CN115681413A - 一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，所述低速轴一侧传动连接有中转齿轮，所述中转齿轮的顶部通过齿纹啮合传动连接有启动齿轮，所述低速轴的端部位于中转齿轮一侧位置处传动连接有连接齿轮，所述连接齿轮啮合传动连接于联轴器齿套的内侧，且连接齿轮与联轴器齿套内壁之间通过齿纹啮合传动，本发明在具备高传动效率的基础上，相较于传统的普通齿轮箱来说具有更大的传动速比，通过自同步离合器和启动电机，实现了在该齿轮箱的传动结构中，通过自同步离合器来实现启动电机的自动关停，进而方便在传递过程中，使燃气轮机能够快速的提至其额定的工作转速，进而使燃气轮机快速的进行稳定的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及行星齿轮箱技术领域，具体为一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱。
背景技术
齿轮箱在传动领域应用广泛，而行星齿轮箱主要通过行星齿轮进行传动，传动时主要特点是体积小、齿轮传动平稳、效率高，行星轮结构可以通过较少的齿轮得到较大的传动比，燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机，且燃气轮机所使用的齿轮箱，不仅要满足大的减速比要求，而且有足够的刚性承受载荷，才能保证齿轮箱的稳定运行；
目前的高速行星齿轮箱不仅其内部的传动结构较复杂，而且要求其制造精度高，并且现有的行星齿轮箱在传动中在具备高效率传动过程的基础上，但是行星齿轮箱的传动比不大，同时目前的行星齿轮箱的传动结构，由于缺少自动启停的功能，导致燃气轮机无法快速提至额定的工作转速，使其无法进行正常工作。
发明内容
本发明提供一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，可以有效解决上述背景技术中提出目前的高速行星齿轮箱不仅其内部的传动结构较复杂，而且要求其制造精度高，并且现有的行星齿轮箱在传动中在具备高效率传动过程的基础上，但是行星齿轮箱的传动比不大，同时目前的行星齿轮箱的传动结构，由于缺少自动启停的功能，导致燃气轮机无法快速提至额定的工作转速，使其无法进行正常工作的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，包括低速轴，所述低速轴一侧传动连接有中转齿轮，且低速轴的另一侧远离中转齿轮的一端与发电机的动力输入端相连，所述中转齿轮的顶部通过齿纹啮合传动连接有启动齿轮，所述低速轴的端部位于中转齿轮一侧位置处传动连接有连接齿轮；
所述连接齿轮啮合传动连接于联轴器齿套的内侧，且连接齿轮与联轴器齿套内壁之间通过齿纹啮合传动，联轴器齿套内侧边部与连接齿轮对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有内齿圈；
所述内齿圈内侧通过齿纹啮合连接有行星轮，行星轮设置有三个，三个行星轮内侧的中间位置均通过齿纹与太阳轮之间啮合连接，太阳轮端部远离联轴器齿套的一侧固连有高速轴，高速轴穿过行星架的中心处，且高速轴远离太阳轮的一端与燃气轮机的动力输入端传动相连；
所述启动齿轮一端远离连接齿轮的一侧与自同步离合器相连，且自同步离合器与启动电机的输出轴相连。
优选的，所述所述启动齿轮、连接齿轮、联轴器齿套、内齿圈、行星轮、行星架、太阳轮、油泵齿轮、中转齿轮均安装于高速行星齿轮箱的内侧，且低速轴和高速轴位于高速行星齿轮箱的中心处；
所述启动齿轮带动中转齿轮进行转动，且启动齿轮与中转齿轮的转动方向相反。
优选的，所述低速轴采用滚动轴承，且低速轴与联轴器齿套之间采用齿式连接的方式进行传动连接。
优选的，所述内齿圈的内侧面和外侧面均设置有传动齿，所述联轴器齿套采用浮动齿套。
优选的，三个所述行星轮均等角度转动安装于行星架的边部，且行星架边部与三个行星轮对应位置处均固连有销轴，行星轮中部设有轴孔，且行星轮中部的轴孔销轴之间传动连接。
优选的，所述行星架转动连接于内齿圈的内侧，且行星架通过行星轮与内齿圈内侧面的传动齿之间啮合传动连接。
优选的，所述启动电机带动自同步离合器运转，自同步离合器带动启动齿轮转动，自同步离合器为SSS离合器。
