CN106594238B - 风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构 - Google Patents

风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构，包括风电偏航齿轮箱的中箱体、输出轴和驱动齿轮，其特征在于，输出结构还设有一个含啮合窗的支撑下箱体，啮合窗为扇形开放口，支撑下箱体包络驱动齿轮，驱动齿轮的驱动齿由啮合窗外露；所述的输出轴贯穿驱动齿轮，位于驱动齿轮一侧的输出轴通过调心滚子轴承支撑于中箱体，调心滚子轴承与驱动齿轮之间设有双骨架油封，位于驱动齿轮另一侧的输出轴通过圆柱滚子轴承支撑于支撑下箱体，圆柱滚子轴承与驱动齿轮之间设有nilos密封盖；所述的调心滚子轴承由中箱体的注油口提供的润滑油进行润滑，所述的圆柱滚子轴承由支撑下箱体的油嘴提供的油脂进行润滑。

Description

风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构
技术领域
本发明涉及一种齿轮减速箱的输出支撑结构，特别涉及一种风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构。
技术背景
风电偏航齿轮箱的主要作用是通过输出齿轮与风机中的旋转齿轮啮合传动，从而调整机舱的朝向，最终使风机机舱始终对准风向而最大化地利用风力。其中旋转齿轮的直径一般为2000~3000mm，而偏航齿轮箱输出齿轮的直径一般为200~300mm，所以输出齿轮要带动相对庞大的旋转齿轮无疑将承受巨大的承载压力。并且位于高塔上的风机常受到强风冲击，此时偏航齿轮箱中的输出齿轮需要起着反向刹车的作用，所受到的高强度载荷对输出结构的承载无疑又是高难度挑战。不仅如此，位于高处的机舱还必须考虑舱内零部件结构及装配的紧凑性。基于以上原因，对于偏航齿轮箱的输出结构合理且安全的支撑将成为重中之重。中国专利号CN201410304838.X提供了一种风电齿轮箱的低速轴支撑结构，低速轴的下风向端由一对圆锥滚子轴承支撑，下风向端由一对花键副支撑。中国专利号CN201320121970.8公开了一种风电齿轮箱的新型输出机构，输出轴由单列圆柱滾子轴承和圆锥滾子轴承组支撑，圆锥滾子轴承组由大圆锥滾子轴承和小圆锥滾子轴承一大一小配置。中国专利号CN201320244864.9公开了一种便于塔上维修的风电齿轮箱输出级结构，输出轴的后端伸出后箱体外，输出轴与后箱体的前端轴承孔和后端轴承孔的孔壁之间分别装有前端轴承和后端轴承。中国专利号CN201110406672.9提供了一种齿轮箱，输出轴通过输出轴轴承支撑于子箱体内，子箱体可拆卸并设置于箱体上。
由上可知，目前对于输出端的承载设计还比较单一，尤其对于风机上的偏航齿轮箱，主要还是考虑采用输出轴单侧支撑的形式。在一定意义上这种结构虽然比较简单，也相对容易装配，但对于风机上的偏航齿轮箱而言，这种结构的安全性不能保障，很容易造成输出端承载不足而使得输出轴偏移后卡死无法传动甚至断裂。虽然一些齿轮箱在输出结构支撑上具备了较好的强度，却在整体上忽视了输出结构处的密封性或者润滑性。面对上述问题，本领域普遍希望有一种更为合理的结构能够有效改变现状。
发明内容
本发明的目的在于：针对本领域存在的密封性或者润滑性上的问题，提供一种风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构。
本发明的目的是这样实现的：一种风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构，包括风电偏航齿轮箱的中箱体、输出轴和驱动齿轮，其特征在于，输出结构还设有一个含啮合窗的支撑下箱体，啮合窗为扇形开放口，支撑下箱体包络驱动齿轮，驱动齿轮的驱动齿由啮合窗外露；所述的输出轴贯穿驱动齿轮，位于驱动齿轮一侧的输出轴通过调心滚子轴承支撑于中箱体，调心滚子轴承与驱动齿轮之间设有双骨架油封，位于驱动齿轮另一侧的输出轴通过圆柱滚子轴承支撑于支撑下箱体，圆柱滚子轴承与驱动齿轮之间设有nilos密封盖；所述的调心滚子轴承由中箱体的注油口提供的润滑油进行润滑，所述的圆柱滚子轴承由支撑下箱体的油嘴提供的油脂进行润滑。
在本发明中，所述的调心滚子轴承的外圈由孔挡限位于中箱体的止口，内圈通过圆螺母限位于输出轴的轴肩，圆柱滚子轴承由输出轴的轴肩和支撑下箱体止口限位。
在本发明中，所述的支撑下箱体圆柱滚子轴承支撑点外侧设有油脂腔，三个油嘴均匀分布在油脂腔周边。
在本发明中，中箱体的调心滚子轴承轴承座为工字型结构，啮合窗为占支撑下箱体1/2圆的扇形开放口，支撑下箱体定位于与调心滚子轴承座对应的中箱体上，支撑下箱体外还设有偏心环，驱动齿轮由偏心环调心后，风电偏航齿轮箱再通过偏心环的安装螺栓固定在风机的偏航调整机构箱体上。
本发明的优点在于：由于圆柱滚子轴承和所述调心滚子轴承分别布置在述输出轴齿轮的两侧，所述圆柱滚子轴承位于远驱动源侧，通过所述下箱体止口和所述输出轴轴肩对其进行定位，所述调心滚子轴承位于近驱动源侧，由所述中箱体、所述孔挡和所述圆螺母对其进行定位，保证轴承在高载荷下具有较好的稳定性。所选用的圆柱滚子轴承和调心滚子轴承的轴承组形式，其承载能力相对于圆锥滚子轴承组或者滚针轴承组要大很多，配合输出轴齿轮两端支撑的设计，大大提高了对输出轴支撑的承载能力。
