本發(fā)明涉及一種用于涉及可再生風(fēng)能行業(yè)的風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器，以及用于所述風(fēng)力渦輪機(jī)的定期維護(hù)和維修操作。

作為本發(fā)明的主題的轉(zhuǎn)矩吸收器具有以下主要目的：盡可能吸收齒輪箱中產(chǎn)生的對風(fēng)力渦輪機(jī)框架的反作用轉(zhuǎn)矩，以使得框架與所述齒輪箱之間存在能吸收所述反作用轉(zhuǎn)矩的緩沖結(jié)合體，并且其中該結(jié)合體具有容易安裝和更換、經(jīng)濟(jì)上有競爭力并且完全適合當(dāng)前存在的風(fēng)力渦輪機(jī)的一系列部件。

背景技術(shù)：

通過介紹的方式，當(dāng)前使用的風(fēng)力渦輪機(jī)包括用于倍增輸出軸的轉(zhuǎn)速的齒輪箱，所述輸出軸與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)子軸直接聯(lián)接。如所指出的，所述齒輪箱的主要目的是提高輸出軸處的轉(zhuǎn)速，從而減小轉(zhuǎn)矩。這允許縮小相關(guān)的發(fā)電機(jī)的尺寸并因此降低其總成本。

所述齒輪箱又與用于支承齒輪箱本身和風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的框架聯(lián)接，使得通過齒輪箱減小的轉(zhuǎn)矩傳遞到框架，框架在牛頓第三定律下做出反應(yīng)而產(chǎn)生與輸入轉(zhuǎn)矩(minput)以及輸出軸和輸入軸(i)處的轉(zhuǎn)速比成正比的反作用轉(zhuǎn)矩(mreact)。其中可將反作用轉(zhuǎn)矩計(jì)算為：

在此上下文中已知應(yīng)用互相關(guān)聯(lián)并且構(gòu)造成吸收所述反作用轉(zhuǎn)矩的一部分，其中所述應(yīng)用采用在一側(cè)與齒輪箱聯(lián)接并且在另一側(cè)與支承框架聯(lián)接的一對轉(zhuǎn)矩吸收器。所述轉(zhuǎn)矩吸收器包括允許吸收所述反作用轉(zhuǎn)矩的一部分的吸收元件，從而增加轉(zhuǎn)速齒輪箱的耐久性并由此降低維護(hù)和/或修理成本。

參見例如美國專利申請?zhí)杣s-2012/0056071，其記載了與齒輪箱的殼體相關(guān)的一對轉(zhuǎn)矩吸收器，該對轉(zhuǎn)矩吸收器提供所述齒輪箱與相關(guān)的固定框架之間的彈性結(jié)合體。一般而言，所述轉(zhuǎn)矩吸收器具有以下構(gòu)件：

在一側(cè)存在與齒輪箱殼體螺栓連接的托架。

在另一側(cè)存在與框架螺栓連接的橋接器。在這兩個(gè)構(gòu)件之間存在沖擊吸收器，其吸收齒輪箱中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的一部分并且防止所述轉(zhuǎn)矩傳遞到橋接器并且由此傳遞到相應(yīng)框架。

這樣，實(shí)現(xiàn)了減少齒輪箱中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩向框架的傳遞的主要目標(biāo)。然而，應(yīng)當(dāng)指出所述轉(zhuǎn)矩吸收器具有與以下相關(guān)的多個(gè)缺點(diǎn)：

首先，需要大量元件以吸收由齒輪箱產(chǎn)生的反作用轉(zhuǎn)矩，因?yàn)橛斜匾哂型屑芎蜆蚪悠?，并且在這些之間存在吸收所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩所需的吸收元件；此外，除這些物理構(gòu)件外，轉(zhuǎn)矩吸收器包括若干間隔件，其構(gòu)造成預(yù)先確定吸收元件操作所在的轉(zhuǎn)矩的距離或工作高度。

