CN215296211U - 用于齿轮箱的监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于齿轮箱的监测***，齿轮箱包括：包括输入法兰的行星架、力矩臂、安装于力矩臂的端盖以及设置于行星架中的多个行星轮，监测***包括距离传感器和标识装置，标识装置周向固定设置于接近力矩臂端盖的行星架的外周面，标识装置在周向上包括标定部，每个标定部在周向上与每个行星轮的位置一一对应；距离传感器固定于力矩臂端盖中并在力矩臂端盖的径向上延伸，距离传感器的探测端在径向上接近标识装置，距离传感器用于测量标定部的位移并产生反馈信号来确定行星架的位移以及行星轮在周向上的位置。通过对标定部的检测，可以获得行星架的位移，利于齿轮箱运行过程中的状态监测；可以准确获得行星轮在公转周向上的实时位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测***，特别涉及一种用于齿轮箱的监测***。
背景技术
齿轮箱作为风力发电***(wind turbine)的关键机械部件，其可靠性和在线监测显得尤为重要。目前的齿轮箱监测***主要收集齿轮箱中润滑油的油温、油压、齿轮箱转速以及齿轮箱振动信号，并根据收集的数据来判断齿轮箱是否存在潜在失效的可能。
在大部分的风电齿轮箱中，由于功率的日渐增大，风电齿轮箱均采用行星传动机构来实现传输。典型的风电齿轮箱具有两级行星机构和一级平行轴机构。由于润滑油是在行星机构设置完成之后再行添加的，而行星轮所在的位置又会影响润滑油液面的高低，因而在实践中由于难以判断行星轮所在的准确位置，使得润滑油的添加量难以把控。
再者，由于第一级行星机构通常在较低速度和较高的负载下工作，而随着齿轮箱功率的增加，第一级行星机构中各部件的尺寸和重量也有所增大，再加上又工作于较高的负载下，第一级行星***组件一旦发生异常变形则可能导致齿轮箱的失效。
然而目前的齿轮箱监测***并不收集表征行星轮位置或者表征行星***组件变形的信号。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中齿轮箱监测***难以监测行星轮在齿轮箱中的位置且难以监测齿轮箱部件变形、特别是行星***组件变形的缺陷，提供一种用于齿轮箱的监测***，得以准确判断行星轮在周向上的具***置，并且可以测算行星***组件的关键零部件是否变形。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于齿轮箱的监测***，所述齿轮箱包括：包括输入法兰的行星架、力矩臂、安装于力矩臂的端盖以及设置于行星架中的多个行星轮，在所述齿轮箱工作时每个所述行星轮的公转和所述行星架转动同步，其特点在于，所述监测***包括距离传感器和标识装置，其中，
所述标识装置周向固定设置于接近所述力矩臂端盖的所述行星架的外周面，所述标识装置在周向上包括数量与行星轮一致的标定部，每个标定部在周向上与每个行星轮的位置一一对应；
所述距离传感器固定于所述力矩臂端盖中并在所述力矩臂端盖的径向上延伸，所述距离传感器的探测端在径向上接近所述标识装置，所述距离传感器用于测量标定部的位移并产生反馈信号来确定行星架的位移以及每个行星轮在公转周向上的位置。
优选地，所述标识装置为设置于所述行星架的外周面的齿带，所述标定部为设置于所述齿带的外周面上凸起的第一齿状部。
优选地，所述齿带的外周面上还包括凸起的第二齿状部，第一齿状部和第二齿状部具有不同的形状以使得所述距离传感器所测量并产生的来自第一齿状部的反馈信号和来自第二齿状部的反馈信号不同。
优选地，第一齿状部的高度和/或宽度不同于第二齿状部的高度和/或宽度。
优选地，所述标定部为设置于所述行星架的外周面的第一凹陷部。
优选地，所述标识装置还包括设置于所述行星架的外周面的第二凹陷部，第一凹陷部和第二凹陷部具有不同的形状以使得所述距离传感器所测量并产生的来自第一凹陷部的反馈信号和来自第二凹陷部的反馈信号不同。
