離合器單元組裝方法
【技術領域】
[0001]本發明的一個方面涉及能夠例如在風力發電設備等中使用的離合器單元組裝方法。
【背景技術】
[0002]在根據本申請的【背景技術】的風力發電設備中，葉片接收風力而使連接至該葉片的主軸旋轉，并且通過使用增速齒輪裝置增大該主軸的轉速而驅動發電機。
[0003]在該風力發電設備的增速齒輪裝置中設置有以可旋轉的方式支撐高速旋轉的輸出軸的滾子軸承。然而，該滾子軸承的問題在于:由于滾子的滾動接觸表面或轉動輪的滾道表面上出現擦損磨耗(表面層中出現咬粘的現象)，滾子軸承的壽命縮短。
[0004]相關技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP-A-H04_344198
【發明內容】
[0007]本發明要解決的問題
[0008]考慮到上述問題，本申請人由于對擦損磨耗的發生機理的認真檢查而已經發現并提出有效的是在加速齒輪的輸出軸與發電機的驅動軸之間設置單向離合器來抑制擦損磨耗的出現。該提出方案已作為日本專利申請N0.2011-198354提交給日本專利局并公開為JP-A-2013-060825。應當指出的是，日本專利申請N0.2011-198354在本申請要求優先權的申請(具體地，日本專利申請N0.2013-048963)提交時未公開(即，不是公知的)。附帶地，出于不同的目的在增速齒輪裝置的輸出軸與發電機的驅動軸之間設置單向離合器的技術在以上提及的專利文獻I中公開。
[0009]在風力發電設備中使用的單向離合器具有大約200mm到300mm的直徑并且是非常大的。因此，單向離合器的部件的重量也是大的，因此，部件無法手動地組裝而是使用起重機或類似設備在不穩定狀態下組裝，這降低了工作效率。因此，減少生產工時以確保單向離合器的可組裝性是非常重要的。
[0010]本發明的一個方面考慮到這種實際情形而完成，并且目的是提供一種即使大的離合器單元也能夠被容易地組裝的離合器單元組裝方法。
[0011]解決問題的手段
[0012]本發明的一個方面提供了一種離合器單元組裝方法，所述離合器單元組裝方法用于組裝設置在風力發電設備中的增速齒輪裝置的輸出軸與發電機的輸入軸之間的離合器單元，所述離合器單元包括:內側旋轉體；外側旋轉體，所述外側旋轉體同軸地設置在所述內側旋轉體的徑向外側；以及單向離合器，所述單向離合器沿著徑向方向設置在所述內側旋轉體與所述外側旋轉體之間，并且所述單向離合器包括多個接合元件，所述多個接合元件通過與所述外側旋轉體的內周表面接合而限制所述外側旋轉體相對于所述內側旋轉體朝周向方向的一側進行相對旋轉，并且所述多個接合元件通過解除與所述外側旋轉體的內周表面的接合而允許所述外側旋轉體相對于所述內側旋轉體朝周向方向的另一側進行相對旋轉，所述離合器單元組裝方法包括:將包括所述接合元件的接合構件安裝到所述內側旋轉體的第一步驟；以及在所述第一步驟之后，在使所述外側旋轉體相對于所述內側旋轉體朝周向方向的所述另一側旋轉的同時將所述外側旋轉體安裝到所述接合元件的徑向外側的第二步驟。
[0013]作為用于包括內側旋轉體、外側旋轉體和沿著徑向方向設置在內側旋轉體與外側旋轉體之間的單向離合器的離合器單元的組裝方法，可以采用內側旋轉體和外側旋轉體通過使用滾動軸承或類似裝置被預先組裝，然后單向離合器通過插入在這些旋轉體之間而被安裝的方法。然而，由于單向離合器較大，是以將單向離合器插入到內側旋轉體與外側旋轉體之間是較困難的，并且因此，該方法難以使用。特別地，如果單向離合器包括與外側旋轉體的內周表面接合的多個接合元件，則必須在調節每個接合元件的位置以不引起接合的同時插入單向離合器，這使得組裝極為困難。