其次，應(yīng)當(dāng)指出，所述轉(zhuǎn)矩吸收器需要頻繁維修，因?yàn)槲掌靼l(fā)生磨損或開裂，并且必須相應(yīng)地修理或更換。然而，所述吸收元件在間隔件包圍通道的一部分的狀態(tài)下位于托架與橋接器之間意味著操縱所述元件對于技術(shù)工人來說是一項(xiàng)復(fù)雜和繁重的任務(wù)，從而大幅增加由于需要在到達(dá)必須更換或修理的吸收器之前拆卸轉(zhuǎn)矩吸收器的大量部件而需要的更換時(shí)間。

此外，應(yīng)指出，由于各轉(zhuǎn)矩吸收器中所包括的每個(gè)部件的不同制造公差——其引起各轉(zhuǎn)矩吸收器在相應(yīng)齒輪箱和框架上的定位和正確附接的變化，通常做法是使用量具來確保轉(zhuǎn)矩吸收器的正確支承和預(yù)加載。同樣，所述量具安裝在吸收元件附近，并且到達(dá)所述量具同樣復(fù)雜。

鑒于上述與當(dāng)前轉(zhuǎn)矩吸收器的大量元件有關(guān)的缺點(diǎn)，及其安裝、維護(hù)和/或更換的難度，需要提供一種可安裝在任何風(fēng)力渦輪機(jī)中的用于風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的新型轉(zhuǎn)矩吸收器，從而確保齒輪箱中產(chǎn)生的反作用轉(zhuǎn)矩的吸收，緩沖所述轉(zhuǎn)矩向框架的傳遞；所述新型吸收器必須還包括制造起來簡單且經(jīng)濟(jì)的少量部件，并且允許以快速和有效的方式到達(dá)吸收和高度調(diào)節(jié)元件。這應(yīng)當(dāng)通過容易安裝和維護(hù)并且在經(jīng)濟(jì)上比公知現(xiàn)有技術(shù)有競爭力的新穎轉(zhuǎn)矩吸收器來提供。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器，其包括構(gòu)造成在一側(cè)與齒輪箱的一對相應(yīng)凸部聯(lián)接并且在另一側(cè)與固定框架聯(lián)接的一對轉(zhuǎn)矩吸收器，使得：

-每個(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器都包括在外部包圍相應(yīng)凸部的至少一對脊突；

-其中，第一吸收元件位于所述脊突之間并且與轉(zhuǎn)矩吸收器和所述齒輪箱的所述凸部兩者接觸，從而通過所述第一吸收元件限定出每個(gè)凸部與相應(yīng)轉(zhuǎn)矩吸收器之間的緩沖結(jié)合體；并且

-其中，第二吸收元件位于所述脊突之間并且與轉(zhuǎn)矩吸收器和固定框架兩者接觸，從而通過所述第二吸收元件限定出每個(gè)凸部與固定框架之間的緩沖結(jié)合體。

因此，執(zhí)行齒輪箱與框架的結(jié)合，因?yàn)槊總€(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器都包括單個(gè)部件，該部件具有包圍齒輪箱的一個(gè)凸部的一對脊突，并且其中每一對脊突都具有建立齒輪箱與固定框架之間的緩沖物理結(jié)合體的第一和第二吸收元件，以便確保由齒輪箱產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的吸收。吸收元件的位置被策略性地選擇，因?yàn)樗鼈儽话仓迷趦蓚€(gè)脊突之間以獲得具有對稱構(gòu)型的裝置，使得發(fā)生所述裝置與齒輪箱的凸部之間通過第一吸收元件的第一緩沖和凸部與固定框架之間通過第二吸收元件的第二緩沖。