优选的，所述中转齿轮底部与启动齿轮对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有油泵齿轮，所述油泵齿轮与润滑油泵的输出端相连。
优选的，所述油泵齿轮与启动齿轮对称安装于齿轮箱内，且油泵齿轮与润滑油泵之间通过传动轴传动相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该行星齿轮箱用于中小微型分布式能源用燃气轮机发电项目，能够在具备高传动效率的基础上，相较于传统的普通齿轮箱来说具有更大的传动速比，并且通过自同步离合器和启动电机的配合，实现了在该齿轮箱的传动结构中，通过自同步离合器来实现启动电机的自动关停，进而方便在传递过程中，使燃气轮机能够快速的提至其额定的工作转速，进而使燃气轮机能够快速的进行稳定的正常工作。
并且，本发明的低速轴采用滚动轴承，相较以往使用滑动轴承的结构来说，在保证良好运转的基础上，能够最大程度的减小传动功率的损失，进而提高齿轮箱的传动效率，同时采用具有内外齿的内齿圈来配合浮动齿套，解决了高速比行星传动***中的齿轮均载的问题，且齿套与低速轴的连接仍然采用齿式连接的方式来替代过去的螺栓结合，能够更好的保证了齿轮箱传动机构传动的平稳性。
另外，该行星传动***为太阳轮与内齿圈双浮动，保证了行星轮均载性能的良好，同时也能够严格控制行星轮的重量差。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明行星齿轮箱的传动结构示意图；
图中标号：1、低速轴；2、启动齿轮；3、连接齿轮；4、联轴器齿套；5、内齿圈；6、行星轮；7、行星架；8、高速轴；9、太阳轮；10、油泵齿轮；11、中转齿轮；12、启动电机；13、自同步离合器；14、燃气轮机；15、发电机；16、润滑油泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，该齿轮箱速比最大为12，普通行星齿轮箱的速比一般在10以下，因此该齿轮箱相较于传统普通齿轮箱箱来说其速比更大，包括低速轴1，低速轴1一侧传动连接有中转齿轮11，启动齿轮2带动中转齿轮11进行转动，且启动齿轮2与中转齿轮11的转动方向相反，方便通过启动齿轮2来带动中转齿轮11进行转动，且低速轴1的另一侧远离中转齿轮11的一端与发电机15的动力输入端相连，中转齿轮11的顶部通过齿纹啮合传动连接有启动齿轮2，低速轴1的端部位于中转齿轮11一侧位置处传动连接有连接齿轮3；
连接齿轮3啮合传动连接于联轴器齿套4的内侧，低速轴1采用滚动轴承，通过滚动轴承取代了以往使用的滑动轴承，实现了在保证良好运转的基础上，来减小传动功率损失，进而提高齿轮箱传动效率，且低速轴1与联轴器齿套4之间采用齿式连接的方式进行传动连接，更好的保证齿轮箱内部传动机构之间传动的平稳性，且连接齿轮3与联轴器齿套4内壁之间通过齿纹啮合传动，联轴器齿套4内侧边部与连接齿轮3对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有内齿圈5，内齿圈5的内侧面和外侧面均设置有传动齿，联轴器齿套4采用浮动齿套，实现了解决高速比行星传动***中的齿轮均载问题；
内齿圈5内侧通过齿纹啮合连接有行星轮6，行星架7转动连接于内齿圈5的内侧，且行星架7通过行星轮6与内齿圈5内侧面的传动齿之间啮合传动连接，方便通过行星轮6与内齿圈5之间的啮合连接来带动行星架7进行同步运转，行星轮6设置有三个，三个行星轮6均采取成组加工的方法进行加工，三个行星轮6内侧的中间位置均通过齿纹与太阳轮9之间啮合连接，太阳轮9端部远离联轴器齿套4的一侧固连有高速轴8，高速轴8穿过行星架7的中心处，且高速轴8远离太阳轮9的一端与燃气轮机14的动力输入端传动相连；
启动齿轮2一端远离连接齿轮3的一侧与自同步离合器13相连，且自同步离合器13与启动电机12的输出轴相连，启动电机12带动自同步离合器13运转，自同步离合器13带动启动齿轮2转动，自同步离合器13为SSS离合器，方便通过自同步离合器13的离合来实现启动电机12的自动关停。
启动齿轮2、连接齿轮3、联轴器齿套4、内齿圈5、行星轮6、行星架7、太阳轮9、油泵齿轮10、中转齿轮11均安装于高速行星齿轮箱的内侧，且低速轴1和高速轴8位于高速行星齿轮箱的中心处；
