CN104500703B - 风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端 - Google Patents

风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，其输出端箱体包括末级行星轮系的后箱体和传动轴的支撑箱体，它们通过螺栓连接，末级行星架的输出端和传动轴对接区域位于后箱体和支撑箱体之间的密封空间；后箱体上设有放油螺塞，支撑箱体上设有油脂注入口；末级行星架的输出端通过轴承支撑在后箱体上，轴承置于润滑油中，轴承的外侧设有骨架式密封圈；支撑箱体上设有两个滚子轴承，油脂注入口位于两个滚子轴承之间，两个滚子轴承均置于润滑脂中，它们的外侧设有密封圈；传动轴的一端穿越两个滚子轴承后置于后箱体和支撑箱体间的密封空间，通过端部的外花键与匹配的内花键对接，另一端置于支撑箱体外，端部设有驱动齿轮。

Description

风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端
技术领域
本发明专利涉及一种风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端。
背景技术
偏航与变桨齿轮箱是风力发电机组的重要组件之一。由于风场大多地处偏远、交通不便、自然环境恶劣的地区；而且偏航变桨齿轮箱安装在离几十米的机舱内，空间狭小，维护困难；随着风机向大型化和海上机型发展，偏航变桨的重量和体积越来越大，维修更加不便。一旦偏航变桨齿轮箱发生故障，可能造成风机长时间停机，会给业主造成巨大的经济损失。因此这些对偏航变桨齿轮箱维护的便捷性提出了非常高的要求。
现有偏航变桨齿轮箱一般由减速机构和输出机构两大部分构成。减速机构和输出机构作为一个安装的整体；减速机构的低速级一般采用NGW行星结构，末级行星架与输出轴采用花键联接，输出轴通过两个滚子轴承支撑在输出箱体上，其中，上端较小的滚子轴承的润滑方式与末级行星级部件一样，是采用润滑油润滑，下端较大的滚子轴承采用油脂润滑。同时，在两个滚子轴承中间设有骨架油封，用以隔离两种不同润滑介质。
上面的结构具有以下明显不足：齿轮箱达到减速机构和输出机构两部分会相互影响，一方发生故障后，可能会导致另一方也无法正常工作，维修的时候都可能需要将整台减速器拆下维修；另外，由于齿轮箱整体重量和体积过大,维修时需要的现场吊机的起吊重量和拆装空间和都比较大，一旦减速器的总重量超过现场吊机的起吊能力，或者遇到现场空间狭小的情况下，即无法整体拆卸和重新安装，有时只能将零件通过人工逐级拆散和安装，非常费时费力；另外，输出机构中密封润滑油的油封位于两个输出滚子轴承之间，万一该处的油封损坏，更换油封前需要先拆下上端的滚子轴承，而在维修现场一般无法实现，从而无法更换油封，只能更换整台齿轮箱……以上问题都增加了维护时间和成本，而且可能造成长时间停机，造成巨大的经济损失。
因此，如何优化偏航变桨齿轮箱的结构，提高维修的便捷性，尤其是降低拆装作业的难度，是业内关注的热门课题。但是，时至今日，并未有这方面的文献见诸报道。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前风力发电偏航减速机与变桨齿轮箱的减速机构和输出机构两部分发生故障后相互影响，维修时现场起吊和拆装困难，输出轴上两个滚子轴承之间用来密封润滑的油封现场无法现场更换的实际问题，对偏航减速机与变桨齿轮箱的输出端进行改进，提供一种新的风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端。
本发明的目的是这样实现的：一种风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，包括输出端箱体、穿越密封圈的末级行星架的输出端、与末级行星架的输出端对接的传动轴，以及输出轴支撑轴承和密封圈，其特征在于：
a)所述的输出端箱体包括末级行星轮系的后箱体和传动轴的支撑箱体，后箱体和支撑箱体通过螺栓连接，行星架的输出端和传动轴对接区域位于后箱体和支撑箱体之间的密封空间；所述后箱体上设有放油螺塞，所述支撑箱体上设有油脂注入口；
b)末级行星架的输出端穿越并通过轴承支撑在所述后箱体上，轴承置于润滑油中，轴承的外侧设有骨架式密封圈；支撑箱体上设有上下两个滚子轴承，所述的润滑脂注入口位于上下两个滚子轴承之间的支撑箱体上，两个滚子轴承均置于润滑脂中，它们的外侧设有密封圈；
c)传动轴的一端穿越两个滚子轴承后置于后箱体和支撑箱体之间的密封空间，传动轴通过端部的外花键与末级行星架输出端的内花键对接，另一端置于支撑箱体外，端部设有驱动齿轮。
