6MW以上半直驱风力发电增速箱的制作方法

文档编号:14470710
研发日期:2018/5/18

本发明涉及一种风力发电增速箱,尤其是通过二级太阳轮系连接的一种6MW以上半直驱式风力发电增速箱,属于机械领域。



背景技术:

伴随着风力发电机组技术的日趋成熟,风电开发环境日益多样化、复杂化,中速永磁技术已成为继双馈技术、直驱永磁技术后的第三种主流技术,并且受到越来越多的国内外整机厂商的关注。中速永磁风机又称为半直驱机型,电机通过法兰与增速箱联结,结构紧凑、高度集成,其增速齿轮箱一般采用两级行星传动,取消双馈机型的平行级,相比传统双馈机型传动效率高,整机重量轻,且转速更低、大大减小了传动噪音。半直驱机型汲取了双馈机型与直驱机型的优点,是未来海上大功率风机的新选择。而传统半直驱机型风力发电增速箱中,齿轮箱输出端与电机的转子目前都是通过花键连接的,对于6MW以上电机来说,绝缘处理要求非常高,二级太阳轮采用传统的花键轴连接无法避免电机轴电流对齿轮箱的不利影响,此外,半直驱机型输出花键轴润滑油泄露问题也会影响齿轮箱的正常工作。在以上技术背景下,设计一种结构可靠的大功率半直驱风机增速齿轮箱显得非常迫切。



技术实现要素:

本发明的目的在于:针对6MW以上半直驱机型采用传统花键连接无法避免电机轴电流问题,以及输出花键轴存在的润滑油泄露问题会影响齿轮箱的正常工作的等一系列问题,提供一种结构可靠的6MW以上半直驱风力发电增速箱。

本发明的目的是这样实现的:一种6MW以上半直驱风力发电增速箱,包括箱体、低速行星轮系、二级行星轮系、低速输入法兰和管轴,其特征在于:管轴一端由管轴法兰定位,另一端由管轴轴套定位在二级太阳轮轴的管轴轴承中心孔中,管轴轴承置于二级太阳轮轴端部的轴承衬套中,轴承衬套中设有润滑机构和密封结构;输出端的箱体与电机端部壳体联接,管轴和二级太阳轮轴穿越电机端部壳体后贯穿电机,通过设在外露的二级太阳轮轴端部上的绝缘联轴器与电机的转子相连。

在本发明中,所述的箱体包括前箱体、低速级内齿圈、扭力臂、二级内齿圈与后箱盖,它们之间依次通过高强度螺栓与销刚性联接;扭力臂下部设有储存润滑油的油池,后箱盖上设有与电机端部壳体联接的法兰。

在本发明中,低速输入法兰通过空心销与低速行星架相联,低速行星架一端通过圆锥滚子轴承支撑在前箱体,另一端通过圆锥滚子轴承和低速滑环支撑于扭力臂,管轴法兰安装在低速行星架上;二级行星架一端通过圆锥滚子轴承和二级滑环支撑在扭力臂上,另一端通过圆锥滚子轴承支撑在后箱盖上;低速太阳轮轴通过花键与二级行星架相联。

在本发明中,低速行星轮系和二级行星轮系中的各行星轮均采用无外圈滚道轴承支撑于各自的行星轮销轴上。

在本发明中,所述轴承衬套中的密封结构是指:在轴承衬套端部设有透盖,管轴轴套穿越透盖,所述的密封结构包括位于管轴轴套与轴承衬套之间的两个正反安装的前骨架油封,以及透盖与管轴轴套之间的油封压板和后骨架油封;所述轴承衬套中的润滑机构包括设在轴承衬套上的注油油杯和设在透盖上的泄脂螺塞,由注油油杯注入的油脂为位于前后骨架油封之间的管轴轴承润滑。

在本发明中,所述的密封结构还包括:管轴轴套与管轴结合部的O型密封圈以及轴承衬套与二级太阳轮轴端部结合面之间的O型密封圈。

本发明的优点在于,由于将齿轮箱的输出端——二级太阳轮轴穿过电机,通过设在外露的二级太阳轮轴端部上的绝缘联轴器再与电机的转子相连,改变了传统半直驱机型二级太阳轮依靠花键与电机转子相连的模式,可以避免电机轴电流传递至齿轮箱,减小或避免轴电流对轴承的影响。由于箱体的后箱盖与电机端部壳体直接联接,结构紧凑。由于管轴的另一端是由管轴轴套定位在二级太阳轮轴端部的轴承衬套中管轴轴承的中心孔中,轴承衬套位于二级太阳轮轴的外露部分,对该部位的润滑机构和密封结构维护保养极其方便。

本发明的优点还在于:由于采用两级行星传动,轴向结构紧凑,传动效率高,减少了二级平行传动结构,增速箱零部件数量大大减少。低速行星架轴承选用圆锥滚子轴承,用于承受整个增速箱及电机的重力,行星轮轴承均采用无外圈设计,避免了行星轮轴承外圈打滑问题。

