專利名稱：風電增速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種兆瓦級風力發(fā)電機組配套的風電增速箱，屬于一種動力傳動 裝置。
技術(shù)背景風電增速箱是風力發(fā)電機組配套的一個重要機械部件，其主要功用是將風輪在風力作 用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉(zhuǎn)速，帶動發(fā)電機發(fā)電，使風能轉(zhuǎn)化為 電能。它的輸入端與風力發(fā)電機組輸入主軸通過脹緊套聯(lián)接，輸出端與聯(lián)軸器用平鍵聯(lián)接。 增速箱安裝在機艙底座上， 一般置于60m 80m高的塔架上，且安裝中心線與機艙成4度 夾角，支撐為彈性支撐。在國外，風電技術(shù)已經(jīng)相當成熟，目前單機容量500、 600、 750千瓦的風電機組己達 批量商業(yè)化生產(chǎn)的水平，兆瓦級風機成為當前世界風力發(fā)電的主流機型，世界主要的風電 制造商都提出了在2010年以前IO匿甚至更高功率的風電機組制造計劃。而目前我國各大風電場所使用兆瓦級風電機組絕大部分依賴進口，成本居高不下，不 利于風電市場進一歩大規(guī)模開發(fā)。風電技術(shù)的國產(chǎn)化是我國發(fā)展風電領(lǐng)域正在面臨的重要 課題。而風電增速箱又是風電機組中的核心部件，是瓶頸技術(shù)。這幾年，國內(nèi)風電增速箱 制造廠成功的開發(fā)了 600KW、 800KW幾種機型，但同國外相比還有很大差距，世界各大風 電場正趨向安裝兆瓦級風力發(fā)電機組，而國內(nèi)兆瓦級風力發(fā)電齒輪箱才剛剛起步，遠遠跟 不上風力發(fā)電快速發(fā)展的步伐，所以我們自主開發(fā)1.5醒風力發(fā)電增速箱是決定風力發(fā)電 推廣應用的關(guān)鍵。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可 靠，能減小體積重量，提高效率的風電增速箱。本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它主要由行星架、太陽輪軸、三個 行星輪、內(nèi)齒圈、中間齒輪軸、中間級齒輪、輸出級齒輪、輸出齒輪軸、扭力臂、后箱體 及端蓋組成，其特征在于所述的行星架與輸入軸設(shè)計為一體，采用行星架l輸入，內(nèi)齒圈 固定，太陽輪軸浮動，太陽輪軸通過其右端的花鍵與花鍵座過盈聯(lián)結(jié)的中間級齒輪相連，中間級齒輪與第二級的中間齒輪軸連成一體的第二級被動齒輪嚙合；中間齒輪軸上過盈聯(lián) 結(jié)有第三級輸出級齒輪，該輸出級齒輪通過與第三級被動齒輪嚙合，且該第三級被動齒輪 與輸出齒輪軸制成一體。所述的行星架通過一壓板卡在長軸左端并用螺栓與長軸固定連接.，長軸與行星架結(jié)合 處用兩個0形圈密封。所述的太陽輪軸左端為齒輪，右端為花鍵，兩者模數(shù)相差大，工藝難度大。所述的在太陽輪軸的右端有便于調(diào)整太陽輪軸的浮動量額度的調(diào)整環(huán)，并用彈性擋圈 將該調(diào)整環(huán)軸向定位。所述的太陽輪軸右端設(shè)置的承磨環(huán)與花鍵座采用過盈聯(lián)結(jié)，并設(shè)置有3-。5能卸流的 小孔；而在其端面設(shè)置有進油槽。所述的輸出齒輪軸的輸出端采用圓螺母對軸承軸向定位，輸出端側(cè)的調(diào)整環(huán)與輸出軸 過盈配合。本實用新型所述的風電增速箱是風力發(fā)電機組的核心部件，國內(nèi)生產(chǎn)廠少，生產(chǎn)能力 遠遠滿足不了風力發(fā)電的需求，各大齒輪箱廠紛紛成立風電公司，擴大投資，加緊兆瓦級 風電增速箱的開發(fā)、制造，滿足各大風場安裝兆瓦級風力發(fā)電機組的迫切需求。本實用新型主要由箱體、太陽輪、三個行星輪、行星架、軸、齒輪、齒輪軸、軸承等 零件組成，增速箱采用了第一級為NGW型行星傳動形式，第二、三級為平行軸斜齒輪傳動 形式，采用此結(jié)構(gòu)在滿足增速箱的傳動速比同時，減小了體積重量，提高了效率。本實用新型必須保證在滿足可靠性和預期壽命前提下，使結(jié)構(gòu)簡化并且重量最輕；采 用優(yōu)化設(shè)計的方法，即利用計算機的分析計算，在滿足各種限制條件下求得最優(yōu)設(shè)計方案； 齒輪箱作為傳遞動力的部件，在運行期間同時承受動、靜載荷，因此齒輪箱要有足夠的強 度和剛性，齒輪箱整機及其零件的設(shè)計極限狀態(tài)和使用極限狀態(tài)進行極限強度分析、疲勞 分析、穩(wěn)定性和變形極限分析、動力學分析等；在方案設(shè)計之初必須進行可靠性分析，而 在設(shè)計完成后再次進行詳細的可靠性分析計算，其中包括精心選取可靠性好的結(jié)構(gòu)和對重 要的零部件以及整機進行可靠性估算。本實用新型按國內(nèi)外通行的標準、規(guī)范、要求進行設(shè)計，并吸取了近幾年處理風電齒 輪箱故障的經(jīng)驗，保證在滿足可靠性和預期壽命的前提下，采用CAD優(yōu)化設(shè)計，使結(jié)構(gòu)簡 化、性能更好。

4圖1是本實用新型的傳動結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型做詳細的介紹本實用新型采用了第一級為行星齒輪傳 動，第二、三級為平行軸圓柱斜齒輪傳動型式，它主要由裝配部件和潤滑檢測部件組成。裝配部件主要由行星架、太陽輪軸、三個行星輪、內(nèi)齒圈、中間齒輪軸、中間級齒輪、 輸出級齒輪、輸出齒輪軸、軸承、扭力臂、后上箱體、后下箱體及端蓋等零件組成。它的 第一級行星架與輸入軸設(shè)計為一體，采用行星架輸入，內(nèi)齒圈固定，太陽輪軸浮動。太陽 輪軸通過花鍵將動力傳給花鍵座過盈聯(lián)結(jié)的大齒輪，帶動中間級齒輪嚙合，將動力傳給中 間軸，中間級被動齒輪與中間軸作成齒輪軸。第三級(輸出級)主動齒輪與中間軸過盈聯(lián) 結(jié)，被動齒輪與輸出軸作成齒輪軸，中間軸通過嚙合齒輪帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，將動力輸出。潤滑檢測部件主要由齒輪箱潤滑冷卻系統(tǒng)和檢測控制系統(tǒng)組成。齒輪箱潤滑冷卻系統(tǒng) 采用電機泵和機械泵供油，潤滑油通過雙層過濾器過濾，采用風冷卻器對潤滑油進行冷卻， 還附加配油器及管路組件等裝置。檢測控制系統(tǒng)由空氣濾清器、油位傳感器、溫度傳感器、 壓力傳感器、壓力表、放油球閥、磁性螺塞和油用管狀電加熱器等組成。另外，在扭力臂 上有2個窺視孔，在后上箱體上有一個觀察窗口，便于檢測齒輪嚙合。附圖1所示，它主要由行星架2、太陽輪軸6、三個行星輪20、內(nèi)齒圈21、中間齒輪 軸18、中間級齒輪17、輸出級齒輪19、輸出齒輪軸16、扭力臂25、后箱體及端蓋組成， 其特征在于所述的行星架2與輸入軸設(shè)計為一體，采用行星架1輸入，內(nèi)齒圈21固定， 太陽輪軸6浮動，太陽輪軸6通過其右端的花鍵與花鍵座8過盈聯(lián)結(jié)的中間級齒輪17相 連，中間級齒輪17與第二級的中間齒輪軸18連成一體的第二級被動齒輪嚙合；中間齒輪 軸18上過盈聯(lián)結(jié)有第三級輸出級齒輪19，該輸出級齒輪19通過與第三級被動齒輪嚙合， 且該第三級被動齒輪與輸出齒輪軸16制成一體。所述的行星架2通過一壓板3卡在長軸4左端并用螺栓與長軸固定連接；長軸4與行 星架2結(jié)合處用兩個0形圈5密封。所述的太陽輪軸6左端為齒輪，右端為花鍵，兩者模數(shù)相差大，采用特殊工藝保證花 鍵強度。