft 8 of the sun gear 7 on the right extreme side provided with slide stops in the horizontal direction, in the form of a circular plane, respectively 29 and 30. In this case, the stops 29 of the axes 3 drove 2 are solid, and the stop 30 of the shaft 8 sun gear 7 - with a hole made in the center for the passage of the shaft 16 of the driven wheel 12 of the third stage. To ensure the lubrication of the wheels 5, 7, 9, 10, 11 and 12, which are present in all the steps of the multiplier, the right 13 and left 14 components of its hull are equipped with spaces 31 and 32 on the lower side, which play the role of an oil bath.
Трехступенчатый мультипликатор для ветроэлектрического агрегата работает следующим образом.The three-stage multiplier for the wind-electric unit works as follows.
При отсутствии ветра из вала ветроколеса ветроэлектрического агрегата (на фигуре не показан) на непосредственно связанный с ним входной вал 1 первой ступени мультипликатора, с планетарной передачей, вращательное движение не передается, и все колеса мультипликатора 5, 7, 9, 10, 11 и 12 находятся в неподвижном состоянии. Как только скорость ветра достигает минимального рабочего значения, необходимого для работы ветроэлектрического агрегата, он пускается в работу и вращательное движение с вала ветроколеса передается на входной вал 1 мультипликатора, одновременно играющий роль вала 3 водило 2, и оттуда на водило 2, выполненное с входным валом 1 как единое целое, на каждую неподвижную ось 3, расположенные на угловых расстояниях 120° относительно друг друга, на которую посредством соответствующих спаренных подшипников 4 посажено по одному сателлита 5. Таким образом, за счет того, что сателлиты 5 с неподвижным центральном колесом 6 имеют внутреннее зацепление зубьев, то при вращении водила 2 посредством ветроколеса они тоже начинают принудительное вращение, и далее это вращательное движение из сателлитов 5 передается к солнечной шестерне 7, находящейся с ними во внутреннем зацеплении зубьев. Этим совершается вращательное движение в первой ступени мультипликатора с планетарной передачей. Далее от солнечной шестерни 7 вращательное движение передается ведомому колесу 9 второй ступени мультипликатора с цилиндрической зубчатой передачей, связанного с валом 8 этой шестерни 7 посредством шлицевого соединения, и оттуда последовательно к ведомому колесу 10 этой ступени, ведущему колесу 11 третьей ступени и ведомому колесу 12 этой сту- 3 029455In the absence of wind from the propeller shaft of the wind-electric unit (not shown in the figure) to the directly connected input shaft 1 of the first stage multiplier, with a planetary gear, the rotational motion is not transmitted, and all the wheels of the multiplier 5, 7, 9, 10, 11 and 12 are stationary. As soon as the wind speed reaches the minimum working value required for the wind-electric unit to work, it starts up and the rotational movement is transmitted from the wind-wheel shaft to the input shaft 1 of the multiplier, which simultaneously plays the role of shaft 3, drove 2, and from there to carrier 2, made with the input shaft 1 as a whole, on each fixed axis 3, located at angular distances of 120 ° relative to each other, on which one satellite 5 is planted by means of corresponding twin bearings 4. ohm, due to the fact that the satellites 5 with a fixed central wheel 6 have internal teeth engagement, when the carrier 2 rotates through the wind wheel, they also begin forced rotation, and then this rotational movement from the satellites 5 is transmitted to the sun gear 7 that is with them internal tooth engagement. This accomplishes the rotational movement in the first stage of a multiplier with a planetary gear. Further, from the sun gear 7, the rotational movement is transmitted to the driven wheel 9 of the second stage of a multiplier with a cylindrical gear connected to the shaft 8 of this gear 7 by means of a splined connection, and from there successively to the driven wheel 10 of this stage, the driving wheel 11 of the third stage and the driven wheel 12 of this station- 3 029455
пени. Наконец, вращательное движение от вала 16 ведомого колеса 12 третьей ступени (выходной вал мультипликатора) передается к валу электрического генератора (на фигуре не показан). При этом вращательные движения входного вала 1, водила 2, вала 8 солнечной шестерни 7, общего вала 15 ведомого колеса 10 второй и ведущего колеса 11 третьей ступеней и вала 16 (выходной вал мультипликатора) ведомого колеса 12 третьей ступени обеспечиваются при помощи соответствующих подшипников 20, 21, 22, 23, 24 и 25. А для обеспечения вращательного движения сателлитов 5 и части вала 16 ведомого колеса 12 третьей ступени, расположенного на цилиндрической ячейке 17, выполненной на правой крайней стороне вала 8 солнечной шестерни 7, используются спаренные подшипники 4 и 18 соответственно.penalties. Finally, the rotational movement from the shaft 16 of the driven wheel 12 of the third stage (the output shaft of the multiplier) is transmitted to the shaft of the electric generator (not shown in the figure). While the rotational movement of the input shaft 1, drove 2, the shaft 8 of the sun gear 7, the common shaft 15 of the driven wheel 10 of the second and drive wheels 11 of the third stage and the shaft 16 (output shaft of the multiplier) of the third driven wheel 12 are provided with the help of the respective bearings 20, 21, 22, 23, 24 and 25. And to ensure the rotational movement of the satellites 5 and part of the shaft 16 of the third-wheel driven wheel 12, located on a cylindrical cell 17, made on the right extreme side of the shaft 8 of the sun gear 7, paired hems are used pniki 4 and 18, respectively.