這樣，當(dāng)齒輪箱中發(fā)生振蕩時(shí)，該振蕩傳遞到所述齒輪箱的每個(gè)凸部，通過各轉(zhuǎn)矩吸收器，其中第一和第二吸收元件通過將動能轉(zhuǎn)換為彈性變形能量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，轉(zhuǎn)矩吸收器的構(gòu)件大幅簡化，如上所述，所述吸收器包括三個(gè)主要構(gòu)件：托架、橋接器和吸收元件。相反，在本發(fā)明的用于齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器中，主要構(gòu)件減至轉(zhuǎn)矩吸收器包括帶一對脊突的單個(gè)部件，以及第一和第二吸收器，其另外可由技術(shù)工人容易地到達(dá)，因?yàn)樗鼈兾挥诩雇恢g，是可見的以用于現(xiàn)場檢查和修理。此外，為了更換或替換吸收器，僅需從齒輪箱的各凸部釋放轉(zhuǎn)矩吸收器，這是一項(xiàng)需要較少操作時(shí)間的任務(wù)。

需要闡明用語“第一”和“第二”吸收器，因?yàn)檫@并不暗示需要“第三”吸收器；這些用語僅用于闡明除本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩吸收器的基本和必要構(gòu)件外使用的非必要構(gòu)件。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述裝置呈c形，其中翼部對應(yīng)于一對脊突且腹板對應(yīng)于中央部分。這樣，其在齒輪箱的各凸部上的操縱和安裝以快速和有效的方式執(zhí)行，因?yàn)楣と藘H需定位吸收元件并且從側(cè)面或頂部聯(lián)接各轉(zhuǎn)矩吸收器。

在這種意義上，可執(zhí)行轉(zhuǎn)矩吸收器關(guān)于齒輪箱的凸部的導(dǎo)向和對中，因?yàn)榈诙掌靼ㄎ挥谒龅诙掌髋c固定框架之間的至少一個(gè)對中銷。此外，通過將轉(zhuǎn)矩吸收器與框架物理地結(jié)合來執(zhí)行轉(zhuǎn)矩吸收器在相應(yīng)框架上的聯(lián)接，其中所述第二結(jié)合體存在若干實(shí)施例選擇，例如使用旋擰在形成于所述固定框架中的孔口內(nèi)的固定螺栓。所述螺栓將穿過所述一對脊突并且插入框架中以確保所述元件之間的機(jī)械聯(lián)接。

應(yīng)當(dāng)記得，為了提高組件的吸收能力，描述了與齒輪箱的凸部聯(lián)接的第二吸收元件的存在，該第二吸收元件與固定框架和齒輪箱的所述凸部兩者接觸，從而在固定框架與相應(yīng)轉(zhuǎn)矩吸收器之間構(gòu)成緩沖結(jié)合體。這引起夾持式構(gòu)型，其中凸部被卡合在通常由彈性塑料材料制成的第一和第二吸收元件之間。這使凸部與吸收元件之間的接觸面積加倍，并且因此提高了組件的轉(zhuǎn)矩緩沖和吸收響應(yīng)。

注意，與公知現(xiàn)有技術(shù)中一樣，存在用于轉(zhuǎn)矩吸收器的主要構(gòu)件的尺寸和形狀公差，其必須在轉(zhuǎn)矩吸收器的裝配和試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中加以修正。為此，描述了一個(gè)優(yōu)選替代方案，其中吸收器包括可安置在以下之間的多個(gè)量具：

第一吸收元件和轉(zhuǎn)矩吸收器自身；和/或

第二吸收元件和固定框架。

這樣，量具利用吸收器的布置結(jié)構(gòu)并且被安置在這些與鄰接的剛性表面之間留出的潛在自由空間之中：吸收器的基部和固定框架。技術(shù)工人可從外部到達(dá)并檢查量具。與如上文指出的現(xiàn)有技術(shù)相比，這大幅簡化了維護(hù)和修理任務(wù)。

最后，作為替換實(shí)施例的例子，描述了每個(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器都呈e形的選擇，其中第一脊突對應(yīng)于成形為收納在各凸部的通孔中的中央脊突，并且外側(cè)脊突成形為用作第二脊突，兩個(gè)第二脊突均與固定框架聯(lián)接，并且兩個(gè)第二基部均從外部在兩側(cè)包圍齒輪箱的相應(yīng)凸部。

