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CN105202157A - 一种功率分流型风电齿轮箱箱体 - Google Patents

一种功率分流型风电齿轮箱箱体 Download PDF

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CN105202157A
CN105202157A CN201510694683.XA CN201510694683A CN105202157A CN 105202157 A CN105202157 A CN 105202157A CN 201510694683 A CN201510694683 A CN 201510694683A CN 105202157 A CN105202157 A CN 105202157A
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CN
China
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ring gear
internal ring
bearing seat
wind power
central bearing
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Pending
Application number
CN201510694683.XA
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English (en)
Inventor
董惠敏
王德伦
毛范海
邱俊
金越
钱峰
简伯臣
韩孟克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Dalian University of Technology
Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明属于风电领域，涉及一种功率分流型风电齿轮箱箱体。包括输入端箱体、中心轴承座和内齿圈；输入端箱体用于联接风电主轴与第一级内齿圈的实体部分，输入端箱体的回转截面为中空的三角型结构，其中空位置布置加强筋；中心轴承座用于联接第一内齿圈与二级内齿圈间的实体部分，中心轴承座的回转截面为中空的四边形结构；输入端箱体和中心轴承座的外侧壁板开设有工艺排砂孔。本发明适用于内齿圈作为输入构件的功率分流传动构型的风电齿轮箱，为第一级行星架以及各级内齿圈提供支撑，与内齿圈的联接作为齿轮箱输入构件传递扭矩，联接的两个内齿圈可以实现功率分流，根据拓扑概念模型设计筋板，结构紧凑，重量轻，有效提高齿轮箱传递功率密度。