Таким образом, минимальная скорость входного вала (для ветроэлектрических агрегатов промышленного масштаба эта скорость составляет 20-25 об/мин), приводимого во вращательное движению посредством ветроколеса, посредством трехступенчатого мультипликатора с суммарным передаточным числом всей ступеней 90-100, повышается до 1500-1800 об/мин, и обеспечивается номинальный режим работы генератора.Thus, the minimum speed of the input shaft (for industrial-scale wind-driven units, this speed is 20-25 rpm), which is set in rotational motion by the wind-wheel, by means of a three-stage multiplier with a total gear ratio of the whole steps of 90-100, rises to 1500-1800 / min, and provides a nominal mode of the generator.
Предложенный трехступенчатый мультипликатор для ветроэлектрического агрегата благодаря малому количеству деталей имеет более высокую надежность. В сравнении с обычными трехступенчатыми мультипликаторами, выполненными классическим образом, металлоемкость низкая, а надежность и КПД высокие, время безотказной работы намного больше. Благодаря расположению выходного вала в центральной части корпуса он может быть выполнен более компактно, за счет чего его габаритные размеры намного уменьшаются и совместно с электрическим генератором он может быть симметрично установлен на башне ветроагрегата, что в отношении вибрационной стойкости имеет большое значение. Уменьшение габаритных размеров и веса облегчает транспортировку этого мультипликатора и намного снижает расходы на транспортировку.The proposed three-stage multiplier for the wind-electric unit due to the small number of parts has a higher reliability. In comparison with the usual three-stage multipliers made in the classical way, the metal consumption is low, and the reliability and efficiency are high, the uptime is much longer. Due to the location of the output shaft in the central part of the hull, it can be made more compact, due to which its overall dimensions are much reduced and, together with an electric generator, it can be installed symmetrically on the wind turbine tower, which is of great importance for vibration resistance. The reduction in overall dimensions and weight facilitates the transportation of this multiplier and greatly reduces transportation costs.
С учетом всех указанных преимуществ можно сделать вывод, что предложенный трехступенчатый мультипликатор может широко применяться у ветроэлектрических агрегатах большой мощности, предназначенных для выработки электрической энергии.Taking into account all these advantages, it can be concluded that the proposed three-stage multiplier can be widely used in high-power wind power units designed to generate electrical energy.