該替換實(shí)施例表明，通過包括單個(gè)構(gòu)件的每個(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器來實(shí)現(xiàn)齒輪箱與框架之間的結(jié)合體，所述單個(gè)構(gòu)件具有與框架聯(lián)接的插入齒輪箱的每個(gè)凸部的通孔中的第一脊突和包圍齒輪的相應(yīng)凸部的第二脊突，從而引起從齒輪箱到所述框架的、需要吸收元件的物理聯(lián)接，該吸收元件確保由齒輪箱產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被吸收。為此，還描述了相對于第一脊突安置在策略性位置的第一吸收元件的存在，因?yàn)樗龅谝晃赵P(guān)于所述第一脊突在外部聯(lián)接并且與第一脊突的基部(在此第一脊突出現(xiàn))和齒輪箱的凸部恒定地接觸。

因此，可見為了安裝集成在齒輪箱上的所述轉(zhuǎn)矩吸收器，僅需將各e形轉(zhuǎn)矩吸收器定位在所述齒輪箱的凸部上，使得e的中央脊突插入所述凸部的通孔中，并且e的兩端處于所述凸部的側(cè)面處。此外，第一和第二吸收元件包圍未包埋在齒輪箱的凸部中的自由表面，從而保證齒輪箱與相關(guān)的轉(zhuǎn)矩吸收器之間的柔性連接。為了將轉(zhuǎn)矩吸收器與框架物理地結(jié)合，e的兩端脊突設(shè)置有上述在所述框架上的附接裝置，并且可在脊突出現(xiàn)的面的反面上從e形的頂部到達(dá)。

因此，鑒于具有c形的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器，該轉(zhuǎn)矩吸收器可吸收齒輪箱中朝風(fēng)力渦輪機(jī)框架產(chǎn)生的反作用轉(zhuǎn)矩，使得框架與所述齒輪箱之間始終存在緩沖結(jié)合體，該緩沖結(jié)合體借助于一系列簡單、高度通用的元件而確保所述吸收，所述元件可用于當(dāng)前使用的風(fēng)力渦輪機(jī)的各種齒輪箱中，且其相比于與所述用于吸收風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方案相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)大幅簡化了所述轉(zhuǎn)矩吸收器的維護(hù)、修理和更換任務(wù)。

附圖說明

為了完成做出的說明，并且為了幫助更好地理解根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)用實(shí)施例的優(yōu)選例子的本發(fā)明的特征，提供了一組附圖，附圖構(gòu)成本說明書的整體部分，其中出于說明的目的并且在非限制性意義上示出了以下附圖：

圖1示出與現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)轉(zhuǎn)矩吸收器的三維視圖，示出了相關(guān)的托架、橋接器、吸收元件和間隔件。

圖2示出也對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的圖1的轉(zhuǎn)矩吸收器的兩個(gè)二維視圖。

圖3示出與齒輪箱自身的凸部聯(lián)接的本發(fā)明的用于齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器的第一三維視圖。

圖4示出用于與齒輪箱聯(lián)接的轉(zhuǎn)矩吸收器的二維視圖，揭示了結(jié)合元件和用于關(guān)于框架對中以進(jìn)行聯(lián)接的銷。

圖5示出通過相應(yīng)凸部與齒輪箱聯(lián)接的轉(zhuǎn)矩吸收器的二維視圖。

具體實(shí)施方式

對應(yīng)于當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)矩吸收器(其因此屬于現(xiàn)有技術(shù))的圖1和2表明轉(zhuǎn)矩吸收器包括：

通過多個(gè)螺栓(14’)與齒輪箱的外殼螺栓連接的托架(13’)。

通過相應(yīng)螺栓(11’)與框架螺栓連接的橋接器(1’)，并且在這兩個(gè)構(gòu)件之間設(shè)置有吸收齒輪箱中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的一部分的吸收器(7’，8’)，從而防止所述轉(zhuǎn)矩傳遞到橋接器(1’)并由此傳遞相應(yīng)框架。