优选地，第一凹陷部的深度和/或宽度不同于第二凹陷部的深度和/或宽度。
优选地，所述标定部为设置于所述行星架的外周面的多个第一孔。
优选地，所述标识装置还包括设置于所述行星架的外周面的第二孔，第一孔和第二孔具有不同的形状、孔径和/或数量以使得所述距离传感器所测量并产生的来自第一孔的反馈信号和来自第二孔的反馈信号不同。
优选地，所述距离传感器还用于检测所述探测端与所述标识装置上每一点的距离。如果运行过程中，行星***组件内发生异常形变，那么这种形变会被距离传感器所检测，从而有利于提前发现潜在故障。
本实用新型获得的技术效果是：
1、通过对标定部的检测，可以准确获得行星轮在公转周向上的具***置，既有利于润滑油加油量的控制，也有利于齿轮箱的维护保养。
2、通过距离传感器对行星架外周面的距离检测，能够获得行星***组件是否形变的数据，便于对齿轮箱的故障监测。
附图说明
图1示出了本实用新型一实施例的监测***设置于行星轮系中的示意图。
图2示出了图1中A部的局部放大图。
图3为根据本实用新型一实施例的齿带的示意图。
图4为根据本实用新型另一实施例的齿带的示意图。
图5为图2的另一种变型例。
图6示出了根据图5所示的变型例中包括了行星架、标识装置和行星轮的示意图。
图7示出了根据图5所示的变型例的另一实施方式中包括了行星架、标识装置和行星轮的示意图。
具体实施方式
下面根据本实用新型的具体实施方式并结合附图来进一步说明。
参考图1-图4，介绍本实用新型一实施例所述的用于齿轮箱的监测***。所述齿轮箱包括：包括输入法兰10的行星架1、力矩臂4、安装于力矩臂4的力矩臂端盖2以及设置于行星架1中的多个行星轮6，在所述齿轮箱工作时每个所述行星轮6的公转和所述行星架1转动同步，即行星轮6和行星架1之间的相对位置关系是不变的。
主要参考图2，所述监测***包括距离传感器3和标识装置5，其中，所述标识装置5周向固定设置于接近所述力矩臂端盖2的所述行星架1的外周面，所述标识装置5在周向上包括数量与行星轮一致的标定部，每个标定部在周向上与每个行星轮的位置一一对应。由于行星轮和行星架之间的相对位置不变，那么可以通过对标定部的监测来获得行星轮位于周向上的位置。
所述距离传感器3固定于所述力矩臂端盖2中并在所述力矩臂端盖2的径向上延伸，所述距离传感器3的探测端在径向上接近所述标识装置5，所述距离传感器3用于测量标定部的位移并根据所述反馈信号确定行星架的位移以及每个行星轮在公转周向上的位置(例如，齿轮箱包括4个行星轮，在行星轮的公转平面中的周向上，以时钟布置为例，4个行星轮分别位于0点、3点、6点和9点的位置(见图3-图4))。
主要参考图3-图4，所述标识装置5为设置于所述行星架的外周面的齿带，所述标定部为设置于所述齿带的外周面上凸起的第一齿状部51。在齿轮箱的正常工作中，风轮带动行星轮系的旋转，设置于所述行星架的外周面的标识装置5也随之旋转。在此过程中，距离传感器3能够识别出标识装置上第一齿状部51的部分和不具有第一齿状部的部分，从而根据对第一齿状部51的监测来识别与第一齿状部51相对应的行星轮的位置。
在另一种实施方式中，所述齿带的外周面上还包括凸起的第二齿状部52，第一齿状部51和第二齿状部52具有不同的形状以使得所述距离传感器所测量并产生的来自第一齿状部51的反馈信号和来自第二齿状部52的反馈信号不同。
参考图3，第一齿状部51的高度不同于第二齿状部52的高度。参考图4，第一齿状部51的宽度不同于第二齿状部52的宽度。当然，也可以是第一齿状部51的高度和宽度均不同于第二齿状部52的高度和宽度。通过第一齿状部51和第二齿状部52的不同形状的设置，以使得齿带上的不同位置得以为距离传感器所探测到，从而来确定行星轮的位置。行星轮在周向上位置的确定，也有利于行星轮系装配完成之后，注入润滑油油量的控制。
参考图5-图7，介绍本实用新型另一实施例的用于齿轮箱的监测***，齿轮箱包括4个行星轮6，其某一时刻在周向上的位置如图6中的虚线所示。在这一监测***中，所述标识装置50与行星架40一体成型，所述标定部为设置于所述行星架40的外周面的第一凹陷部501。所述标识装置50还包括设置于所述行星架40的外周面的第二凹陷部502，第一凹陷部501和第二凹陷部502具有不同的形状以使得所述距离传感器3所测量并产生的来自第一凹陷部501的反馈信号和来自第二凹陷部502的反馈信号不同。
参考图6，第一凹陷部501的深度不同于第二凹陷部502的深度。参考图7，第一凹陷部501的宽度不同于第二凹陷部502的宽度。在另一些实施方式中，第一凹陷部501的深度和宽度均不同于第二凹陷部502的深度和宽度。
除了凹陷部以外，在另一些实施方式中，所述标定部还可以为设置于所述行星架的外周面的多个第一孔。所述标识装置还包括设置于所述行星架的外周面的第二孔，其中第一孔和第二孔具有不同的形状、孔径和/或数量以使得所述距离传感器所探测的来自第一孔的反馈信号和来自第二孔的反馈信号不同。例如，对应于行星轮位置的标定部处的第一孔的数量为两个，沿着周向依次排列；而不对应行星轮的行星架外周面的其他位置则仅间隔(例如每隔15°圆心角)设置一个第二孔。
为了监测行星***组件的位移，所述距离传感器还用于检测所述探测端与所述标识装置上每一点的距离。倘若行星***组件发生形变(例如行星轮销轴的变形导致了行星轮位置的变化)，通过距离传感器对行星架外周面的距离检测，可以得到周向上行星架的形变(例如运行了一段时间之后行星架本身发生的变化，或者因为行星***中其他组件的变形而反映到行星架上的变化)，从而对齿轮箱实施故障监测。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于齿轮箱的监测***，所述齿轮箱包括：包括输入法兰的行星架、力矩臂、安装于力矩臂的端盖以及设置于行星架中的多个行星轮，在所述齿轮箱工作时每个所述行星轮的公转和所述行星架转动同步，其特征在于，所述监测***包括距离传感器和标识装置，其中，
所述标识装置周向固定设置于接近所述力矩臂端盖的所述行星架的外周面，所述标识装置在周向上包括数量与行星轮一致的标定部，每个标定部在周向上与每个行星轮的位置一一对应；
所述距离传感器固定于所述力矩臂端盖中并在所述力矩臂端盖的径向上延伸，所述距离传感器的探测端在径向上接近所述标识装置，所述距离传感器用于测量标定部的位移并产生反馈信号来确定行星架的位移以及每个行星轮在公转周向上的位置。
2.如权利要求1所述的监测***，其特征在于，所述标识装置为设置于所述行星架的外周面的齿带，所述标定部为设置于所述齿带的外周面上凸起的第一齿状部。
3.如权利要求2所述的监测***，其特征在于，所述齿带的外周面上还包括凸起的第二齿状部，第一齿状部和第二齿状部具有不同的形状以使得来自第一齿状部的反馈信号和来自第二齿状部的反馈信号不同。
4.如权利要求3所述的监测***，其特征在于，第一齿状部的高度和/或宽度不同于第二齿状部的高度和/或宽度。
5.如权利要求1所述的监测***，其特征在于，所述标定部为设置于所述行星架的外周面的第一凹陷部。
6.如权利要求5所述的监测***，其特征在于，所述标识装置还包括设置于所述行星架的外周面的第二凹陷部，第一凹陷部和第二凹陷部具有不同的形状以使得来自第一凹陷部的反馈信号和来自第二凹陷部的反馈信号不同。
7.如权利要求6所述的监测***，其特征在于，第一凹陷部的深度和/或宽度不同于第二凹陷部的深度和/或宽度。
8.如权利要求1所述的监测***，其特征在于，所述标定部为设置于所述行星架的外周面的多个第一孔。
9.如权利要求8所述的监测***，其特征在于，所述标识装置还包括设置于所述行星架的外周面的第二孔，第一孔和第二孔具有不同的形状、孔径和/或数量以使得来自第一孔的反馈信号和来自第二孔的反馈信号不同。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的监测***，其特征在于，所述距离传感器还用于检测所述探测端与所述标识装置上每一点的距离。
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