在本发明中：上下两个滚子轴承分别由止口定位于支撑箱体中，位于驱动齿轮一端的传动轴上设有环形凸台，另一端的传动轴上设有螺纹，配有与螺纹匹配的轴承锁紧螺母，传动轴穿越两个滚子轴承后，环形凸台抵于同端的密封圈，另一端的锁紧螺母旋于匹配的螺纹后抵于同端的密封圈，形成整体结构的传动轴总成；后箱体和支撑箱体通过螺栓连接后，传动轴端部的外花键与末级行星架输出端的内花键对接。
在本发明中：后箱体和支撑箱体结合部设有用于输出端箱体对接和齿轮箱整体安装的共用法兰。
在本发明中：齿轮箱整体安装的法兰设在支撑箱体上。
本发明的优点在于：对偏航减速机与变桨齿轮箱的输出端进行改进，把传统的一体式输出端箱体分为末级行星轮系的后箱体和传动轴的支撑箱体，把传统的输出轴从齿轮箱中分离出来称为传动轴，在行星架的输出端与传动轴的对接区域形成密封空间，使得部件实现整体分离，相对减轻了单一安装部件的重量，为齿轮箱的拆装提供了十分便利的条件。由于末级行星架的输出端穿越并通过轴承支撑在所述后箱体上，轴承置于润滑油中，轴承的外侧设有骨架式密封圈；支撑箱体上设有上下两个滚子轴承，所述的润滑脂注入口位于上下两个滚子轴承之间的支撑箱体上，两个滚子轴承均置于润滑脂中，它们的外侧设有密封圈，从而为两个分离部件构建了两个不同的独立润滑模式。由于，位于驱动齿轮一端的传动轴上设有环形凸台，另一端的传动轴上设有螺纹，配有与螺纹匹配的轴承锁紧螺母，传动轴穿越两个滚子轴承后，环形凸台抵于同端的密封圈，另一端的锁紧螺母旋于匹配的螺纹后抵于同端的密封圈，使得传动轴可以形成完全独立的部件。
本发明对于偏航与变桨齿轮箱的贡献在于：极大的降低了减速机构和输出机构两部分发生故障后相互影响的概率，在齿轮箱故障时尽可能只维修和更换发生故障的部分；而且实现两部分分开起吊和拆装，大大降低了对现场吊机和拆装空间的要求；现场也可以直接更换减速机构上末级行星架和后箱体之间油封。从而极大的减少了维修时间，并能在很短的时间内让风机恢复正常运行，降低了维修的成本、减少了业主的经济损失。
附图说明
图1是本发明第一种实施例的结构示意图。
图2是本发明第二种实施例的结构示意图。
图3是本发明第三种实施例的结构示意图。
图中：1，末级行星架的输出端；2，轴承；3，骨架式密封圈；4，后箱体；5，支撑箱体；6，传动轴；7，密封圈；8，上滚子轴承；9，下滚子轴承；10，密封圈；11，螺栓，12，驱动齿轮；13，放油螺塞；14，油脂注入口；15，锁紧螺母；16，法兰；17，共用法兰。
具体实施方式
图1、图2和图3分别公开了本发明的不同实施例的具体结构，下面结合附图对本发明实施例作进一步地描述。
由图1、图2和图3可见，它们都设有输出端箱体、穿越密封圈的末级行星架的输出端1、与末级行星架的输出端1对接的传动轴，以及输出轴支撑轴承和密封圈，其中：输出端箱体包括末级行星轮系的后箱体4和传动轴的支撑箱体5，后箱体4和支撑箱体5通过螺栓11连接，行星架的输出端1和传动轴6对接区域位于后箱体4和支撑箱体5之间的密封空间；所述后箱体4上设有放油螺塞13，所述支撑箱体5上设有油脂注入口14。末级行星架的输出端1穿越并通过轴承2支撑在所述后箱体4上，轴承2置于润滑油中，轴承2的外侧设有骨架式密封圈3；支撑箱体5上设有上滚子轴承8和下滚子轴承9，所述的油脂注入口14位于上滚子轴承8和下滚子轴承9之间的支撑箱体5上，上滚子轴承8和下滚子轴承9均置于润滑脂中，上滚子轴承8的外侧设有密封圈7，下滚子轴承9的外侧设有密封圈10。
传动轴6的一端穿越两个滚子轴承9和8后置于后箱体4和支撑箱体5之间的密封空间，传动轴6通过端部的外花键与末级行星架输出端1的内花键对接，另一端置于支撑箱体5外，端部设有驱动齿轮12。
在本实施例中：上滚子轴承8和下滚子轴承9分别由止口定位于支撑箱体5中，位于驱动齿轮12一端的传动轴6上设有环形凸台，另一端的传动轴6上设有螺纹，配有与螺纹匹配的轴承锁紧螺母15，传动轴6穿越两个滚子轴承8和9后，环形凸台抵于同端的密封圈10，另一端的锁紧螺母15旋于匹配的螺纹后抵于同端的密封圈7；后箱体4和支撑箱体5通过螺栓11连接后，传动轴6端部的外花键与末级行星架输出端1的内花键对接。
在图2和图3所述的实施例中：用于齿轮箱整体安装的法兰16设在支撑箱体5上。
安装时，可以先把传动轴6通过上滚子轴承8和下滚子轴承9之间的支撑箱体5上，安装密封圈7和密封圈10，再通过锁紧螺母压紧后，使它们形成一个整体结构的传动轴总成，再通过油脂注入口14注入润滑脂，然后通过螺栓11与后箱体4以及安装部位的底座固定（如图1所示结构），或先将整体结构的传动轴总成通过法兰固定在安装部位的底座上，再提供螺栓11与后箱体4对接（如图2所示结构）。
维修时，只需反向操作使后箱体4与整体结构的传动轴总成分离，对齿轮箱结构进行分解维修，大大减小了维修的工作量。

