風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，包括行星架輪系，其中，行星輪銷軸為空心軸，其兩端通過堵塞螺母封堵后形成儲油腔，行星架側板中設有與所述儲油腔溝通的油道，行星架側板的油道通過滑環和油環中的油道與箱體中的強制供油油道溝通；在行星輪銷軸居中的斷面上設有潤滑油孔，潤滑油孔兩側還設置對稱的補償潤滑油孔，兩個補償潤滑油孔均配有插入儲油腔中的等長直管，進油口位于直管的端部；行星輪通過滑動軸承支撐在行星輪銷軸上，滑動軸承滑動面上設有與行星輪銷軸上潤滑油孔對應的一道供油環槽，供油環槽兩側的滑動面與補償潤滑油孔對應段上設有軸向的儲油凹槽，它們使抵達滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。
【專利說明】
風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級。
【背景技術】
[0002]風力發電與傳統的火力發電相比，具有發電無污染的優勢，與水力發電相比，具有基建成本低、占地面積小，維護保養方便的優勢，尤其是大型水力發電站，蓄水庫還容易對下游造成一定的安全隱患。
[0003]在風力發電機中，齒輪箱是風力發電機的關鍵部件，目前風力發電機的齒輪箱中一般都含有齒輪減速級，在行星齒輪減速級中支撐行星輪的軸承多數為滾動軸承，目前極少使用滑動軸承。其原因在于經常出現的不穩定的運行條件在滑動軸承同時的極端負荷時暫時極低的滑動速度。由于滑動軸承在超載、空載、蠕動和振動等工況下具有更高的可靠性，其對不同工況的潤滑條件差異較大，通常的滑動軸承主要在高轉速至極高轉速的應用條件下使用。目前已知的滑動軸承材料例如是具有合金組分和青銅合金的白金屬。滑動軸承一般在工業應用中運行徑向配有約15?25um的潤滑間隙。對于白金屬由軸承制造商給出約5MPa作為使用的中等動態壓力。因此通常對于風力變速器中的軸承位置幾乎只使用滾動軸承。而風力發電設備由于風力發電主齒輪箱的失效，導致了大量維修時間及成本浪費，而滾動軸承失效占據了相當大的比例。
[0004]CN202182159U號專利文獻也涉及到將滑動軸承用于支承用于風力發電設備的變速器中的行星齒輪的技術方案，但是其對滑動軸承提供的潤滑的方式卻是兩種不同的技術措施，在低速時，由于強制潤滑油路的壓力較低，不能達到滑動軸承的中等動態壓力，只能利用浸油方式為齒輪軸的儲油室補充潤滑油，再由儲油室為滑動軸承提供潤滑，而此時滑動軸承負荷較低，也不需要大量的潤滑油提供潤滑;在高速時，強制潤滑油路的壓力較高，這樣，潤滑油再通過強制潤滑油路由齒輪軸中的專用油道為較大負荷的滑動軸承提供潤滑。CN202182159U號專利文獻公開的這種潤滑方式雖然也能根據不同工況為滑動軸承調節潤滑方式，但是，其結構相對比較復雜。如何在滿足滑動軸承不同工況的潤滑條件的同時，簡化結構已經成為人們關注的技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于:針對目前在風力發電機齒輪箱中減速級支撐齒輪的軸承多為滾動軸承，即使涉及到滑動軸承，其潤滑方式的結構比較復雜等一系列實際問題，提供一種潤滑機構相對簡潔的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:包括行星架、行星輪、行星輪軸、內齒圈和太陽輪，所述的行星架中至少設置均勻分布的三個支撐行星輪的行星輪銷軸，它們固定安裝在行星架中，其特征在于，行星輪銷軸為空心軸，空心軸兩端通過堵塞螺母封堵后形成儲油腔，行星架側板中設有與行星輪銷軸的儲油腔溝通的油道，行星架側板的油道通過滑環和油環中的油道與箱體中的強制供油油道溝通;在行星輪銷軸居中的斷面上設有潤滑油孔，潤滑油孔兩側還設置對稱的補償潤滑油孔，兩個補償潤滑油孔均配有插入儲油腔中的等長直管，進油口位于直管的端部;所述的行星輪通過滑動軸承支撐在行星輪銷軸上，滑動軸承滑動面上設有與行星輪銷軸上潤滑油孔對應的一道供油環槽，供油環槽兩側的滑動面與補償潤滑油孔對應段上設有軸向的儲油凹槽，它們使抵達滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。
[0007]在本發明的方案中，所述的滑動軸承過盈配合嵌入行星輪中心孔，滑動軸承的內壁為滑動面。