ЛитератураLiterature
1. Сильченко П.Н., Леканов А.В, Порпылев В.Г и др. Электропривод с трехступенчатым пленарным редуктором. Патент РФ № КИ 2472993, МПК Р16Н 1/46, Р16Н 57/023, Р16Н 57/08, Опубликовано: 20.01.2013 Бюл. № 2.1. Silchenko P.N., Lekanov A.V., Porpylev V.G and others. Electric drive with a three-stage plenary gear. RF patent number KI 2472993, IPC R16N 1/46, R16N 57/023, R16N 57/08 Published: 01/20/2013 Bull. No. 2
2. 8Ни1сЫ Пауата, Токю (ДР); НМеаИ Νί^ΠίΗα. Токю (ДР). ΡΡΑΝΕΤΑΚΙ ΟΕΑΚ υΝΙΤ ΑΝΏ \ΙΝΏ ΤυΚΒΙΝΕ ΟΕΝΕΚΑΤΟΚ. ииНеб 81а1е5 Ра1еи1 № υδ 8790213 В1. Ιηΐ.ΟΙ. Р16Н 57/08; и.8.С1. 475/346, 475/331. Иа1е о£ Ра1ей: 1и1. 29, 2014, - прототип.2. 8Ни1СЫ Pauata, Toku (DR); NMeA И ^ ΠίΗα. Toku (DR). ΡΡΑΝΕΤΑΚΙ ΟΕΑΚ υΝΙΤ ΑΝΏ \ ΙΝΏ ΤυΚΒΙΝΕ ΟΕΝΕΚΑΤΟΚ. iNeb 81a1e5 Pa1e1 № υδ 8790213 B1. Ιηΐ.ΟΙ. Р16Н 57/08; and.8.C1. 475/346, 475/331. Iaie about £ Pailey: 1i1. 29, 2014, is a prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201600273A EA029455B1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201600273A EA029455B1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201600273A1 EA201600273A1 (en) | 2017-07-31 |
| EA029455B1 true EA029455B1 (en) | 2018-03-30 |
Family
ID=59383877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201600273A EA029455B1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA029455B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1677032A1 (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-05 | Eickhoff Maschinenfabrik GmbH | Method to replace the orbital gears |
| US20070265433A1 (en) * | 1998-09-18 | 2007-11-15 | Binax, Inc. | Process and Materials for the Rapid Detection of Streptococcus Pneumoniae Employing Purified Antigen-Specific Antibodies |
| RU2472993C1 (en) * | 2011-05-12 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Electric drive with three-step planetary gear |
| US8790213B1 (en) * | 2011-12-28 | 2014-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Planetary gear unit and wind turbine generator |
-
2016
- 2016-01-19 EA EA201600273A patent/EA029455B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070265433A1 (en) * | 1998-09-18 | 2007-11-15 | Binax, Inc. | Process and Materials for the Rapid Detection of Streptococcus Pneumoniae Employing Purified Antigen-Specific Antibodies |
| EP1677032A1 (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-05 | Eickhoff Maschinenfabrik GmbH | Method to replace the orbital gears |
| RU2472993C1 (en) * | 2011-05-12 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Electric drive with three-step planetary gear |
| US8790213B1 (en) * | 2011-12-28 | 2014-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Planetary gear unit and wind turbine generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201600273A1 (en) | 2017-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2184488B1 (en) | Split torque compound planetary drivetrain for wind turbine applications | |
| EP2391825B1 (en) | Drive device for a wind turbine | |
| CN201071904Y (en) | Differential epicyclic gear box | |
| EP2383489A1 (en) | Gearbox for a wind turbine | |
| EP2587056B1 (en) | Wind turbine with single-stage compact drive train | |
| CN109654208B (en) | Continuously variable transmission | |
| CN202545696U (en) | High-power two-stage speed-increasing planet gearbox | |
| CN104776202A (en) | Power flow division type acceleration gearbox for 6-8MW semi-direct driving wind generation set | |
| CN200968385Y (en) | Wind power generation yaw reducing gear box | |
| US10018182B2 (en) | Turbine driven by wind or motor and method for generating electricity | |
| EP2594819A1 (en) | Split load path gearbox | |
| EA029455B1 (en) | Three-stage multiplying gear for a wind-electric unit | |
| US20130294916A1 (en) | Inverted Tooth Silent Drive Chain for Wind Turbine Powertrain Applications | |
| CN214499954U (en) | Hydraulic power speed increaser | |
| CN115681413A (en) | High-speed planetary gear box with high speed ratio for gas turbine | |
| CN1587681A (en) | Yaw gearbox for wind power generator | |
| CN113266535A (en) | Transmission assembly for connecting impeller shaft and main shaft of wind generating set | |
| CN111355342A (en) | Self-driven multi-gear speed-changing or non-gear speed-changing flywheel generator | |
| CN109563814B (en) | Wind power transmission device | |
| CN106704492A (en) | Modular yawing and variable pitch type driving device | |
| CN201475259U (en) | Differential type speed regulating mechanism | |
| CN112178134A (en) | Large-scale high-rigidity impact-resistant precise speed reduction device | |
| CN109915566A (en) | A kind of lifting gear box of self-lifting ocean | |
| CN104832378B (en) | Wind-driven generator transmission system, driving-chain and wind-driven generator | |
| CN217440729U (en) | Hydraulic torque-changing differential device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KZ KG TJ TM RU |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ |