CN105202169A - 风电增速齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风电增速齿轮箱，包括箱体、行星架、太阳轮、行星轮以及内齿圈，行星架上设有至少一个向太阳轮喷油的内喷油嘴以及至少一个向内齿圈喷油的外喷油嘴，在行星架内设有向内喷油嘴和外喷油嘴供油的第一润滑油路，行星架的其中一端端面上凹设有连通于第一润滑油路的第一环形油槽，该第一环形油槽的轴线与行星架的轴线重合，在所述箱体上固设有喷油环，所述喷油环一端插设于所述第一环形油槽内，喷油环与环形油槽围合为一个封闭的环形油池，箱体上设有供油油路，在喷油环内设有连通环形油池与供油油路的内部油路。可以通过内喷油嘴和外喷油嘴能够保证太阳轮和内齿圈以及行星轮的齿面的润滑效果和冷却效果，延长齿轮寿命。

Description

风电增速齿轮箱

技术领域

本发明涉及一种风力发电中用到的齿轮箱，尤其涉及一种内部具有行星机构装置的风电增速齿轮箱。

背景技术

行星轮装置由于具有功率分流，结构紧凑等特点，被广泛地应用在风电增速齿轮箱中，如何对行星轮装置中内齿圈-行星轮、行星轮-太阳轮等啮合齿轮副进行润滑和冷却直接影响到齿轮箱的使用寿命。

行星轮装置中内齿圈、行星轮、太阳轮及行星轮轴承采用油池飞溅润滑方式，即将行星轮装置浸入齿轮箱体的油池中，依靠齿轮浸入油池及齿轮运转时带起的润滑油对齿轮进行润滑和冷却。这种润滑和冷却方式与行星轮轴承结构、齿轮箱安装的倾斜位置、行星架的转速、齿轮及行星轮轴承在油池中停留的时间以及润滑油的粘度等密切相关，而且当行星轮运转至齿轮箱油池油面之上时，齿轮及行星轮轴承只能依靠残留其上的润滑油实现润滑，因此这种润滑冷却方式效果差，易对风电增速齿轮箱中啮合齿轮副及行星轮轴承造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种风电增速齿轮箱。

根据本发明的一个方面，一种风电增速齿轮箱，包括箱体、行星架、太阳轮、行星轮以及内齿圈，所述行星架上设有至少一个向所述太阳轮喷油的内喷油嘴以及至少一个向所述内齿圈喷油的外喷油嘴，在行星架内设有向所述内喷油嘴和外喷油嘴供油的第一润滑油路，所述行星架的其中一端端面上凹设有连通于所述第一润滑油路的第一环形油槽，该第一环形油槽的轴线与行星架的轴线重合，在所述箱体上固设有喷油环，所述喷油环一端插设于所述第一环形油槽内，所述喷油环与所述环形油槽围合为一个封闭的环形油池，所述箱体上设有供油油路，在所述喷油环内设有连通所述环形油池与所述供油油路的内部油路。

根据本发明的一实施方式，所述内喷油嘴的喷油方向朝向所述太阳轮与行星轮的啮合点。

所述外喷油嘴的喷油方向朝向所述内齿圈与行星轮的啮合点。

所述喷油环包括相互邻接的第一环体和第二环体，所述第一环体插设于所述第一环形油槽内，所述第二环体的外径大于第一环体的外径，所述第二环体的外侧壁设有第二环形油槽，所述喷油环的内部油路起始于第一环体的外端面并与所述第二环形油槽连通，所述箱体上设有与第二环体配合的定位孔，所述第二环体插设于该定位孔中，所述供油油路与所述第二环形油槽连通。

所述行星架上穿设有销轴，所述销轴上设有两个支撑所述行星轮的轴承，所述两轴承之间设有内隔环，所述内隔环和所述轴承的内圈上均设有油孔，所述销轴内设有与所述环形油池连通以向所述轴承内圈和内隔环的油孔供油的内油道。

所述销轴的两端穿设于所述行星架上开设的安装孔中，在销轴的外侧壁设有与所述内油道连通的第三环形油槽，所述行星架内设有连通该第三环形油槽与所述环形油池的第二润滑油路。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明风电增速齿轮箱，可以通过内喷油嘴和外喷油嘴能够保证太阳轮和内齿圈以及行星轮的齿面的润滑效果和冷却效果，延长齿轮寿命，通过喷油环和环形油槽围合成环形油池，能够保证润滑油的供应，并能够减小本齿轮箱的尺寸。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明风电增速齿轮箱的结构示意图；

图2是喷油环的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1及图2所示，本实施例公开一种风电增速齿轮箱，包括箱体1、行星架6、内齿圈13、行星轮14和太阳轮15。在本实施例中，内齿圈13用螺栓固定在箱体1上，行星架6的两端通过轴承转动支撑于箱体1，太阳轮15也是转动设置在箱体1上的。在行星架6上开设有安装孔，在安装孔内穿设有销轴10，行星轮14通过两个轴承12支撑在销轴10上。销轴10是与行星轮14一一对应的，行星轮14的数量一般为三个或者四个，因此，销轴10的数量也相应地为三个或四个。每个行星轮14同时与内齿圈13和太阳轮15啮合。应当指出的是，在本发明的其他实施例中，行星架、内齿圈以及太阳轮的运动状态可以与本实施方式不同，举例来说，在其他实施例中，内齿圈也可为活动状态，而太阳轮可以为固定状态。

在行星架6上设置了喷油嘴，以用于向行星轮14、太阳轮15和内齿圈13喷油，对行星轮14、太阳轮15和内齿圈13以及行星轮14的轴承进行润滑和冷却。

喷油嘴包括内喷油嘴18和外喷油嘴16，在行星架6上至少设置有一个内喷油嘴18及至少一个外喷油嘴16。内喷油嘴18向太阳轮15喷油，从而对太阳轮15的齿面进行润滑和冷却，外喷油嘴16用于向内齿圈13喷油，以对内齿圈13的齿面进行润滑和冷却。