本发明的优点还在于，所述中箱体中的调心滚子轴承轴承座为工字型结构，减少材料并提高承载能力，同时，为双骨架油封和调心滚子轴承提供定位支撑，并且设置工字长止口与所述下箱体定位，提高密封性，降低油液泄露的危险。在所述下箱体上开设齿轮啮合窗，啮合窗开口角度为所述下箱体圆周1/2，所述输出轴齿轮除啮合部以外的结构被包覆在下箱体内，有利于保护输出轴齿轮的齿部。在所述下箱体的安装螺栓孔处设置定位环，与下箱体止口定位，所述定位环上与所述下箱体螺栓孔配作开孔，实现通过调节安装螺栓的拧紧强度来调整下箱体的偏心，从而调整输出轴上齿轮的啮合侧隙。
本发明的优点还在于，在所述圆柱滚子轴承和轴肩的压紧处设置Nilos密封盖，通过圆柱滚子轴承与输出轴轴肩的压紧力对其进行固定，以防止外部灰尘进入及防止内部润滑脂泄露，且结构紧凑。在所述调心滚子轴承和所述输出轴齿轮之间设置双骨架油封，并通过所述中箱体止口及内部油压对其进行定位，并在中箱体与行星部装的联接口处设置有O型圈，以防止箱体内油液泄露。尤其是所述油嘴设置在所述下箱体上，且置于所述圆柱滚子轴承的远输出轴齿轮侧，数量为三个，实现方便快捷地对润滑脂进行更换。
本发明通过在所述输出轴两侧合理设计轴承支撑位置，并选用合适的轴承组组合，提高了在高负载下所述输出轴的承载能力。通过所述中箱体、下箱体和偏心环合理的结构设计，提高轴承的定位精度和工作稳定性。并且对密封***和润滑***的结构和位置进行合理配置，以提高输出轴及整体齿轮箱的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1实施例的右侧端部示意图。
图中：1.行星部装；2、驱动齿轮；3、注油口；4、中箱体；5、支撑下箱体；6、偏心环；7、油嘴；8、圆柱滚子轴承；9、nilos密封盖；10、双骨架油封；11、调心滚子轴承；12、孔挡；13、圆螺母；14、输出轴。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明实施例的基本结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1图2可见，本发明包括风电偏航齿轮箱的中箱体4、行星部装1的输出轴14和驱动齿轮2，输出结构还设有一个含扇形开放口的支撑下箱体5，支撑下箱体5包络驱动齿轮2，驱动齿轮2的驱动齿由啮合窗外露；所述的输出轴14贯穿驱动齿轮2，位于驱动齿轮2一侧的输出轴14通过调心滚子轴承11支撑于中箱体4，调心滚子轴承11与驱动齿轮2之间设有双骨架油封10，位于驱动齿轮2另一侧的输出轴14通过圆柱滚子轴承8支撑于支撑下箱体5，圆柱滚子轴承8与驱动齿轮2之间设有nilos密封盖9；所述的调心滚子轴承11由中箱体的注油口3提供的润滑油进行润滑，所述的圆柱滚子轴承8由支撑下箱体5的油嘴7提供的油脂进行润滑。
在本实施例中，所述的调心滚子轴承11的外圈由孔挡12限位于中箱体4的止口，内圈通过圆螺母13限位于输出轴14的轴肩，圆柱滚子轴承8由输出轴14的轴肩和支撑下箱体5止口限位。
在本实施例中，所述的支撑下箱体5圆柱滚子轴承8支撑点外侧设有油脂腔，三个油嘴7均匀分布在油脂腔周边。
在本实施例中，中箱体4的调心滚子轴承11轴承座为工字型结构，啮合窗为占支撑下箱体1/2圆的扇形开放口，支撑下箱体5定位于与调心滚子轴承座对应的中箱体4上，支撑下箱体5外还设有偏心环6，驱动齿轮2由偏心环6调心后，风电偏航齿轮箱再通过偏心环6的安装螺栓固定在风机的偏航调整机构箱体上。
使用中驱动源通过减速***中的行星部装1将动力传送至输出轴14，从而带动偏航齿轮箱输出轴14上的驱动齿轮2旋转，并通过输出轴14上驱动齿轮2与风机偏航旋转齿轮的啮合传动，最终实现机舱的变向。输出轴14作为整个齿轮箱承载最大的部件，主要由两个轴承进行支撑旋转。
使用中，通过支撑下箱体5、中箱体4、输出轴14轴肩、孔挡12和圆螺母13分别对两个轴承的位置进行准确定位，有效防止其松动而影响传动稳定性。行星部装1和调心滚子轴承11的润滑为润滑油润滑，在齿轮箱工作过程中，齿轮箱内部油液发生震荡，通过在调心滚子轴承11与驱动齿轮2之间所设置的双骨架油封10，依靠中箱体4止口和油压对其定位，并在中箱体4与行星部装1的联接口处设置有O型圈，有效保证了润滑油的密封性。对驱动齿轮2进行两侧分别承载支撑，对于圆柱滚子轴承8采用油脂润滑。在支撑下箱体5圆柱滚子轴承8支撑点外侧设有油脂腔，三个油嘴7均匀分布在油脂腔周边，通过其中一个油嘴7向下箱体5内注入润滑脂，通过另两个油嘴7将旧油脂挤出以实现更换。，在圆柱滚子轴承8与轴肩压紧处设置的Nilos密9封盖，不仅结构紧凑，而且密封性好，可有效对圆柱滚子轴承处进行防尘密封并防止润滑脂泄露。偏航齿轮箱与风机旋转齿轮之间啮合需要考虑安装侧隙，故在下箱体5的安装螺栓孔处设置偏心环6，偏心环6与下箱体5螺栓孔配作开孔。实际工作时，调整安装螺栓的松紧可以对支撑下箱体5的偏心量进行控制，从而对于驱动齿轮2的安装侧隙进行调整。