Description

一种功率分流型风电齿轮箱箱体
技术领域
本发明属于风电领域，涉及一种功率分流型风电齿轮箱箱体。
背景技术
风能资源是清洁的可再生能源。目前世界各国都在大力发展风力发电技术，我国的风能资源储量大、分布广，发展前景十分广阔。风电齿轮箱是风力发电机的核心部件，起到减振和支撑等重要作用。对于大兆瓦级别的风电齿轮箱，可采用功率分流式齿轮传动构型，要求箱体与内齿圈联接作为齿轮箱输入构件。因而对风电齿轮箱箱体强度、刚度高、低阶固有频率高等结构性能要求较高，要求风电齿轮箱箱体整体结构紧凑，重量轻，提高齿轮箱传动功率密度。
对风电齿轮箱的箱体部件进行轻量化设计以减轻质量，有助于降低齿轮箱的制造、运输、吊装以及维护的费用，因此合理设计箱体结构是降低发电成本的一个重要途径。因而如何通过齿轮箱结构优化，降低风电齿轮箱箱体的总体质量，达到甚至提高其结构性能要求成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种功率分流型风电齿轮箱箱体，适用于内齿圈作为输入构件的功率分流型风电齿轮箱。
本发明的技术方案：
一种功率分流型风电齿轮箱箱体，该功率分流型风电齿轮箱箱体包括输入端箱体、中心轴承座和内齿圈；输入端箱体为用于联接风电主轴与第一级内齿圈的实体部分，输入端箱体的回转截面为中空的三角型结构，其中空位置布置加强筋；中心轴承座为用于联接第一级内齿圈与第二级内齿圈间的实体部分，中心轴承座的回转截面为中空的四边形结构；输入端箱体和中心轴承座的外侧壁板开设有工艺排砂孔；
输入端箱体与风电主轴、输入端箱体与第一级内齿圈、中心轴承座与第二级内齿圈间均通过螺栓联接，第一级内齿圈位于输入端箱体和中心轴承座之间，第二级内齿圈位于中心轴承座的另一端面；
在输入端箱体的一端面设有与风电主轴联接的第一法兰，另一端面设有与第一级内齿圈联接的第二法兰，中心轴承座的一端面设有与第一级内齿圈联接的第三法兰，另一端面设有与第二级内齿圈联接的第四法兰，输入端箱体与中心轴承座均设有行星架轴承支撑孔。
内齿圈作为输入构件的功率分流动构型的风电齿轮箱，箱体与内齿圈联接作为齿轮箱的输入构件来传递扭矩，联接的两个内齿圈实现功率分流，用于增强齿轮箱承载能力。
本发明根据拓扑优化得到的概念模型设计箱体筋板，输入端箱体的回转截面为中空的三角型结构，中空位置还布置有加强筋，中心轴承座的回转截面中空的四边形结构，输入端箱体和中心轴承座的外侧壁板开设有工艺排砂孔，结构紧凑，重量轻，有效提高齿轮箱传递功率密度。
本发明与现有技术相比有如下优点：
本发明能够满足内齿圈作为输入构件的功率分流传动构型对齿轮箱结构的要求，通过拓扑优化与尺寸优化，结构紧凑合理，显著减轻了风电齿轮箱箱体的质量，提高了结构性能和传递效率，降低风电齿轮箱制造、安装、运输和维护等方面成本。
附图说明
图1是功率分流风电齿轮箱传动构型机构简图。
图2是功率分流式风电齿轮箱箱体结构拓扑图。
图3是功率分流式风电齿轮箱箱体外观图。
图4是功率分流式风电齿轮箱箱体剖视图。
图5是功率分流式风电齿轮箱箱体A-A面的剖视图。
图中：1第一法兰；2工艺排砂孔a；3加强筋；4第二法兰；
5第一级内齿圈；6第三法兰；7工艺排砂孔b；8第四法兰；
9第二级内齿圈；10中心轴承座；11输入端箱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限定本发明的保护范围。
一种适用于功率分流传动构型的风电齿轮箱箱体，包括输入端箱体11、中心轴承座10和第二级内齿圈9，输入端箱体11和中心轴承座10分别通过内齿圈联接在一起，输入端箱体11与风电机组主轴联接，整体结构采用悬臂支撑。
在输入端箱体11的一侧面设有可与主轴联接的第一法兰1，另一侧面设有可与第一级内齿圈5联接的第二法兰4，在中心轴承座10的一侧面设有可与第一级内齿圈5联接的第三法兰6，另一侧面设有可与第二级内齿圈9联接的第四法兰8，输入端箱体11与中心轴承座10均设有第一级行星架轴承支撑孔。
箱体适用于内齿圈作为输入构件的功率分流动构型的风电齿轮箱，箱体与内齿圈的联接作为齿轮箱输入构件传递扭矩，联接的两个内齿圈可以实现功率分流。
根据拓扑概念模型设计筋板，输入端箱体11的回转截面为中空的三角型结构，其中空位置还布置有加强筋3，中心轴承座10的回转截面中空的四边形结构，输入端箱体11和中心轴承座10的外侧壁板开设有工艺排砂孔a2和工艺排砂孔b7。

Claims (1)

1.一种功率分流型风电齿轮箱箱体，其特征在于，该功率分流型风电齿轮箱箱体包括输入端箱体、中心轴承座和内齿圈；输入端箱体为用于联接风电主轴与第一级内齿圈的实体部分，输入端箱体的回转截面为中空的三角型结构，其中空位置布置加强筋；中心轴承座为用于联接第一级内齿圈与第二级内齿圈间的实体部分，中心轴承座的回转截面为中空的四边形结构；输入端箱体和中心轴承座的外侧壁板开设有工艺排砂孔；
输入端箱体与风电主轴、输入端箱体与第一级内齿圈、中心轴承座与第二级内齿圈间均通过螺栓联接，第一级内齿圈位于输入端箱体和中心轴承座之间，第二级内齿圈位于中心轴承座的另一端面；
在输入端箱体的一端面设有与风电主轴联接的第一法兰，另一端面设有与第一级内齿圈联接的第二法兰，中心轴承座的一端面设有与第一级内齿圈联接的第三法兰，另一端面设有与第二级内齿圈联接的第四法兰，输入端箱体与中心轴承座均设有行星架轴承支撑孔。
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