[0014]相反地，在本發明的一個方面中，包括接合元件的接合構件首先安裝到內側旋轉體(第一步驟)，并且之后，外側旋轉體安裝到接合元件的徑向外側(第二步驟)。此外，在第二步驟中，外側旋轉體在外側旋轉體相對于內側旋轉體朝向周向方向的所述另一側旋轉的同時安裝到接合元件的徑向外側。因此，外側旋轉體可以在防止了單向離合器的接合元件與外側旋轉體的內周表面接合的情況下被安裝，因此，離合器單元可以容易地組裝。
[0015]附帶地，如果接合元件在其上滾動(接觸)的內圈裝配在內側旋轉體上，則接合構件可以具有至少包括內圈和接合元件的結構。替代性地，如果內側旋轉體自身形成為內圈，則接合構件可以具有至少包括接合元件的結構。此外，外側旋轉體可以具有其內周表面自身與接合元件接合的結構，或外圈單獨地附接到外側旋轉體的內周表面的結構。
[0016]單向離合器優選地包括迫壓構件，所述迫壓構件沿所述接合元件與所述外側旋轉體的內周表面接合的方向迫壓所述接合元件。
[0017]在離合器單元的這種組裝中，當外側旋轉體在第二步驟中旋轉時，所述多個接合元件同時能夠抵抗迫壓構件沿解除與外側旋轉體的內周表面接合的方向運動。
[0018]在該組裝方法中，如果在所述外側旋轉體的在軸向方向上的端部處的內周邊緣中形成有漸縮表面，則第二步驟優選地包括:使所述漸縮表面壓靠所述接合元件的步驟；在使所述漸縮表面壓靠所述接合元件的同時使所述外側旋轉體朝周向方向上的所述另一側旋轉的步驟；以及沿所述內側旋轉體變得相對更靠近的方向擠壓所述外側旋轉體的步驟。
[0019]當采用該構型時，外側旋轉體在壓靠接合元件時可以被容易地定位，并且離合器單元可以更容易地組裝。
[0020]優選地，離合器單元包括圓柱滾子軸承，所述圓柱滾子軸承沿著徑向方向在所述內側旋轉體與所述外側旋轉體之間設置在沿著軸向方向與所述單向離合器相鄰的位置處，并且所述圓柱滾子軸承可相對旋轉地支撐所述內側旋轉體和所述外側旋轉體，所述外側旋轉體的內周表面形成為圓柱表面并且限定與所述接合元件接合的被接合表面以及所述滾子軸承的外圈滾道表面，所述第一步驟包括將包括所述圓柱滾子軸承的圓柱滾子的圓柱滾子組件安裝到所述內側旋轉體的步驟，并且所述第二步驟包括將所述外側旋轉體安裝到所述圓柱滾子組件的徑向外側的步驟。
[0021]當采用該構型時，由于與外側旋轉體的內周表面相對應的圓柱表面限定被接合表面和外圈滾道表面，所以外側旋轉體既可以用作具有被接合表面的外圈也可以用作具有內圈滾道表面的外圈，因此，單向離合器和滾子軸承的結構可以被簡化。此外，如果外側旋轉體的內周表面形成為具有指定內徑的圓柱表面，則外側旋轉體能夠沿著軸向方向相對于接合元件和滾子運動。因此，內側旋轉體和外側旋轉體的沿著軸向方向的相對位置能夠根據輸出軸和輸入軸之間沿著軸向方向的距離調節。附帶地，圓柱滾子組件指的是圓柱滾子軸承的包括圓柱滾子的的部件，并且能夠例如由圓柱滾子、內圈、保持架等構成。如果內圈由內側旋轉體自身構成，則圓柱滾子組件可以由圓柱滾子和保持架構成。替代性地，圓柱滾子組件可以單由圓柱滾子構成。
[0022]優選地，單向離合器包括具有保持所述接合元件的凹部的環形保持架，所述保持架包括沿著軸向方向彼此相對的一對環狀部分以及將所述一對環狀部分彼此連接的多個柱狀件，并且所述環狀部分和所述柱狀件形成為單獨的構件。
[0023]當使用這種結構時，由于環狀部分和柱狀件形成為單獨的構件，所以即使大的保持架也能夠容易地生產出。此外，由于環狀部分和柱狀件能夠單獨地安裝在內側旋轉體上，所以即使大的保持架也能夠容易地安裝在內側旋轉體上。