此外，示出了用于設(shè)定托架(13’)相對于橋接器(1’)的預(yù)定高度的一系列前間隔件(12’)的位置。然而，所述前間隔件(12’)不是負(fù)責(zé)設(shè)定所述高度的唯一部件；如在圖2中所見，轉(zhuǎn)矩吸收器中存在具有相同用途的內(nèi)部間隔件(15’)。

為了實(shí)現(xiàn)齒輪箱與相應(yīng)框架之間的柔性結(jié)合體，圖2示出橋接器(1’)內(nèi)部的吸收器(7’，8’)的位置，所述吸收器由兩對吸收器組成，每一對吸收器都包括上吸收器(7’)和下吸收器(8’)，從而將通過齒輪箱轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的負(fù)荷分配到吸收器(7’，8’)的接觸面上。

此外，存在與下吸收器(8’)對應(yīng)地存在的一些量具(15’)和關(guān)于相應(yīng)框架的對中銷(12’)。

相應(yīng)地，能更清楚地并以可視方式看到與用于獲得所述轉(zhuǎn)矩吸收器的大量部件有關(guān)的問題，以及與技術(shù)工人在日常維護(hù)作業(yè)期間到達(dá)吸收器(7’，8’)和量具(12’)以檢測它們的狀態(tài)的難度有關(guān)的問題。

為了解決所述問題，圖3至5示出本發(fā)明的用于風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的轉(zhuǎn)矩吸收器包括：

-關(guān)于齒輪箱(9)，顯示了齒輪箱(9)的凸部(2)，

-關(guān)于轉(zhuǎn)矩吸收器(1)，其構(gòu)造成在一側(cè)與齒輪箱(9)的一對相應(yīng)凸部(2)聯(lián)接并且在另一側(cè)與固定框架(6)聯(lián)接。

此外，每個(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器(1)都呈c形，顯示了包括兩個(gè)脊突(4，5)，所述脊突包圍凸部(2)，從而引起齒輪箱(9)的所述凸部(2)的外部夾持。

轉(zhuǎn)矩吸收器(1)通過要旋擰在形成于所述固定框架(6)中的孔口內(nèi)的一系列固定螺栓(11)與固定框架(6)聯(lián)接；其中所述固定螺栓(11)穿過轉(zhuǎn)矩吸收器(1)的第二脊突(4，5)。

為了確保緩沖結(jié)合，每個(gè)轉(zhuǎn)矩吸收器(1)都具有位于脊突(4，5)之間并與轉(zhuǎn)矩吸收器(1)和齒輪箱(9)的所述凸部(2)兩者接觸的第一吸收元件(7)，從而通過所述第一吸收元件(7)限定各凸部(2)與相應(yīng)轉(zhuǎn)矩吸收器(1)之間的緩沖結(jié)合。此外，存在位于所述脊突(4，5)之間的第二吸收元件(8)，其與轉(zhuǎn)矩吸收器(1)和固定框架(6)兩者接觸，從而通過所述第二吸收元件(8)限定各凸部(2)與固定框架(6)之間的緩沖結(jié)合。

為了克服所牽涉的部件中的任何形狀誤差，附圖示出存在聯(lián)接在第二吸收元件(8)與固定框架(6)之間以及第一吸收元件(7)與c形吸收器的中央部(3)的基部之間的多個(gè)量具(10)，其可容易地到達(dá)并且從外部看到。

最后，根據(jù)圖4，可見第二吸收器(8)包括位于第二吸收器(8)與固定框架(6)之間的一對對中銷(12)，其允許本發(fā)明的吸收器的定位。

基于本說明書和一組附圖，技術(shù)人員可理解如上所述的本發(fā)明的實(shí)施例可在本發(fā)明的范圍內(nèi)以多種方式組合。已根據(jù)其一些優(yōu)選實(shí)施例說明本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，可在所述優(yōu)選實(shí)施例中加入多個(gè)變型而不超過要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。