專利名稱：一種定日鏡方位角傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能塔式發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種定日鏡方位角傳動裝置。
背景技術(shù)：
太陽能塔式發(fā)電應(yīng)用的是塔式系統(tǒng)，塔式系統(tǒng)又稱集中式系統(tǒng)。它是在很大面積的場地上裝有許多臺大型太陽能反射鏡，通常稱為定日鏡，每臺都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的將太陽光反射集中到一個高塔頂部的接收器上。接收器上的聚光倍率可超過1000倍。在這里把吸收的太陽光能轉(zhuǎn)化成熱能，再將熱能傳給接收器管道內(nèi)的流動性工質(zhì)，工質(zhì)種類可以是:水、導(dǎo)熱油、熔鹽、空氣等。工質(zhì)以水為例，當(dāng)水被加熱升溫到幾百度之后，就被送往高溫儲罐內(nèi)儲存。在需要發(fā)電之時，由水蒸汽發(fā)生器生成高壓蒸汽推動蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。發(fā)電后的余熱蒸汽，輸送到冷凝器中冷卻成水后，再送回到低溫儲罐儲存。到此，就完成了一個工質(zhì)循環(huán)周期。由于塔式太陽能熱發(fā)電的參數(shù)可與高溫、高壓火電站一致，這樣不僅使太陽能電站有較高的熱效率，而且容易獲得配套設(shè)備，也可以與火電配套建設(shè)。美國能源部主持的研究結(jié)果表明:在大規(guī)模發(fā)電方面，塔式太陽能熱發(fā)電將是所有太陽能發(fā)電技術(shù)成本最低的一種方式。定日鏡是一種由鏡面(反射鏡)、鏡架(支撐結(jié)構(gòu))、跟蹤傳動裝置及其控制系統(tǒng)組成的聚光裝置，是塔式太陽能熱發(fā)電的主要裝置之一，其建造費用大約占到電站總投資的一半。跟蹤傳動裝置在定日鏡系統(tǒng)中負(fù)責(zé)定日鏡的運動和定位，是定日鏡中最關(guān)鍵的部件，也是成本最高的部件。它的性能直接決定了定日鏡的跟蹤精度，從而影響太陽能的聚集乃至整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。跟蹤傳動裝置通常為兩部分組成，即由水平(方位角傳動機(jī)構(gòu))和俯仰(俯仰角傳動機(jī)構(gòu))兩個精密傳動裝置組成，可實現(xiàn)大減速比全方位跟蹤精確定位。由于鏡面位置的微小變化都將造成聚集光斑在數(shù)百米外的集熱器上產(chǎn)生較大范圍內(nèi)的偏差，因此對整個裝置的傳動精度和回差要求都很嚴(yán)格。方位角傳動裝置的輸出法蘭軸線與地面垂直，輸出法蘭通過鏡架驅(qū)動鏡面實現(xiàn)方位角跟蹤太陽。目前國內(nèi)外主要的解決方案是“多級行星減速部件+蝸輪蝸桿副+蝸輪消隙機(jī)構(gòu)”，已有應(yīng)用案例，但是蝸輪蝸桿副作為輸出級體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度。另外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蝸輪消隙機(jī)構(gòu)降低了系統(tǒng)的效率，結(jié)構(gòu)簡單的彈簧類蝸輪消隙機(jī)構(gòu)多次反復(fù)使用后會產(chǎn)生疲勞失效，耐用性差。因此，如何避免由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種定日鏡方位角傳動裝置，以避免由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種定日鏡方位角傳動裝置，包括:總箱體；設(shè)置于所述總箱體內(nèi)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪組件上同軸連接有輸出級太陽輪軸；驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)通過減速裝置與所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿軸相連；設(shè)置于所述總箱體內(nèi)的內(nèi)齒圈；可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述總箱體上的行星架，所述行星架上設(shè)有行星輪軸；可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述行星輪軸上的行星輪組件，所述行星輪組件分別與所述內(nèi)齒圈和所述輸出級太陽輪軸上的太陽輪嚙合；與所述行星架連接的輸出法蘭，所述輸出法蘭可轉(zhuǎn)動地與所述總箱體相連。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述輸出級太陽輪軸的一端通過滾動軸承支撐于所述總箱體上，另一端通過滾動軸承支撐于所述行星架上。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述行星輪組件包括:可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述行星輪軸上的行星輪，所述行星輪的外圈邊緣具有環(huán)形安裝槽；套設(shè)于所述環(huán)形安裝槽內(nèi)的消隙齒圈，所述消隙齒圈通過扭力銷設(shè)置于所述行星輪上，且所述消隙齒圈的輪齒與所述行星輪的輪齒組成所述行星輪組件的輪齒。