CN101813071A - 风力发电三片双摆线变桨减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线变桨减速器。其特征在于：(1)渐开线行星高速级：由前机座、装在机座内的内齿圈、固定在前机座上的行星架、太阳轮及行星轮组成；(2)三片式内摆线低速级：由偏心轴承、摆线轮、内摆线齿圈、后机座及W输出机构组成，其中摆线轮为三片，相位角为120°；(3)前机座依次与内摆线齿圈、与后机座联接一体；(4)两摆线轮之间和柱销端部装有均载环变为简支结构；(5)低速级输出轴支承轴承之前装有车氏密封圈，严防漏油。有益效果：(a)本发明二级减速，轴向尺寸短、重量轻、维修方便；(b)内、外摆线轮不会断齿，因而比仅有三只行星轮NGW承载能力大；(c)摆线减速器的价格不到行星减速器的一半，因而成本低40-55％；(d)输出轴防漏油车氏密封使用寿命长。
Description
【技术领域】本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线变桨减速器。
【背景技术】变桨减速器是用以改变桨叶迎风角度，使风力发电机组稳定运转的专用齿轮箱。变桨减速器要求很高可靠性：承载力大、输出轴不漏油。目前主要进口三菱重工、意大利布莱维尼公司产品及邦飞利707T。进口变桨减速器的主要问题是漏油。背景技术有二种：
(A)三级行星减速机：其中南京高速齿轮公司200410064931已获发明专利权。
(1)南京高速齿轮公司“风力发电机偏航齿轮箱”(200410064931)；(2)重庆齿轮箱公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200720188097)；(3)天津减速机公司“用于风力发电的变桨齿轮减速机”(200720125070)；(4)重庆齿轮箱公司“带制动器的变桨减速器”(200820100450)；(5)杭州前进风电公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200920116858)。
三级行星减速机主要问题：(a)低速级行星轮仅有三只，承载能力不高；(b)现有橡胶油封(除车氏油封外)都不具备磨损后自动补偿，两道油封稍一磨损也会漏油；(c)结构复杂、另件多、维修困难；(d)轴向尺寸长、笨重、价格昂贵。
(B)锥齿轮+二级行星：泰隆公司(200910034525)的问题是：(a)仍是三级结构，锥齿轮取代行星不经济、外型大；说明书中锥齿减i1＝5.0，《齿轮传动设计手册》指出：多级设计中，为避免大锥齿轮直径过大、制造难，推荐i1≤3.。若i1≈3，则第二级i2≈8.5，速比显然过大；(b)所述“支撑体与油封座接合面上设有端面密封油封”中端面密封油封是什麽？是机械密封？如是，这麽大机械油封价格非常高；是骨架橡胶油封？如是，其防漏油性能较差。
【发明内容】本发明目的在于提供一种比三级行星承载能力大、输出轴不漏油、轴向尺寸短、重量轻、维修方便及制造成本低的风力发电三片双摆线变桨减速器。
(一)三片式传动：是最新发展的摆线传动装置，大连交大齿轮专家对此作了长期的理论研究。优点：(1)理论上承载能力增加50％；(2)改善了转臂轴承；(3)针齿与柱销受力均衡。
(二)双摆线传动：双摆线的啮合特点是互为包络线的摆线等距线齿轮作为共轭曲线齿轮机构。优点：(1)内摆线齿圈取代了针轮，结构简单、另件少；(2)内摆线齿圈与外齿摆线轮为纯滚动、完全润滑状态啮合，因此在输入功率相同情况下，可将减速器机型降低1个等级。
三片双摆线比之NGW行星：(a)单级减速比大；(b)摆线轮弯曲强度极高，多齿啮合传动平稳、承载力高；(d)制造成本不到NGW行星的一半。缺点：(a)摆线的机械效率稍低于NGW行星，但对小功率，这是小问题；(b)悬臂结构柱销弯曲强度较低。
【技术方案】本发明两大技术方案如下：
(一)提高摆线抗冲击能力：均载环使W机构中悬臂柱销变为简支，提高了弯曲能力；
(二)防止漏油：在输出轴上装置车氏密封圈，密封圈是由O型圈和薄唇齿型密封圈组成，具有磨损后自动弹性补偿功能、长寿命、低摩擦、无泄漏及耐-55℃低温等优异特性。
【有益效果】将本发明对照背景技术，特别是已取得发明专利权的(200410064931)，其新颖性、创造性及实用性体现在：(a)本发明二级减速，轴向尺寸短、重量轻、维修方便；(b)内、外摆线轮不会断齿，因而比仅有三只行星轮NGW承载能力大；(c)摆线减速器的价格不到行星减速器的一半，因而成本低40-55％；(d)输出轴防漏油车氏密封使用寿命长。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种风力发电三片双摆线变桨减速器，是由准渐开线行星与三片双摆线两级串联而成，其特征在于：
(A)渐开线行星高速级：由前机座(1)、装在机座内的内齿圈(2)、固定在前机座(1)上的行星架(3)、太阳轮(4)及行星轮(5)组成；
(B)三片式内摆线低速级：由偏心轴承(6)、摆线轮(15)、内摆线齿圈(8)、后机座(11)及W输出机构组成，其中摆线轮(15)为三片，相位角为120°，W输出机构包括柱销(10)、柱套(9)及输出轴(13)；
(C)前机座(1)依次与内摆线齿圈(8)、与后机座(11)联接一体。
所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：两摆线轮之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(15)等宽，传统悬臂柱销装上均载环后，变为简支结构，大大提高柱销的抗弯曲能力。
所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：低速级的内摆线齿圈(8)上的轮齿由线切割机床割出连续曲线得到，线切割表面粗糙度Ra0.5--0.8μm，精度为±0.005mm(相当于磨削)。比之高速小砂轮磨齿，减速比越大，线切割工艺的优点越显突出。
所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：低速级输出轴(13)支承轴承(12)之前装有车氏密封圈(14)，严防漏油，使减速器具有很长的使用寿命。车氏密封以具有自动弹性补偿、长寿命、低摩擦、无泄漏及耐-55℃低温等优异特性而广泛应于于航天、石油化工等领域(详见成大先“机械设计手册”卷2和车氏密封相关论文)。
实施例是对本发明的说明而不是限定，任何简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种风力发电三片双摆线变桨减速器，是由准渐开线行星与三片式双摆线两级串联而成，其特征在于：
(A)渐开线行星高速级：由前机座(1)、装在机座内的内齿圈(2)、固定在前机座(1)上的行星架(3)、太阳轮(4)及行星轮(5)组成；
(B)三片式内摆线低速级：由偏心轴承(6)、摆线轮(15)、内摆线齿圈(8)、后机座(11)及W输出机构组成，其中摆线轮(15)为三片，相位角为120°，W输出机构包括柱销(10)、柱套(9)及输出轴(13)；
(C)前机座(1)依次与内摆线齿圈(8)、与后机座(11)联接一体。
2.根据权利要求1所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：两摆线轮之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(15)等宽。
3.根据权利要求2所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：低速级的内摆线齿圈(8)上的轮齿由线切割机床割出连续曲线得到。
4.根据权利要求2或3所述的风力发电三片双摆线变桨减速器，其特征在于：低速级输出轴(13)支承轴承(12)之前装有车氏密封圈(14)。
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