三个行星轮6均等角度转动安装于行星架7的边部，且行星架7边部与三个行星轮6对应位置处均固连有销轴，行星轮6中部设有轴孔，且行星轮6中部的轴孔销轴之间传动连接，方便行星轮6与行星架7之间的连接与传动。
中转齿轮11底部与启动齿轮2对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有油泵齿轮10，油泵齿轮10与润滑油泵16的输出端相连，方便通过油泵齿轮10来带动润滑油泵16进行运转，油泵齿轮10与启动齿轮2对称安装于齿轮箱内，且油泵齿轮10与润滑油泵16之间通过传动轴传动相连，方便油泵齿轮10与启动齿轮2的安装，同时方便油泵齿轮10与润滑油泵16之间的传动。
本发明的工作原理及使用流程：该用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱在实际运行时，主要用于中小微型分布式能源用燃气轮机14的发电项目，在应用时首先先开启启动电机12，通过启动电机12来带动自同步离合器13进行运转，在自同步离合器13运行后，通过自同步离合器13来带动启动齿轮2进行运转，在启动齿轮2运行后，由于中转齿轮11与启动齿轮2之间传动连接，因此启动齿轮2在运转后会带动中转齿轮11同步转动，并通过中转齿轮11来带动低速轴1进行转动，而低速轴1在转动后，由于低速轴1与联轴器齿套4之间采用齿式连接的方式进行连接，以此通过低速轴1来带动联轴器齿套4进行同步运转，并且通过其间的齿式连接来替代传统的螺栓结合，能够更好的保证其间在传动时的平稳性，同时低速轴1在实际传动过程中，由于其采用滚动轴承，因此相较以往使用滑动轴承的结构，使低速轴1在保证良好运转的基础上，能够减小传动功率损失，进而提高齿轮箱的传动效率；
在低速轴1与联轴器齿套4之间配合运转后，联轴器齿套4内侧连接的内齿圈5也会随之同步运行，在联轴器齿套4和内齿圈5运转过程中，内齿圈5为内外齿结构，并且，联轴器齿套4采用浮动齿套，解决高速比行星传动***中的齿轮均载的问题，保证齿轮传动的平稳性，而在内齿圈5转动后，此时其内侧传递连接的行星轮6便会驱动中部的太阳轮9进行转动，太阳轮9在转动后，此时太阳轮9端部的高速轴8便会随之太阳轮9进行同步转动，最终通过高速轴8的转动来带动燃气轮机14进行转动；
在燃气轮机14转动的过程中，随着启动电机12的转速不断提高，燃气轮机14的转速便会逐渐提升至其自持的转速，并且燃气轮机14在达到其自持的转速后，便会开始自主运行，其转速也会不断的上升，而当启动齿轮2的转速大于启动电机12的转速时，此时自同步离合器13便会脱开，与此同时启动电机12也会随之停止运转，而此时燃气轮机14则可以继续提速至其额定的工作转速，进而使得燃气轮机14能够快速的进行正常工作，且通过以上实现了通过自同步离合器13使启动电机12能够进行自动关停，最后，在燃气轮机14转动时，低速轴1也会随之带动发电机15进行转动，进而实现发电机15的快速运转；
另外，在启动齿轮2带动中转齿轮11转动的过程中，中转齿轮11也会随之带动油泵齿轮10进行转动，以此通过油泵齿轮10来带动润滑油泵16运转，进而实现了对齿轮箱内部传动机构的自润滑功能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，包括低速轴(1)，其特征在于：所述低速轴(1)一侧传动连接有中转齿轮(11)，且低速轴(1)的另一侧远离中转齿轮(11)的一端与发电机(15)的动力输入端相连，所述中转齿轮(11)的顶部通过齿纹啮合传动连接有启动齿轮(2)，所述低速轴(1)的端部位于中转齿轮(11)一侧位置处传动连接有连接齿轮(3)；
所述连接齿轮(3)啮合传动连接于联轴器齿套(4)的内侧，且连接齿轮(3)与联轴器齿套(4)内壁之间通过齿纹啮合传动，联轴器齿套(4)内侧边部与连接齿轮(3)对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有内齿圈(5)；
所述内齿圈(5)内侧通过齿纹啮合连接有行星轮(6)，行星轮(6)设置有三个，三个行星轮(6)内侧的中间位置均通过齿纹与太阳轮(9)之间啮合连接，太阳轮(9)端部远离联轴器齿套(4)的一侧固连有高速轴(8)，高速轴(8)穿过行星架(7)的中心处，且高速轴(8)远离太阳轮(9)的一端与燃气轮机(14)的动力输入端传动相连；