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述行星輪組件的直徑大于所述輸出級太陽輪軸上的太陽輪的直徑。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述行星架和所述輸出法蘭通過螺釘連接。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，還包括與所述總箱體通過螺釘連接的蓋板組件，所述輸出法蘭通過軸承與所述蓋板組件相連。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述減速裝置為多級行星減速機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述減速裝置的箱體通過螺栓連接在所述總箱體上。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述驅(qū)動電機(jī)通過法蘭連接在所述減速裝置的箱體上。優(yōu)選地，在上述定日鏡方位角傳動裝置中，所述蝸桿軸為硬齒面漸開線圓柱蝸桿；所述行星輪組件為硬齒面行星輪；所述輸出級太陽輪軸為硬齒面輸出級太陽輪軸。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的定日鏡方位角傳動裝置，驅(qū)動電機(jī)將動力傳遞給減速裝置，并通過減速裝置實現(xiàn)較大速比的減速后，傳遞給蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，該蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行第二次大減速比減速，并且蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有可逆向自鎖的功能。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的動力傳遞給輸出級太陽輪軸，輸出級太陽輪軸上的太陽輪驅(qū)動行星輪組件繞其公轉(zhuǎn)，行星輪組件繞輸出級太陽輪軸公轉(zhuǎn)的過程中，帶動行星架轉(zhuǎn)動，行星架帶動輸出法蘭轉(zhuǎn)動，通過輸出法蘭將動力傳出。由上可見，本發(fā)明的輸出級為行星級齒輪副(輸出級太陽輪軸、行星輪組件、行星架和內(nèi)齒圈)，行星架輸出動力。該齒輪副輸出轉(zhuǎn)速特別低，齒輪發(fā)熱膨脹量微小可忽略不計，通過磨齒將齒輪副側(cè)隙控制在數(shù)十微米級別，從而使整個傳動裝置的回差得到控制同時具有較高的機(jī)械效率。本發(fā)明避免了由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題。在本發(fā)明另一技術(shù)方案中，行星輪組件包括:可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于行星輪軸上的行星輪，行星輪的外圈邊緣具有環(huán)形安裝槽；套設(shè)于環(huán)形安裝槽內(nèi)的消隙齒圈，消隙齒圈通過扭力銷設(shè)置于所述行星輪上，且所述消隙齒圈的輪齒與行星輪的輪齒組成行星輪組件的輪齒。本發(fā)明通過將行星輪做成帶扭力銷的組合齒輪，消除行星輪與太陽輪之間的側(cè)隙的同時消除行星輪與內(nèi)齒圈的側(cè)隙。本發(fā)明與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蝸輪消隙機(jī)構(gòu)相比，提高了系統(tǒng)的效率，與結(jié)構(gòu)簡單的彈簧類蝸輪消隙機(jī)構(gòu)相比，不會產(chǎn)生疲勞失效，耐用性高。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的定日鏡方位角傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A-A線的剖視圖。其中，I為總箱體,2為驅(qū)動電機(jī),3為減速裝置,4為滾動軸承,5為蝸桿軸,6為蝸輪組件，7為滾動軸承,8為輸出級太陽輪軸,9為行星輪組件,10為滾動軸承，11為內(nèi)齒圈，12為行星架，13為輸出法蘭，14為滾動軸承，15為蓋板組件。
具體實施例方式本發(fā)明的核心在于提供一種定日鏡方位角傳動裝置，以避免由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例提供的定日鏡方位角傳動裝置，包括總箱體1、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動電機(jī)2、內(nèi)齒圈11、行星架1、行星輪組件9和輸出法蘭13。其中，總箱體I和輸出法蘭13的結(jié)構(gòu)和壁厚均經(jīng)過嚴(yán)格的分析計算和優(yōu)化，在滿足強(qiáng)度和剛度要求前提下使得質(zhì)量和體積最小。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于總箱體內(nèi)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪組件6上同軸連接有輸出級太陽輪軸8。其中，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿軸5通過滾動軸承4支撐在總箱體I上。