所述的在太陽輪軸6的右端有便于調(diào)整太陽輪軸的浮動量額度的調(diào)整環(huán)10，并用彈性 擋圈11將該調(diào)整環(huán)10軸向定位。所述的太陽輪軸6右端設(shè)置的承磨環(huán)9與花鍵座8采用過盈聯(lián)結(jié)，并設(shè)置有3個cD5能卸流的小孔；而在其端面設(shè)置有進油槽。所述的輸出齒輪軸16的輸出端采用圓螺母15對軸承軸向定位，輸出端側(cè)的調(diào)整環(huán)13 與輸出軸15過盈配合。實施例1:為了適應兆瓦級風電機組的發(fā)展的需要，根據(jù)多年風電增速箱開發(fā)積累的技術(shù)，提出一種自主開發(fā)1. 5MW風力發(fā)電增速箱。1. 主要技術(shù)參數(shù)1) 齒輪箱額定功率1660KW2) 額定功率時輸入轉(zhuǎn)速17.3/18/19 r/min3) 額定功率時輸出轉(zhuǎn)速1806. 6/1809. 4/1802. 9 r/min —4) 齒輪箱傳動比104.427/100.524/94.8885) 旋轉(zhuǎn)方向從輸入端向后看，輸入輸出都為順時針轉(zhuǎn)向6) 機械效率》97%7) 噪聲《95dB (A)8) 工作環(huán)境溫度-30°CT+45°C9) 設(shè)計壽命20年2. 外形特點該風電增速箱外形輪廓明朗，美觀大方，其外形尺寸(長X寬X高)2190 X 2650 X 2572mm如附圖一。箱體由扭力臂和后箱體組成，其中后箱體采用上下分箱式，其結(jié)合面從 輸入端看向上傾斜，傾斜度為5. 103度。箱體上有空氣濾清器、油位傳感器、溫度傳感器、 壓力傳感器、壓力表、放油球閥、磁性螺塞和油用管狀電加熱器等器件。另外，在扭力臂 上有2個窺視孔，在后上箱體上有一個觀察窗口，便于檢測齒輪嚙合。3. 結(jié)構(gòu)特點該風電增速箱采用了第一級為行星齒輪傳動，第二、三級為平行軸圓柱斜齒輪傳動型 式，結(jié)構(gòu)合理、緊湊，使用方便，使用壽命長，整機性能及可靠性好，具有以下特點(如 附圖二)l.增速傳動機構(gòu)主要由行星架1、太陽輪軸6、三個行星輪20、內(nèi)齒圈21、中間齒輪 軸18、中間級齒輪17、輸出級齒輪19、輸出齒輪軸16、扭力臂25、后箱體及端蓋等零件 組成。它的輸入軸與行星級行星架設(shè)計為一體，采用行星架l輸入，內(nèi)齒圈21固定，太陽輪軸6浮動。太陽輪軸6通過其右端的花鍵帶動與花鍵座8過盈聯(lián)結(jié)的中間級齒輪17 轉(zhuǎn)動，帶動第二級(中間級)齒輪嚙合，將動力傳給中間齒輪軸18，第二級被動齒輪與中間 軸作成齒輪軸。第三級(輸出級)輸出級齒輪19與中間齒輪軸18過盈聯(lián)結(jié)，被動齒輪與 輸出軸作成齒輪軸，中間齒輪軸18通過嚙合齒輪帶動輸出齒輪軸16轉(zhuǎn)動，將動力輸出。2. 壓板3卡在長軸4左端，用螺栓固定在行星架2上，長軸4與行星架2結(jié)合處用兩 個0形圈5密封。3. 太陽輪軸6左端為齒輪，右端為花鍵，兩者模數(shù)相差大，滲碳淬硬后防止花鍵齒面 滲碳層"脫帽"，工藝上采用特殊方法保證花鍵強度。4. 在太陽輪軸6的右端有調(diào)整環(huán)10，便于調(diào)整太陽輪軸的浮動量，用彈性擋圈ll將 其軸向定位。5. 承磨環(huán)9與花鍵座8采用過盈聯(lián)結(jié)，并有3-05的小孔能卸流，防止困油。另外， 其端面有進油槽，形成油膜減少太陽輪軸6浮動運轉(zhuǎn)時與承磨環(huán)9兩接觸面間的摩擦。6. 齒輪箱的潤滑方式有獨特之處潤滑點23有小孔噴油對齒圈進行強制潤滑； 潤滑點24有08孔噴油到行星軸22的中間孔，行星軸22左端設(shè)有儲油槽，能儲存一定的 油量，在利用旋轉(zhuǎn)離心力作用將油甩出， 一部分潤滑行星軸軸承，另一部分通過行星齒輪 20上的3-cD3小孔卸油對太陽輪軸6的齒面進行潤滑；進油環(huán)7有2-0>4小孔分別對軸承 進行強制噴油。7. 齒輪箱的密封輸入端2處及中間低速級末端12處采用盤根接觸式密封，而高速 輸出端采用甩油密封加迷宮式的非接觸式密封。8. 輸出端采用圓螺母15對軸承軸向定位，調(diào)整環(huán)13與輸出軸15過盈配合。