所述启动齿轮(2)一端远离连接齿轮(3)的一侧与自同步离合器(13)相连，且自同步离合器(13)与启动电机(12)的输出轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述启动齿轮(2)、连接齿轮(3)、联轴器齿套(4)、内齿圈(5)、行星轮(6)、行星架(7)、太阳轮(9)、油泵齿轮(10)、中转齿轮(11)均安装于高速行星齿轮箱的内侧，且低速轴(1)和高速轴(8)位于高速行星齿轮箱的中心处；
所述启动齿轮(2)带动中转齿轮(11)进行转动，且启动齿轮(2)与中转齿轮(11)的转动方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述低速轴(1)采用滚动轴承，且低速轴(1)与联轴器齿套(4)之间采用齿式连接的方式进行传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述内齿圈(5)的内侧面和外侧面均设置有传动齿，所述联轴器齿套(4)采用浮动齿套。
5.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：三个所述行星轮(6)均等角度转动安装于行星架(7)的边部，且行星架(7)边部与三个行星轮(6)对应位置处均固连有销轴，行星轮(6)中部设有轴孔，且行星轮(6)中部的轴孔销轴之间传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述行星架(7)转动连接于内齿圈(5)的内侧，且行星架(7)通过行星轮(6)与内齿圈(5)内侧面的传动齿之间啮合传动连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述启动电机(12)带动自同步离合器(13)运转，自同步离合器(13)带动启动齿轮(2)转动，自同步离合器(13)为SSS离合器。
8.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述中转齿轮(11)底部与启动齿轮(2)对应一侧处通过齿纹啮合传动连接有油泵齿轮(10)，所述油泵齿轮(10)与润滑油泵(16)的输出端相连。
9.根据权利要求8所述的一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱，其特征在于：所述油泵齿轮(10)与启动齿轮(2)对称安装于齿轮箱内，且油泵齿轮(10)与润滑油泵(16)之间通过传动轴传动相连。
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| CN202110833723.XA CN115681413A (zh) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | 一种用于燃气轮机的大速比高速行星齿轮箱 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116428022A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种烟气轮机发电*** |
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2021
- 2021-07-23 CN CN202110833723.XA patent/CN115681413A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116428022A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种烟气轮机发电*** |
| CN116428022B (zh) * | 2023-05-17 | 2023-09-12 | 中国石油大学(华东) | 一种烟气轮机发电*** |
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