驅(qū)動電機(jī)2通過減速裝置3與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿軸5相連，驅(qū)動電機(jī)2輸出的動力通過減速裝置3減速后傳遞給蝸桿軸5。內(nèi)齒圈11設(shè)置于總箱體I內(nèi)，行星架12可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于總箱體I上，行星架12上設(shè)有行星輪軸。行星輪組件9可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于行星輪軸上，具體可通過滾動軸承10設(shè)置于行星輪軸上，行星輪組件9分別與內(nèi)齒圈11和輸出級太陽輪軸8上的太陽輪嚙合。輸出法蘭13與行星架12連接，且可轉(zhuǎn)動地與總箱體I相連，以將動力輸出。本發(fā)明提供的定日鏡方位角傳動裝置，驅(qū)動電機(jī)I將動力傳遞給減速裝置3，并通過減速裝置3實現(xiàn)較大速比的減速后，傳遞給蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，該蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行第二次大減速比減速，并且蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有可逆向自鎖的功能。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的動力傳遞給輸出級太陽輪軸8，輸出級太陽輪軸8上的太陽輪驅(qū)動行星輪組件9繞其公轉(zhuǎn)，行星輪組件9繞輸出級太陽輪軸8公轉(zhuǎn)的過程中，帶動行星架12轉(zhuǎn)動，行星架12帶動輸出法蘭13轉(zhuǎn)動，通過輸出法蘭13將動力傳出。由上可見，本發(fā)明的輸出級為行星級齒輪副(輸出級太陽輪軸8、行星輪組件9、行星架12和內(nèi)齒圈)，行星架12輸出動力。該齒輪副輸出轉(zhuǎn)速特別低，齒輪發(fā)熱膨脹量微小可忽略不計，通過磨齒將齒輪副側(cè)隙控制在數(shù)十微米級別，從而使整個傳動裝置的回差得到控制同時具有較高的機(jī)械效率。本發(fā)明避免了由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，輸出級太陽輪軸8的一端通過滾動軸承7支撐于總箱體I上，另一端通過滾動軸承支撐于行星架12上。行星架12安裝在總箱體I上，并通過滾動軸承14實現(xiàn)動靜分離。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，行星輪組件9包括行星輪和消隙齒圈。其中，行星輪可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于行星輪軸上，行星輪的外圈邊緣具有環(huán)形安裝槽，該環(huán)形桿狀槽可理解為在普通的齒輪邊緣切掉一部分，并保留部分輪齒，以增加強(qiáng)度。優(yōu)選地，行星輪的切掉的輪齒寬度和保留部分的輪齒寬度比例為1:1，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，還可為其它比例，1:1只是本發(fā)明較為優(yōu)選的方式。消隙齒圈套設(shè)于環(huán)形安裝槽內(nèi)，該消隙齒圈可以理解為在切掉部分的部位補(bǔ)充相應(yīng)的實體。消隙齒圈通過扭力銷設(shè)置于行星輪上，且消隙齒圈的輪齒與行星輪的輪齒組成行星輪組件9的輪齒。本發(fā)明通過將行星輪做成帶扭力銷的組合齒輪，消除行星輪與太陽輪之間的側(cè)隙的同時消除行星輪與內(nèi)齒圈的側(cè)隙。本發(fā)明與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蝸輪消隙機(jī)構(gòu)相比，提高了系統(tǒng)的效率，與結(jié)構(gòu)簡單的彈簧類蝸輪消隙機(jī)構(gòu)相比，不會產(chǎn)生疲勞失效，耐用性高。在本發(fā)明一具體實施例中，行星輪組件9的直徑大于輸出級太陽輪軸8上的太陽輪的直徑，以達(dá)到更優(yōu)減速的目的。行星架12和輸出法蘭13可通過螺釘連接。減速裝置3的輸出軸和蝸桿軸5通過花鍵連接。相應(yīng)地，可將蝸桿軸5的輸入端設(shè)置有外花鍵，通過該外花鍵與減速裝置3的輸出軸上的內(nèi)花鍵相連，將動力傳給蝸桿軸5。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在本發(fā)明一具體實施例中，還可包括與總箱體I通過螺釘連接的蓋板組件15，輸出法蘭13通過軸承與蓋板組件15相連。在本發(fā)明一具體實施例中，減速裝置3為多級行星減速機(jī)構(gòu)。多級行星減速機(jī)構(gòu)的最后一級行星架通過花鍵將動力輸出給蝸桿軸5，該蝸桿軸5與蝸輪組件6組成大減速t匕，可逆向自鎖的蝸輪蝸桿副。減速裝置3的箱體通過螺栓連接在總箱體I上，驅(qū)動電機(jī)2通過法蘭連接在減速裝置3的箱體上。蝸桿軸5為硬齒面漸開線圓柱蝸桿，行星輪組件9為硬齒面行星輪；輸出級太陽輪軸8為硬齒面輸出級太陽輪軸。蝸桿軸5、行星輪組件9和輸出級太陽輪軸8上的齒輪副均采用了硬齒面，具有很好的耐磨性和很長的使用壽命。輸出級采用了高承載能力的硬齒面技術(shù)實現(xiàn)了整個傳動裝置的小體積。本發(fā)明中的部件包括多級行星減速機(jī)構(gòu)、硬齒面漸開線蝸輪蝸桿副和微側(cè)隙硬齒面行星輪齒輪副都是成熟的技術(shù)，零件制造難度低，產(chǎn)品使用維護(hù)成本低，耐磨性好，使用壽命長，并且采用硬齒面技術(shù)減小了產(chǎn)品的體積，節(jié)約了成本。