權(quán)利要求1、一種風電增速箱，它主要由行星架、太陽輪軸、三個行星輪、內(nèi)齒圈、中間齒輪軸、中間級齒輪、輸出級齒輪、輸出齒輪軸、扭力臂、后箱體及端蓋組成，其特征在于所述的行星架(2)與輸入軸設(shè)計為一體，采用行星架(2)輸入，內(nèi)齒圈(21)固定，太陽輪軸(6)浮動，太陽輪軸(6)通過其右端的花鍵與花鍵座(8)過盈聯(lián)結(jié)的中間級齒輪(17)相連，中間級齒輪(17)與第二級的中間齒輪軸(18)連成一體的第二級被動齒輪嚙合；中間齒輪軸(18)上過盈聯(lián)結(jié)有第三級輸出級齒輪(19)，該輸出級齒輪(19)通過與第三級被動齒輪嚙合，且該第三級被動齒輪與輸出齒輪軸(16)制成一體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電增速箱，其特征在于所述的行星架(2)通過一壓板(3) 卡在長軸(4)左端并用螺栓與長軸固定連接；長軸(4)與行星架(2)結(jié)合處用兩個0 形圈(5)密封。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電增速箱，其特征在于所述的太陽輪軸(6)左端為齒輪， 右端為花鍵。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的風電增速箱，其特征在于所述的在太陽輪軸(6)的右 端有便于調(diào)整太陽輪軸的浮動量額度的調(diào)整環(huán)(10)，并用彈性擋圈(11)將該調(diào)整環(huán)(10) 軸向定位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的風電增速箱，其特征在于所述的太陽輪軸(6)右端設(shè)置的 承磨環(huán)(9)與花鍵座(8)采用過盈聯(lián)結(jié)，并設(shè)置有三個①5能卸流的小孔；而在其端面 設(shè)置有進油槽。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電增速箱，其特征在于所述的輸出齒輪軸(16)的輸出 端采用圓螺母(15)對軸承軸向定位，輸出端側(cè)的調(diào)整環(huán)(13)與輸出軸(15)過盈配合。
專利摘要一種風電增速箱，它主要由行星架、太陽輪軸、三個行星輪、內(nèi)齒圈、中間齒輪軸、中間級齒輪、輸出級齒輪、輸出齒輪軸、扭力臂、后箱體及端蓋組成，其特征在于所述的行星架與輸入軸設(shè)計為一體，采用行星架1輸入，內(nèi)齒圈固定，太陽輪軸浮動，太陽輪軸通過其右端的花鍵與花鍵座過盈聯(lián)結(jié)的中間級齒輪相連，中間級齒輪與第二級的中間齒輪軸連成一體的第二級被動齒輪嚙合；中間齒輪軸上過盈聯(lián)結(jié)有第三級輸出級齒輪，該輸出級齒輪通過與第三級被動齒輪嚙合，且該第三級被動齒輪與輸出齒輪軸制成一體；它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠，能減小體積重量，提高效率等特點。
文檔編號F03D9/00GK201396405SQ20092011209
公開日2010年2月3日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者公麗萍, 郭克勤, 郭安保, 高遠俊 申請人:杭州前進風電齒輪箱有限公司