[0024]根據本發明的一個方面的離合器單元組裝方法可以包括:安裝防分離構件的第三步驟，所述防分離構件防止所述外側旋轉體和所述內側旋轉體沿軸向方向彼此分離；將所述離合器單元的所述內側旋轉體和所述外側旋轉體中的安裝有所述防分離構件的一者連接到所述增速齒輪裝置的輸出軸和所述發電機的輸入軸中的一者的第四步驟；以及使所述內側旋轉體和所述外側旋轉體沿著軸向方向相對地移動以將所述內側旋轉體和所述外側旋轉體中的另一者連接至所述輸出軸和所述輸入軸中的另一者的第五步驟。在包括增大由風力引起的主軸旋轉速度的增速齒輪裝置和通過接收由所述增速齒輪裝置增大了速度的旋轉來產生電力的所述發電機的風力發電設備中，所述內側旋轉體和所述外側旋轉體中的一者優選地連接至所述增速齒輪裝置的輸出軸，而所述內側旋轉體和所述外側旋轉體中的另一者連接至所述發電機的輸入軸。
[0025]本發明的另一方面提供了一種離合器單元組裝方法，所述離合器單元組裝方法用于組裝設置在風力發電設備中的增速齒輪裝置的輸出軸與發電機的輸入軸之間的離合器單元，離合器單元包括:內側旋轉體；外側旋轉體，所述外側旋轉體同軸地設置在所述內側旋轉體的徑向外側；以及單向離合器，所述單向離合器沿著徑向方向設置在所述內側旋轉體與所述外側旋轉體之間，并且所述單向離合器包括多個接合元件，所述多個接合元件通過與所述內側旋轉體的外周表面接合而限制所述內側旋轉體相對于所述外側旋轉體朝周向方向的一側進行相對旋轉，并且所述多個接合元件通過解除與所述內側旋轉體的外周表面的接合而允許所述內側旋轉體相對于所述外側旋轉體朝周向方向的另一側進行相對旋轉，離合器單元組裝方法包括:將包括所述接合元件的接合構件安裝到所述外側旋轉體的第一步驟；以及在所述第一步驟之后，在使所述內側旋轉體相對于所述外側旋轉體朝周向方向的所述另一側旋轉的同時將所述內側旋轉體安裝到所述接合元件的徑向內側的第二步驟。
[0026]在該組裝方法中，內側旋轉體能夠在防止單向離合器的接合元件與內側旋轉體的外周表面接合的同時安裝，因此，離合器單元能夠容易地組裝。附帶地，如果接合元件在其上滾動(接觸)的外圈裝配在外側旋轉體上，則接合構件可以具有至少包括外圈和接合元件的結構。替代性地，如果外側旋轉體自身構造為外圈，則接合構件可以具有至少包括接合元件的結構。此外，內側旋轉體可以具有其外周表面自身與接合元件接合的結構，或內圈單獨地附接到內側旋轉體的外周表面的結構。
[0027]本發明的優點
[0028]根據本發明的上述方面的組裝方法，即使是大的離合器單元也能夠被容易地組裝。
【附圖說明】
[0029]圖1為根據本發明的第一實施方式的風力發電設備的示意性側視圖。
[0030]圖2為增速齒輪裝置和發電機的示意性側視圖。
[0031]圖3為軸聯接裝置的側視圖(部分截面圖)。
[0032]圖4為沿圖3的箭頭A-A截取的截面圖。
[0033]圖5為軸聯接裝置的截面圖，其中，單向離合器和滾動軸承被放大地示出。
[0034]圖6為單向離合器的主要部分的放大截面圖。
[0035]圖7為單向離合器的保持架的立體圖。
[0036]圖8(a)和圖8(b)為示出了單向離合器的動作的說明圖。
[0037]圖9為說明了載荷扭矩與傳遞扭矩之間的關系的曲線圖。
[0038]圖10(a)至圖10(d)為示出了軸聯接裝置的組裝過程的說明圖。
[0039]圖11為增速齒輪裝置的滾子軸承的截面圖。
[0040]圖12為覆蓋構件的連接部的放大截面圖。
[0041]圖13為根據本發明的第二實施方式的風力發電設備的軸聯接裝置的截面圖。
[0042]圖14為單向離合器的主要部分的放大截面圖。
[0043]圖15為風力發電設備的改型的示意性側視圖。
[0044]圖16為根據另一實施方式的增速齒輪裝置和發電機的示意性側視圖。
[0045]圖17為根據又一實施方式的軸聯接裝置的截面圖，其中，單向離合器和滾動軸承被放大地示出。
[0046]圖18為根據又一實施方式的軸聯接裝置的截面圖，其中，單向離合器和滾動軸承被放大地示出。