本發(fā)明選用的漸開線圓柱蝸桿比選用環(huán)面二包絡(luò)蝸桿成本低，而且輸出級為硬齒面齒輪副，可以減小整個裝置的體積同時硬齒面比后者的蝸輪輸出耐磨性更好，使用壽命更長。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，包括: 總箱體(I); 設(shè)置于所述總箱體(I)內(nèi)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪組件(6)上同軸連接有輸出級太陽輪軸(8)； 驅(qū)動電機(jī)(2)，所述驅(qū)動電機(jī)(2)通過減速裝置(3)與所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿軸(5)相連； 設(shè)置于所述總箱體(I)內(nèi)的內(nèi)齒圈(11); 可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述總箱體(I)上的行星架(12)，所述行星架(12)上設(shè)有行星輪軸； 可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述行星輪軸上的行星輪組件(9)，所述行星輪組件(9)分別與所述內(nèi)齒圈(11)和所述輸出級太陽輪軸(8)上的太陽輪嚙合； 與所述行星架(12)連接的輸出法蘭(13)，所述輸出法蘭(13)可轉(zhuǎn)動地與所述總箱體(I)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述輸出級太陽輪軸(8)的一端通過滾動軸承(7)支撐于所述總箱體(I)上，另一端通過滾動軸承支撐于所述行星架(12)上。
3.如權(quán)利要求2所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述行星輪組件(9)包括: 可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述行星輪軸上的行星輪，所述行星輪的外圈邊緣具有環(huán)形安裝槽； 套設(shè)于所述環(huán)形安裝槽內(nèi)的消隙齒圈，所述消隙齒圈通過扭力銷設(shè)置于所述行星輪上，且所述消隙齒圈的輪齒與所述行星輪的輪齒組成所述行星輪組件(9)的輪齒。
4.如權(quán)利要求1所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述行星輪組件(9)的直徑大于所述輸出級太陽輪軸(8 )上的太陽輪的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述行星架(12)和所述輸出法蘭(13)通過螺釘連接。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，還包括與所述總箱體(I)通過螺釘連接的蓋板組件(15)，所述輸出法蘭(13)通過軸承與所述蓋板組件(15)相連。
7.如權(quán)利要求1-5任一項所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述減速裝置(3)為多級行星減速機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述減速裝置(3)的箱體通過螺栓連接在所述總箱體(I)上。
9.如權(quán)利要求8所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)(2)通過法蘭連接在所述減速裝置(3)的箱體上。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的定日鏡方位角傳動裝置，其特征在于，所述蝸桿軸(5)為硬齒面漸開線圓柱蝸桿； 所述行星輪組件(9)為硬齒面行星輪； 所述輸出級太陽輪軸(8)為硬齒面輸出級太陽輪軸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定日鏡方位角傳動裝置，包括總箱體；設(shè)置于所述總箱體內(nèi)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪組件上同軸連接有輸出級太陽輪軸；驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)通過減速裝置與所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿軸相連；設(shè)置于所述總箱體內(nèi)的內(nèi)齒圈；可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述總箱體上的行星架，所述行星架上設(shè)有行星輪軸；可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述行星輪軸上的行星輪組件，所述行星輪組件分別與所述內(nèi)齒圈和所述輸出級太陽輪軸上的太陽輪嚙合；與所述行星架連接的輸出法蘭。本發(fā)明避免了由于蝸輪蝸桿副作為輸出級帶來的體積較大，受力較大，長期運行磨損大，影響定位精度的問題。
文檔編號H02K7/116GK103195875SQ20131011519
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者杜木信, 蔣春明, 曹云, 呂和生, 闕洪軍, 杜軼川 申請人:重慶齒輪箱有限責(zé)任公司