[0008]在本發明的方案中，所述的滑動軸承過盈配合固定在行星輪銷軸上，滑動軸承的外壁為滑動面，其供油環槽中設有與行星輪銷軸中潤滑油孔貫通的通透孔，供油環槽兩側的儲油凹槽中設有與行星輪銷軸中補償潤滑油孔貫通的通透孔。
[0009]在本發明的方案中，兩個補償潤滑油孔中插入儲油腔中的等長直管的長度不大于行星輪銷軸內儲油腔的半徑。
[0010]在本發明的方案中，行星輪兩側與行星架側和行星架側板側之間分別設有止推滑動軸承，儲油腔內的潤滑油通過行星輪銷軸與行星架側和行星架側板側的支撐點相互溝通的徑向潤滑孔和軸向潤滑孔抵達止推滑動軸承滑動面，止推滑動軸承與軸向潤滑孔對應段設有儲油凹槽，它使抵達止推滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。
[0011]在本發明的方案中，所述的兩個止推滑動軸承固定安裝于行星輪的兩個端面上，位于與行星架側或行星架側板側相對面的止推滑動軸承表面為滑動面。
[0012]在這種結構中，為了防止滑動面間隙過大，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板。
[0013]在本發明的方案中，所述的兩個止推滑動軸承通過埋頭螺栓固定安裝于行星輪側和行星架側板側的內側端面上，止推滑動軸承與行星輪兩側壁的相對面為滑動面，止推滑動軸承的儲油凹槽中設有與行星架側或行星架側板側中軸向潤滑孔貫通的通透孔。在這種結構中，為了防止滑動面間隙過大，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板，墊板中設有與對應軸向潤滑孔貫通的通透孔。
[0014]本發明的優點在于:由于風場的風力瞬間變化莫測，會對行星輪系的各支撐部位產生瞬間沖擊，將滑動軸承應用于風力發電設備行星齒輪變速器，與滾動軸承行星齒輪變速器相比，變速器在超載、空載、蠕動和振動等工況下具有更高的可靠性。由于行星輪銷軸為空心軸，空心軸兩端通過堵塞螺母封堵后形成儲油腔，在行星架側板中設有行星輪銷軸中儲油腔與變速器箱體中強制供油油道溝通的油道，兩油道的交匯處還設有油環和滑環，這種結構緊湊，動靜油道的對接技術也比較成熟，根據本方案的說明，實施比較容易。由于在行星輪銷軸居中的斷面上設有潤滑油孔，潤滑油孔兩側還設置對稱的補償潤滑油孔，潤滑油孔可以滿足低轉速工況下對滑動軸承的潤滑，潤滑油孔兩側對稱的補償潤滑油孔可以滿足滿載甚至瞬間超載的工況下對滑動軸承的潤滑。由于兩個補償潤滑油孔均配有插入儲油腔中的等長直管，等長直管的長度不大于行星輪銷軸內儲油腔的半徑，進油口位于直管的端部，進油口高于潤滑油液面時，才能提供為滑動軸承提供潤滑油，而在變速器低速運轉時，儲油腔內很難得到強制潤滑的補充，潤滑油液面會下降，當液面低于直管插入儲油腔中的長度，進油口將高于潤滑油液面，補償潤滑油孔將無法為滑動軸承提供潤滑油。由于滑動軸承滑動面上設有與行星輪銷軸上潤滑油孔對應的一道供油環槽，供油環槽兩側的滑動面與補償潤滑油孔對應段上設有軸向的儲油凹槽，它們可以使抵達滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。
[0015]本發明的優點還在于:由于行星輪兩側與行星架側和行星架側板側之間分別設有止推滑動軸承，可以有效控制行星輪的軸向攢動，使變速器運行更加平穩。由于儲油腔內的潤滑油通過行星輪銷軸與行星架側和行星架側板側的支撐點相互溝通的徑向潤滑孔和軸向潤滑孔抵達止推滑動軸承滑動面，止推滑動軸承與軸向潤滑孔對應段設有儲油凹槽，它使抵達止推滑動軸承的潤滑油可以在滑動面形成一層油膜。由于在行星輪兩端止推滑動軸承中的，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板。為了防止滑動面間隙過大，減少工作噪音。本發明結構緊湊，故障率低，且維護方便，使用壽命長。
【附圖說明】
[0016]圖1:是本發明涉及的風力發電機齒輪箱中齒輪系結構示意圖。
[0017]圖2:是本發明行星輪涉及的各滑動軸承的潤滑油路示意圖。
[0018]圖3:是本發明中涉及的償潤滑油孔臨界油位線示意圖。
[0019]圖中1、行星輪，2、滑動軸承，3、行星架，4、行星輪銷軸，5、堵塞螺母，6、止推滑動軸承，7、內齒圈，10、定位塊/壓板，11、滑環，12、油環，13、太陽輪，14、下一級變速軸，15、前級變速軸，100、行星架側板，101、油道，102、油道，103、儲油腔，105、徑向潤滑孔，106、軸向潤滑孔，107、儲油凹槽，109、償潤滑油孔，110、儲油凹槽，111、潤滑油孔，112、供油環槽，113、徑向潤滑孔，115、軸向潤滑孔，117、儲油凹槽。