Claims (1)

1.一种风电偏航齿轮箱的双支撑输出结构，包括风电偏航齿轮箱的中箱体、输出轴和驱动齿轮，其特征在于，输出结构还设有一个含啮合窗的支撑下箱体，啮合窗为扇形开放口，支撑下箱体包络驱动齿轮，驱动齿轮的驱动齿由啮合窗外露；所述的输出轴贯穿驱动齿轮，位于驱动齿轮一侧的输出轴通过调心滚子轴承支撑于中箱体，调心滚子轴承与驱动齿轮之间设有双骨架油封，位于驱动齿轮另一侧的输出轴通过圆柱滚子轴承支撑于支撑下箱体，圆柱滚子轴承与驱动齿轮之间设有nilos密封盖；所述的调心滚子轴承由中箱体的注油口提供的润滑油进行润滑，所述的圆柱滚子轴承由支撑下箱体的油嘴提供的油脂进行润滑；
所述的调心滚子轴承的外圈由孔挡限位于中箱体的止口，内圈通过圆螺母限位于输出轴的轴肩，圆柱滚子轴承由输出轴的轴肩和支撑下箱体止口限位；
所述的支撑下箱体圆柱滚子轴承支撑点外侧设有油脂腔，三个油嘴均匀分布在油脂腔周边；
所述中箱体的调心滚子轴承轴承座为工字型结构，啮合窗为占支撑下箱体1/2圆的扇形开放口，支撑下箱体定位于与调心滚子轴承座对应的中箱体上，支撑下箱体外还设有偏心环，驱动齿轮由偏心环调心后，风电偏航齿轮箱再通过偏心环的安装螺栓固定在风机的偏航调整机构箱体上。
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