Claims (4)

1.一种风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，包括输出端箱体、穿越密封圈的末级行星架的输出端、与末级行星架的输出端对接的传动轴，以及输出轴支撑轴承和密封圈，其特征在于：
a) 所述的输出端箱体包括末级行星轮系的后箱体和传动轴的支撑箱体，后箱体和支撑箱体通过螺栓连接，行星架的输出端和传动轴对接区域位于后箱体和支撑箱体之间的密封空间；所述后箱体上设有放油螺塞，所述支撑箱体上设有油脂注入口；
b) 末级行星架的输出端穿越并通过轴承支撑在所述后箱体上，轴承置于润滑油中，轴承的外侧设有骨架式密封圈；支撑箱体上设有上下两个滚子轴承，所述的油脂注入口位于上下两个滚子轴承之间的支撑箱体上，两个滚子轴承均置于润滑脂中，它们的外侧设有密封圈；
c) 传动轴的一端穿越两个滚子轴承后置于后箱体和支撑箱体之间的密封空间，传动轴通过端部的外花键与末级行星架输出端的内花键对接，另一端置于支撑箱体外，端部设有驱动齿轮。
2.根据权利要求1 所述的风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，其特征在于：上下两个滚子轴承分别由止口定位于支撑箱体中，位于驱动齿轮一端的传动轴上设有环形凸台，另一端的传动轴上设有螺纹，配有与螺纹匹配的轴承锁紧螺母，传动轴穿越两个滚子轴承后，环形凸台抵于同端的密封圈，另一端的锁紧螺母旋于匹配的螺纹后抵于同端的密封圈，形成整体结构的传动轴总成；后箱体和支撑箱体通过螺栓连接后，传动轴端部的外花键与末级行星架输出端的内花键对接。
3.根据权利要求1 或2 所述的风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，其特征在于：后箱体和支撑箱体结合部设有用于输出端箱体对接和齿轮箱整体安装的共用法兰。
4.根据权利要求3所述的风力发电机偏航与变桨齿轮箱的输出端，其特征在于：齿轮箱整体安装的法兰设在支撑箱体上。
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