【具體實施方式】
[0020]附圖非限制性地公開了本發明實施例的具體結構，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。
[0021]由圖1和圖2可見，用于風力發電機的行星齒輪變速器，包括行星架3、行星輪1、行星輪軸4、內齒圈7和太陽輪13，在齒輪系中，行星架3中至少設置均勻分布的三個支撐行星輪I的行星輪銷軸4，它們固定安裝在行星架3中，行星輪3同時與內齒圈7和太陽輪13嚙合，前級變速軸15與本級行星架3對接，本級太陽輪與下一級變速軸14對接。
[0022]在本技術方案中，行星輪銷軸4為空心軸，空心軸兩端通過堵塞螺母5封堵后形成儲油腔103，在行星架側板100中設有與行星輪銷軸4中儲油腔103溝通的油道101，行星架側板100的油道101通過滑環11和油環12中的油道102與箱體中的強制供油油道溝通;在行星輪銷軸4居中的斷面上設有潤滑油孔111，潤滑油孔111兩側還設置對稱的補償潤滑油孔109，兩個補償潤滑油孔109均配有插入儲油腔103中的等長直管，進油口位于直管的端部；所述的行星輪I通過滑動軸承2支撐在行星輪銷軸4上，滑動軸承2滑動面上設有與行星輪銷軸4上潤滑油孔111對應的一道供油環槽112，供油環槽112兩側的滑動面與補償潤滑油孔109對應段上設有軸向的儲油凹槽110，它們使抵達滑動軸承2的潤滑油在滑動面形成一層油月旲。
[0023]行星輪I兩側與行星架3和行星架側板100之間分別設有止推滑動軸承6，行星輪銷軸4與行星架3支撐點上抵達止推滑動軸承6滑動面的潤滑孔包括星輪銷軸4中的徑向潤滑孔113和行星架3中的軸向潤滑孔115，行星輪銷軸4與行星架側板的支撐點上抵達止推滑動軸承6滑動面的潤滑孔包括星輪銷軸4中的徑向潤滑孔105和行星架3中的軸向潤滑孔107，止推滑動軸承6與徑向潤滑孔對應段設有儲油凹槽107及117，它使抵達止推滑動軸承6的潤滑油在滑動面形成一層油膜。
[0024]在本實施例中，所述的滑動軸承2過盈配合固定在行星輪銷軸4上，滑動軸承4的外壁為滑動面，其供油環槽112中設有與行星輪銷軸4中潤滑油孔111貫通的通透孔，供油環槽112兩側的儲油凹槽110中設有與行星輪銷軸4中補償潤滑油孔109貫通的通透孔。兩個補償潤滑油孔109中插入儲油腔103中的等長直管的長度不大于行星輪銷軸4內儲油腔103的半徑。
[0025]在本實施例中，所述的行星輪銷軸4通過定位塊/壓板10與行星架側板100定位。
[0026]在本實施例中，所述的兩個止推滑動軸承6固定安裝于行星輪I的兩個端面上，位于與行星架3側或行星架側板100側相對面的止推滑動軸承6表面為滑動面。在這種結構中，為了防止滑動面間隙過大，還可以在至少一個止推滑動軸承6固定安裝時配置調整軸向間隙的墊板。
[0027]具體實施時，所述的滑動軸承2也可以過盈配合嵌入行星輪I中心孔，滑動軸承2的的內壁為滑動面。
[0028]具體實施時，兩個止推滑動軸承6還可以通過埋頭螺栓固定安裝于行星輪I和行星架側板側100的內側端面上，止推滑動軸承6與行星輪I兩側壁的相對面為滑動面，止推滑動軸承的儲油凹槽中設有與行星架或行星架側板中潤滑孔貫通的通透孔。在這種結構中，為了防止滑動面間隙過大，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板，墊板中設有與對應潤滑孔貫通的通透孔。
[0029]由圖3可見，由于兩個補償潤滑油孔109中插入儲油腔103中的等長直管的長度不大于行星輪銷軸4內儲油腔103的半徑，且進油口位于直管的端部，在行星架3運轉的過程中，如果行星輪銷軸4內儲油腔103中的潤滑油液面低于直管的進油口，潤滑油就不可能進入補償潤滑油孔109，此時滑動軸承2將無法通過所述的補償潤滑油孔109獲得潤滑油。因此，在直管的實際插入量小于行星輪銷軸4內儲油腔103的半徑時，儲油腔103中的潤滑油液面與直管的實際插入量對應的液位高度就是滿足補償潤滑油孔109的最低臨界油位線。
[0030]實際工作中，在齒輪箱正常工作條件下，油栗電機正常工作，齒輪箱供油充足，強制潤滑油道會通過油道102和101為行星輪軸銷4中的儲油腔103補充潤滑油，并通過潤滑油孔111為滑動軸承2提供潤滑，通過徑向油孔105和軸向油孔106為止推滑動軸承6提供潤滑，同時，兩個補償潤滑油孔109也同步為滑動軸承2提供潤滑。