附图说明

图1是本发明涉及的一个实施例的具体结构示意图。

图2是图1中I区域的局部放大示意图。

图1中,1、低速输入法兰,2、空心销,3、高强度螺栓,4、低速行星架,5、圆锥滚子轴承,6、前箱体,7、低速级内齿圈,8、行星轮销轴,9、无外圈滚道轴承,10、油池,11、低速滑环,12、扭力臂, 14、圆锥滚子轴承,15、二级行星架,16、二级行星轮销轴,17、二级行星轮,18、二级内齿圈,19、后箱盖,20、低速太阳轮轴,23、二级滑环,24、绝缘联轴器,25、二级太阳轮轴,26、无外圈滚道轴承,27、管轴法兰,28、低速行星轮,29、管轴,30、O型密封圈,31、注油油杯,32、轴承衬套,33、透盖,34、螺栓,35、前骨架油封,36、管轴轴套,37、油封压板,38、后骨架油封,39、螺栓,40、泄脂螺塞,41、弹性挡圈,42、管轴轴承,43、O型密封圈,44、螺钉。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明实施例的具体结构,下面结合附图对本发明作进一步地描述。

由图1和图2可见,本发明包括箱体、低速行星轮系、二级行星轮系、低速输入法兰1和管轴29,其特征在于:管轴29一端由管轴法兰27定位,另一端由管轴轴套36定位在二级太阳轮轴25的管轴轴承42中心孔中,管轴轴承42置于二级太阳轮轴25端部的轴承衬套32中,轴承衬套32中设有润滑机构和密封结构;输出端的箱体与电机端部壳体联接,管轴29和二级太阳轮轴25穿越电机端部壳体后贯穿电机,通过设在外露的二级太阳轮轴25端部上的绝缘联轴器24再与电机的转子相连。

在本实施例中,所述的箱体包括前箱体6、低速级内齿圈7、扭力臂12、二级内齿圈18与后箱盖19,它们之间依次通过高强度螺栓3及销实现刚性联接;扭力臂12下部设有储存润滑油的油池10,后箱盖19上设有与电机端部壳体联接的法兰。

在本实施例中,低速输入法兰1通过空心销2与低速行星架4相联,低速行星架4一端通过圆锥滚子轴承5支撑在前箱体6,另一端通过圆锥滚子轴承5和滑环11支撑于扭力臂12,管轴法兰27安装在低速行星架4上;二级行星架15一端通过圆锥滚子轴承14和二级滑环23支撑在扭力臂12上,另一端通过圆锥滚子轴承14支撑在后箱盖19上;低速太阳轮轴20通过花键与二级行星架15相联。低速行星轮系中的各行星轮28均采用无外圈滚道轴承9支撑于各自的行星轮销轴8上。二级行星轮系中的各行星轮17均采用无外圈滚道轴承支撑26于各自的二级行星轮销轴16上。

如图2所示的实施例,本发明在轴承衬套32端部设有透盖33,管轴轴套36穿越透盖33,密封结构包括位于管轴轴套36与轴承衬套32之间的两个正反安装的前骨架油封35,以及透盖33与管轴轴套36之间的油封压板37和后骨架油封38,还有管轴轴套36与管轴29结合部的O型密封圈30以及轴承衬套32与二级太阳轮轴25端部结合面之间的O型密封圈43,管轴轴套36与管轴29通过螺栓34连接后固为一体,透盖33、轴承衬套32与二级太阳轮轴25通过螺栓39固为一体。在本实施例中,管轴轴承42由管轴轴套36的轴肩和弹性挡圈41定位在前骨架油封35与后骨架油封38之间,所述的润滑机构包括设在轴承衬套32上的注油油杯31和设在透盖上的泄脂螺塞40,使用时由注油油杯31注入的油脂为位于前后骨架油封之间的管轴轴承42润滑。

由于齿轮箱的后箱盖19与二级太阳轮轴25之间没有密封装置,电机端部壳体之间相互连通,本发明使用时,二级太阳轮轴25和管轴29均需要穿越电机端部壳体的密封,再贯穿电机,端部外露,齿轮箱输出的扭矩通过二级太阳轮轴25传递给绝缘联轴器24,并由绝缘联轴器25驱动电机的转子。由于管轴29与管轴轴套36通过螺栓34相连,在配合面处设计有O型密封圈30,可以防止二级太阳轮轴25内的润滑油通过配合面泄露至管轴29内,轴承衬套32通过螺钉39与二级太阳轮25相连,在配合面处设计有O型密封圈43,防止二级太阳轮轴25内的润滑油通过配合面泄露至外部,管轴轴承42安装在管轴轴承36与轴承衬套32上,轴向通过弹性挡圈41定位,管轴轴承36为油脂润滑,轴承衬套32与管轴轴套36之间设计有两个正、反安装的骨架油封35,安装在左侧的骨架油封35防止二级太阳轮轴25内的润滑油进入管轴轴承42侧腔内,安装在右侧的骨架油封35防止管轴轴承42侧的油脂进入二级太阳轮25内。透盖33通过栓44安装在轴承衬套32上,透盖33上设计有骨架油封38,外部设计有骨架油封压板37,轴承衬套32上设计注油油杯31,通过该注油油杯31可定期注入润滑脂润滑管轴轴承42,注入油脂时需打开泄脂螺塞40。

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