專利名稱：2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的增速齒輪箱，尤其是一種功率大于2. 5兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱。
背景技術(shù)：
利用風(fēng)力發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比,具有發(fā)電無污染的優(yōu)勢,與水力發(fā)電相比，具有基建成本低、占地面積小，維護(hù)保養(yǎng)方便的 優(yōu)勢，對于大型的水力發(fā)電站，蓄水庫還容易對下游存在一定的安全隱患。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件；我國兆瓦級大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱發(fā)展迅速，目前國內(nèi)I. 5兆瓦及2兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)用齒輪箱已經(jīng)批量生產(chǎn)并應(yīng)用于風(fēng)電場發(fā)電，3兆瓦風(fēng)機(jī)齒輪箱也已小批量應(yīng)用。由于2. 5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要獲得更大的風(fēng)力，一般架設(shè)高度都在幾十米，甚至超過百米，風(fēng)力發(fā)電機(jī)用齒輪箱使用工況更加惡劣，載荷情況極為復(fù)雜，齒輪箱在現(xiàn)場應(yīng)用過程中的經(jīng)常需要維護(hù)；在大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱上，各軸承的潤滑以及行星輪軸承、輸出齒輪軸及其支撐軸承的承載能力、齒輪箱重量、使用環(huán)境的低溫要求以及在高空中的方便維護(hù)性等是本領(lǐng)域技術(shù)人員必須考慮和進(jìn)一步完善的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對增速齒輪箱，尤其是使用在2. 5兆瓦以上的較大功率的場合需要解決的各軸承尤其是行星輪軸承的潤滑以及行星輪軸承、輸出齒輪軸及其支撐軸承的承載能力的問題，齒輪箱重量問題、運(yùn)行環(huán)境對齒輪箱的低溫要求問題以及齒輪箱在高空中的維護(hù)方便性等問題提供一種新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種2. 5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括聯(lián)接法蘭、箱體、兩級行星輪系、管軸、內(nèi)花鍵軸、輸出齒輪軸，其特征在于箱體包括前箱體、扭力臂、中箱體、下箱體和上箱體；前箱體與扭力臂之間設(shè)有一級內(nèi)齒圈；扭力臂與中箱體之間設(shè)有二級內(nèi)齒圈；前箱體、一級內(nèi)齒圈、扭力臂、二級內(nèi)齒圈、中箱體依次通過螺栓連接，上、下箱體的結(jié)合部位于管軸和輸出齒輪軸的中心，下箱體、上箱體通過螺栓連接，再與中箱體連接；聯(lián)接法蘭、一級行星架、一級太陽輪、二級行星架、二級太陽輪、內(nèi)花鍵軸同軸心，一級太陽輪軸、二級太陽輪軸和內(nèi)花鍵軸依次浮動套接于管軸上；一級行星架通過軸承安裝在前箱體和扭力臂之間，一級行星架的輸入端穿出前箱體，并通過螺栓與聯(lián)接法蘭聯(lián)接；二級行星架通過軸承安裝在扭力臂與中箱體之間，二級行星架中的內(nèi)花鍵與一級太陽輪軸的外花鍵相連，兩者通過壓板與擋邊定位；二級太陽輪軸的外花鍵與內(nèi)花鍵軸嚙合；內(nèi)花鍵軸通過軸承安裝在中箱體與上、下箱體之間的箱體中，與內(nèi)花鍵軸平行的輸出齒輪軸通過軸承平行安裝在中箱體與上、下箱體之間的箱體中；輸出齒輪軸的輸出端穿出上、下箱體；[0009]內(nèi)花鍵軸上設(shè)有大齒輪，所述的大齒輪與輸出齒輪軸上的齒輪嚙合；一級行星架與前箱體結(jié)合處以及輸出齒輪軸與上、下箱體結(jié)合處均設(shè)有密封圈；箱體、行星架以及行星輪軸上設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵與電動泵并聯(lián)在齒輪箱的潤滑系統(tǒng)中，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。在本實(shí)用新型中一級行星架周邊均勻設(shè)置有四個(gè)一級行星輪軸，每個(gè)一級行星輪軸上均設(shè)有一個(gè)一級行星輪，一級行星輪采用兩個(gè)無外圈圓柱滾子軸承并排安裝在一級行星輪軸上，它們的外圈滾道設(shè)在一級行星輪的軸孔中；二級太陽輪與內(nèi)花鍵軸采用卡環(huán)軸向定位，內(nèi)花鍵軸和輸出齒輪軸的一端由軸承支撐在中箱體，另一端采用配對圓錐滾子
軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部，輸出齒輪軸的輸出端伸出上、下箱體；輸出齒輪軸輸出端的密封圈由擋油環(huán)和甩油環(huán)組成。在本實(shí)用新型中輸出齒輪軸一端由軸承支撐在中箱體，另一端采用面對面配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部。在本實(shí)用新型中齒輪箱還設(shè)有并聯(lián)的機(jī)械泵和電動泵，在各箱體、各行星架以及各行星輪軸上均設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道；機(jī)械泵和電動泵的輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接，所述機(jī)械泵的安裝位置處于齒輪箱油位線以下，機(jī)械泵流量至少為85升/分鐘。在本實(shí)用新型中電動泵設(shè)在中箱體上，機(jī)械泵安裝在下箱體的透蓋上；內(nèi)花鍵軸端部設(shè)有油泵齒輪，它們通過螺栓連接，所述的油泵齒輪帶動與其嚙合的齒輪軸，齒輪軸同步驅(qū)動機(jī)械泵；所述機(jī)械泵和電動泵輸出端分別連接并排的兩個(gè)過濾器后，再經(jīng)油路分配器與各潤滑油道連接。在本實(shí)用新型中整個(gè)齒輪箱通過聯(lián)接法蘭掛在風(fēng)機(jī)過渡段的主軸承上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于將箱體分割成前箱體、扭力臂、中箱體、下箱體和上箱體，扭力臂分別與兩級行星輪系的內(nèi)齒圈連接，結(jié)構(gòu)緊湊；由于內(nèi)花鍵軸和輸出齒輪軸通過軸承支撐上箱體、下箱體與中箱體之間的箱體中，使得在幾十米甚至超過百米高空的風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙中直接更換內(nèi)花鍵軸、輸出齒輪軸及其支撐軸承變?yōu)榭赡?；由于齒輪箱上設(shè)置有獨(dú)立的機(jī)械泵，并設(shè)有與機(jī)械泵并聯(lián)的電動泵，能在齒輪箱任何轉(zhuǎn)動下確保齒輪箱潤滑系統(tǒng)能夠正常工作，尤其是機(jī)械泵安裝在齒輪箱油位線以下，縮短了風(fēng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的供油時(shí)間，避免了“吸空”現(xiàn)象；由于機(jī)械泵流量大于85升/分鐘，與電機(jī)泵流量基本一致，保證在斷電狀態(tài)下風(fēng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，軸承和齒輪能夠得到充足的潤滑；由于太陽輪與內(nèi)花鍵軸的軸向定位采用卡環(huán)，縮短了太陽輪長度，減輕了齒輪箱總重量，增加了傳動系統(tǒng)的剛度；由于內(nèi)花鍵軸及輸出齒輪軸一側(cè)采用配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部，尤其是輸出齒輪軸采用面對面配對圓錐滾子軸承，增加了各軸系的剛度，減小了齒輪嚙合時(shí)的變形，提高了齒輪箱的運(yùn)行壽命；由于一級行星架上設(shè)有四個(gè)行星輪，各行星輪軸承均無外圈，將行星輪內(nèi)孔作為各行星輪軸承的滾道，不僅增加了承載能力，而且減小了安裝空間，同時(shí)還能避免行星輪軸承外圈打滑的風(fēng)險(xiǎn)；通過潤滑油道采用強(qiáng)制潤滑對各軸承實(shí)施潤滑，大大提高了齒輪箱的可靠度，延長了齒輪箱的使用壽命；由于在輸出齒輪軸的高速端軸密封采用擋油環(huán)、兩個(gè)甩油環(huán)和防塵圈的多層密封，有效防止?jié)B漏。

[0018]圖I是本實(shí)用新型涉及的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一種實(shí)施例輸出端的示意視圖。圖中1、聯(lián)接法蘭，2、一級行星架，3、前箱體，4、一級行星輪軸，5、一級太陽輪，6、一級行星輪，7、一級內(nèi)齒圈，8、扭力臂，9、二級行星架，10、二級行星輪軸，11、二級行星輪，
12、二級太陽輪，13、二級內(nèi)齒圈，14、中箱體，15、輸出齒輪軸，16、上箱體，17、密封圈，18、大齒輪，19、內(nèi)花鍵軸，20、油泵齒輪，21、齒輪軸，22、機(jī)械泵，23、下箱體，24、卡環(huán)，25、壓板，26、密封圈，27、透蓋，28、電動泵，29、無外圈圓柱滾子軸承，31、擋油環(huán)，32、甩油環(huán)，33、管軸。
具體實(shí)施方式
附圖非限制性的公開了本實(shí)用新型涉及的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。由圖I和圖2可見，本實(shí)用新型包括聯(lián)接法蘭I、箱體、兩級行星輪系、管軸33、內(nèi)花鍵軸19、輸出齒輪軸15。箱體包括前箱體3、扭力臂8、中箱體14、下箱體23和上箱體16 ;前箱體3與扭力臂8之間設(shè)有一級內(nèi)齒圈7 ;扭力臂8與中箱體14之間設(shè)有二級內(nèi)齒圈13 ;前箱體3、一級內(nèi)齒圈7、扭力臂8、二級內(nèi)齒圈13、中箱體14依次通過螺栓連接，上、下箱體的結(jié)合部位于管軸33和輸出齒輪軸15的中心，下箱體23、上箱體16通過螺栓連接，再與中箱體14連接；聯(lián)接法蘭I、一級行星架2、一級太陽輪5、二級行星架9、二級太陽輪12、內(nèi)花鍵軸19同軸心，一級太陽輪軸、二級太陽輪軸和內(nèi)花鍵軸19依次浮動套接于管軸33上；一級行星架2通過軸承安裝在前箱體3和扭力臂8之間，一級行星架2的輸入端穿出前箱體3，并通過螺栓與聯(lián)接法蘭I聯(lián)接；二級行星架9通過軸承安裝在扭力臂8與中箱體14之間，二級行星架9中的內(nèi)花鍵與一級太陽輪軸的外花鍵相連，兩者通過壓板25與擋邊定位；二級太陽輪軸的外花鍵與內(nèi)花鍵軸19嚙合；內(nèi)花鍵軸19通過軸承安裝在中箱體14與上箱體16、下箱體23之間的箱體中，與內(nèi)花鍵軸19平行的輸出齒輪軸15通過軸承平行安裝在中箱體14與上箱體16、下箱體23之間的箱體中；輸出齒輪軸15的輸出端穿出上、下箱體。內(nèi)花鍵軸19上設(shè)有大齒輪18，所述的大齒輪18與輸出齒輪軸15上的齒輪嚙合；—級行星架2與前箱體3結(jié)合處以及輸出齒輪軸15與上、下箱體結(jié)合處均設(shè)有密封圈26。在本實(shí)施例中，箱體、行星架以及行星輪軸上設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵22與電動泵28并聯(lián)在齒輪箱的潤滑系統(tǒng)中，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。在本實(shí)施例中一級行星架2周邊均勻設(shè)置有四個(gè)一級行星輪軸4，每個(gè)一級行星輪軸4上均設(shè)有一個(gè)一級行星輪6，一級行星輪6采用兩個(gè)無外圈圓柱滾子軸承29并排安裝在一級行星輪軸4上，它們的外圈滾道設(shè)在一級行星輪6的軸孔中；二級太陽輪12與內(nèi)花鍵軸19采用卡環(huán)軸向定位，內(nèi)花鍵軸19和輸出齒輪軸15的一端由軸承支撐在中箱體14，另一端采用配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部，輸出齒輪軸15的輸出端伸出上、下箱體。具體實(shí)施時(shí)，輸出齒輪軸15—端由軸承支撐在中箱體14，另一端采用面對面配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部；輸出齒輪軸輸出端15的密封圈26由擋油環(huán)31和甩油環(huán)32組成。在本實(shí)施例中齒輪箱還設(shè)有并聯(lián)的機(jī)械泵22和電動泵28，在各箱體、各行星架以及各行星輪軸上均設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道；機(jī)械泵22和電動泵28的輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接，所述機(jī)械泵22的安裝位置處于齒輪箱油位線以下，機(jī)械泵22流量為90升/分鐘。在本實(shí)施例中電動泵28設(shè)在中箱體14上，機(jī)械泵22安裝在下箱體23的透蓋27上；內(nèi)花鍵軸19端部設(shè)有油泵齒輪20，它們通過螺栓連接，所述的油泵齒輪20帶動與其嚙合的齒輪軸21，齒輪軸21同步驅(qū)動機(jī)械泵22 ; 所述機(jī)械泵22和電動泵28輸出端分別連接并排的兩個(gè)過濾器后，再經(jīng)油路分配器與各潤滑油道連接。具體實(shí)施時(shí)整個(gè)齒輪箱通過聯(lián)接法蘭掛在風(fēng)機(jī)過渡段的主軸承上。實(shí)際使用時(shí)，風(fēng)力形成的動能由經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪帶動聯(lián)接法蘭I和一級行星架2轉(zhuǎn)動，使一級行星輪6圍繞一級太陽輪5轉(zhuǎn)動，由于一級行星輪6同時(shí)與一級內(nèi)齒圈
7、一級太陽輪5嚙合，使一級太陽輪5產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，并帶動二級行星架9轉(zhuǎn)動；同理，二級行星架9的轉(zhuǎn)動最終使二級太陽輪12產(chǎn)生自傳，并帶動內(nèi)花鍵軸19和大齒輪18同步轉(zhuǎn)動，然后大齒輪18帶動輸出齒輪軸15高速轉(zhuǎn)動，最后由輸出齒輪軸15帶動發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。工作中，齒輪箱油池中的潤滑油在機(jī)械泵22和電動泵28的共同作用下，通過油路分配器輸往各潤滑油道，為所有的軸承和齒輪提供潤滑油。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)泵28停止，機(jī)械泵22可繼續(xù)保持潤滑系統(tǒng)正常工作，為所有軸承和齒輪提供潤滑油。
權(quán)利要求1.一種2. 5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括聯(lián)接法蘭、箱體、兩級行星輪系、管軸、內(nèi)花鍵軸、輸出齒輪軸，其特征在于 箱體包括前箱體、扭力臂、中箱體、下箱體和上箱體；前箱體與扭力臂之間設(shè)有一級內(nèi)齒圈；扭力臂與中箱體之間設(shè)有二級內(nèi)齒圈；前箱體、一級內(nèi)齒圈、扭力臂、二級內(nèi)齒圈、中箱體依次通過螺栓連接，上、下箱體的結(jié)合部位于管軸和輸出齒輪軸的中心，下箱體、上箱體通過螺栓連接，再與中箱體連接； 聯(lián)接法蘭、一級行星架、一級太陽輪、二級行星架、二級太陽輪、內(nèi)花鍵軸同軸心，一級太陽輪軸、二級太陽輪軸和內(nèi)花鍵軸依次浮動套接于管軸上；一級行星架通過軸承安裝在前箱體和扭力臂之間，一級行星架的輸入端穿出前箱體，并通過螺栓與聯(lián)接法蘭聯(lián)接；二級行星架通過軸承安裝在扭力臂與中箱體之間，二級行星架中的內(nèi)花鍵與一級太陽輪軸的外花鍵相連，兩者通過壓板與擋邊定位；二級太陽輪軸的外花鍵與內(nèi)花鍵軸嚙合； 內(nèi)花鍵軸通過軸承安裝在中箱體與上、下箱體之間的箱體中，與內(nèi)花鍵軸平行的輸出齒輪軸通過軸承平行安裝在中箱體與上、下箱體之間的箱體中；輸出齒輪軸的輸出端穿出上、下箱體； 內(nèi)花鍵軸上設(shè)有大齒輪，所述的大齒輪與輸出齒輪軸上的齒輪嚙合； 一級行星架與前箱體結(jié)合處以及輸出齒輪軸與上、下箱體結(jié)合處均設(shè)有密封圈； 箱體、行星架以及行星輪軸上設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵與電動泵并聯(lián)在齒輪箱的潤滑系統(tǒng)中，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于一級行星架周邊均勻設(shè)置有四個(gè)一級行星輪軸，每個(gè)一級行星輪軸上均設(shè)有一個(gè)一級行星輪，一級行星輪采用兩個(gè)無外圈圓柱滾子軸承并排安裝在一級行星輪軸上，它們的外圈滾道設(shè)在一級行星輪的軸孔中；二級太陽輪與內(nèi)花鍵軸采用卡環(huán)軸向定位，內(nèi)花鍵軸和輸出齒輪軸的一端由軸承支撐在中箱體，另一端采用配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部，輸出齒輪軸的輸出端伸出上、下箱體；輸出齒輪軸輸出端的密封圈由擋油環(huán)和甩油環(huán)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于輸出齒輪軸一端由軸承支撐在中箱體，另一端采用面對面配對圓錐滾子軸承支撐在上、下箱體結(jié)合部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于齒輪箱還設(shè)有并聯(lián)的機(jī)械泵和電動泵，在各箱體、各行星架以及各行星輪軸上均設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道；機(jī)械泵和電動泵的輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接，所述機(jī)械泵的安裝位置處于齒輪箱油位線以下，機(jī)械泵流量至少為85升/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于電動泵設(shè)在中箱體上，機(jī)械泵安裝在下箱體的透蓋上；內(nèi)花鍵軸端部設(shè)有油泵齒輪，它們通過螺栓連接，所述的油泵齒輪帶動與其嚙合的齒輪軸，齒輪軸同步驅(qū)動機(jī)械泵；所述機(jī)械泵和電動泵輸出端分別連接并排的兩個(gè)過濾器后，再經(jīng)油路分配器與各潤滑油道連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I飛之一所述的2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，其特征在于整個(gè)齒輪箱通過聯(lián)接法蘭掛在風(fēng)機(jī)過渡段的主軸承上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種2.5兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)用增速齒輪箱，包括聯(lián)接法蘭、箱體、兩級行星輪系、管軸、內(nèi)花鍵軸、輸出齒輪軸，其中前箱體、一級內(nèi)齒圈、扭力臂、二級內(nèi)齒圈、中箱體依次通過螺栓連接，上下箱體與中箱體連接；聯(lián)接法蘭、一級行星架、一級太陽輪、二級行星架、二級太陽輪、內(nèi)花鍵軸同軸心，一級太陽輪軸、二級太陽輪軸和內(nèi)花鍵軸依次浮動套接于管軸上；輸出齒輪軸與內(nèi)花鍵軸平行；一級行星架與前箱體結(jié)合處以及輸出齒輪軸與上、下箱體結(jié)合處均設(shè)有密封圈；箱體、行星架以及行星輪軸上設(shè)有通往各軸承安裝點(diǎn)的潤滑油道，機(jī)械泵與電動泵并聯(lián)在齒輪箱的潤滑系統(tǒng)中，其輸出端通過油路分配器與各潤滑油道連接。
文檔編號F03D11/02GK202579058SQ20122019465
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者王朝陽, 明建新, 許軍, 錢榮 申請人:南京高速齒輪制造有限公司