[0031]在齒輪箱空轉條件下，或者風機斷電工況下，油栗電機不能持續供油時，此時通過齒輪箱配備的機械栗只能為行星輪銷軸4內儲油腔103提供少量的潤滑油補給，導致儲油腔103中的潤滑油液面會逐步下降，當液面低于最低臨界油位線時高于補償潤滑油孔109將會停止為滑動軸承2提供潤滑。由于潤滑油孔111和徑向油孔105和軸向油孔106的孔徑都較小，補償潤滑油孔109停止提供潤滑后，儲油腔103中的潤滑油消耗速度變慢，其消耗量完全可以與齒輪箱配備的機械栗提供的潤滑油補給量達到平衡，從而維持齒輪箱在空轉或風機斷電的空負荷工況下正常運轉。
[0032]由于齒輪箱的潤滑供油系統都配置有過濾系統，過濾后的清潔的潤滑油可避免油池污染對各滑動軸承滑動面造成的損壞。
【主權項】
1.一種風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，包括行星架、行星輪、行星輪軸、內齒圈和太陽輪，所述的行星架中至少設置均勻分布的三個支撐行星輪的行星輪銷軸，它們固定安裝在行星架中，其特征在于，行星輪銷軸為空心軸，空心軸兩端通過堵塞螺母封堵后形成儲油腔，行星架側板中設有與行星輪銷軸的儲油腔溝通的油道，行星架側板的油道通過滑環和油環中的油道與箱體中的強制供油油道溝通;在行星輪銷軸居中的斷面上設有潤滑油孔，潤滑油孔兩側還設置對稱的補償潤滑油孔，兩個補償潤滑油孔均配有插入儲油腔中的等長直管，進油口位于直管的端部;所述的行星輪通過滑動軸承支撐在行星輪銷軸上，滑動軸承滑動面上設有與行星輪銷軸上潤滑油孔對應的一道供油環槽，供油環槽兩側的滑動面與補償潤滑油孔對應段上設有軸向的儲油凹槽，它們使抵達滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。2.根據權利要求1所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，所述的滑動軸承過盈配合嵌入行星輪中心孔，滑動軸承的內壁為滑動面。3.根據權利要求1所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，所述的滑動軸承過盈配合固定在行星輪銷軸上，滑動軸承的外壁為滑動面，其供油環槽中設有與行星輪銷軸中潤滑油孔貫通的通透孔，供油環槽兩側的儲油凹槽中設有與行星輪銷軸中補償潤滑油孔貫通的通透孔。4.根據權利要求1-3之一所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，兩個補償潤滑油孔中插入儲油腔中的等長直管的長度不大于行星輪銷軸內儲油腔的半徑。5.根據權利要求4所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，行星輪兩側與行星架側和行星架側板側之間分別設有止推滑動軸承，儲油腔內的潤滑油通過行星輪銷軸與行星架側和行星架側板側的支撐點相互溝通的徑向潤滑孔和軸向潤滑孔抵達止推滑動軸承滑動面，止推滑動軸承與軸向潤滑孔對應段設有儲油凹槽，它使抵達止推滑動軸承的潤滑油在滑動面形成一層油膜。6.根據權利要求5所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，所述的兩個止推滑動軸承固定安裝于行星輪的兩個端面上，位于與行星架側或行星架側板側相對面的止推滑動軸承表面為滑動面。7.根據權利要求6所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板。8.根據權利要求5所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，所述的兩個止推滑動軸承通過埋頭螺栓固定安裝于行星輪側和行星架側板側的內側端面上，止推滑動軸承與行星輪兩側壁的相對面為滑動面，止推滑動軸承的儲油凹槽中設有與行星架側或行星架側板側中軸向潤滑孔貫通的通透孔。9.根據權利要求8所述的風力發電機齒輪箱中的齒輪減速級，其特征在于，至少一個止推滑動軸承固定安裝時需要配置調整軸向間隙的墊板，墊板中設有與對應軸向潤滑孔貫通的通透孔。
【文檔編號】F16H57/023GK105840788SQ201610359788
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】何曉峰
【申請人】新昌縣宇揚機械有限公司