内喷油嘴18的喷油方向可以直接朝向太阳轮15的齿面，以达到直接将润滑油喷射向太阳轮15的齿面的目的，这样能够快速地带走太阳轮15表面的热量，也可将内喷油嘴18的喷油方向朝向太阳轮15和行星轮14的啮合点，这样一来，太阳轮15与行星轮14的啮合点能够始终受到润滑油的冲刷，在太阳轮15和行星轮14的啮合点始终保持有油膜，润滑效果可以达到最佳，行星轮14也能够受到非常好的冷却效果。

相应地，外喷油嘴16的喷油方向可以直接朝向内齿圈13的齿面，以便快速带走内齿圈13表面的热量，也可以将外喷油嘴16的喷油方向朝向行星轮14与内齿圈13的啮合点，在保证内齿圈13和行星轮14散热的同时，在行星轮14和内齿圈13的啮合点始终保持有油膜，使行星轮14与内齿圈13之间润滑效果达到最佳。

内喷油嘴18和外喷油嘴16可以设置足够多的数量，并且分别朝向不同的方向，以对每个行星轮14与太阳轮15之间的啮合点以及每个行星轮14与内齿圈13的啮合点进行润滑冷却，并保证行星轮14、太阳轮15和内齿圈13都能够受到润滑油的冲刷，具有良好的冷却效果。

由图1可知，在行星架6的内部设置有第一润滑油路8，该第一润滑油路8与外喷油嘴16和内喷油嘴18连通，从而向内、外喷油嘴供油。为了保证在行星架6旋转时，第一润滑油路8内始终有油，在行星架6的其中一端端面上凹设有连通与该第一润滑油路8的第一环形油槽9，该第一环形油槽9的轴线与行星架6的轴线重合。在箱体1上固设有一个喷油环3，参见图1及图2，喷油环3包括相互邻接的第一环体31和第二环体32，其中，第二环体32的外径大于第一环体31的外径，在第二环体32的外侧壁设有第二环形油槽34，而在喷油环3上设有内部油路33，该内部油路33起始于第一环体31的外端面并与第二环形油槽34连通。

第一环体31插设在第一环形油槽9中，该第一环体31的外端面和第一环形油槽9的内壁面共同围合成一个封闭的环形油池。其中，此处所说的“封闭”是指该环形油池能够作为一个容置空间以存储一定量的润滑油，第一环体31与第一环形油槽9之间的间隙较小，因而润滑油不会在第一环形油槽9和第一环体31两者之间的间隙处泄漏，或者，润滑油能够在环形油池内保持一段的时间，不会在两者之间的间隙快速地流失。

在箱体1上设有供油油路2，该供油油路2可以连接油泵。油泵将润滑油泵入该供油油路2中。在箱体1上还设有与第二环体32配合的定位孔，第二环体32插设于定位孔中，而供油油路2开通至该定位孔的内壁上，这样一来，参见图1所示，在插入第二环体32后，该供油油路2能够与第二环形油槽34连通。在第二环体32上设置了螺钉安装孔35，将该第二环体32插入到定位孔之中后，用螺钉5穿过该螺钉安装孔35并旋入到安装孔内设置的螺孔中，从而将喷油环3固定在箱体1上。润滑油可从供油油路2中进入到第二环形油槽34，再进入到内部油路33，然后继续流动到环形油池中。通过设置第二环形油槽34之后，无需内部油路33与供油油路2进行对齐即可开始供油，显然，也可以不设置该第二环形油槽34，而直接将供油油路2与内部油路33对接。

参见图1，在本实施例中，支撑行星轮14的两个轴承10为双列满装圆柱滚子轴承，在两轴承10之间设有内隔环4，在内隔环4与轴承12的内圈上均设置有油孔，在销轴10上设有内油道17，该内油道17与环形油池连通，以向轴承10内圈和内隔环的油孔供油。具体而言，在销轴10的外侧壁设有与内油道17连通的第三环形油槽11，在行星架6内还设有第二润滑油路7，该第二润滑油路7一端连通环形油池，另一端连通在与销轴10配合的安装孔的内壁面上，从而使得在将行星架6插入到安装孔时，该第二润滑油路7能够与第三环形油槽11连通，这样一来，环形油池中的润滑油可以经过该第二润滑油路7进入到内油道17中。

本风电增速齿轮箱在工作时，通过油泵向供油油路2中泵入润滑油，润滑油从供油油路2中流向喷油环3的第二环形油槽34中，再由该第二环形油槽34流入到内部油路33，然后，润滑油从内部油路33流入到环形油池之中。环形油池可以存储一定量的润滑油，此时如果油泵意外停止工作，环形油池中的润滑油仍可继续向行星轮结构供应。由于喷油环3是个环形结构，因而不会与太阳轮15发生干涉，太阳轮15可以穿过该喷油环3，这样就使得喷油环3布置比较灵活，可以布置在行星架6的任意一侧。而喷油环3插设于第一环形油槽9中，使得环形油池结构被隐藏在了行星架6的内部，因而能够减小喷油环3占用的轴向方向的尺寸，也能够减小本风电增速齿轮箱的整体尺寸。

环形油池中的润滑油分成两路，一路经过第一润滑油路8而流向内喷油嘴18和外喷油嘴16，以对行星轮14、内齿圈13、太阳轮15的齿面进行冷却和润滑，另一路润滑油经过第二润滑油路7而流向销轴10之中的内油道17，并经过轴承和内隔环上的油孔而流向轴承的内圈和外圈之间，达到对轴承进行润滑和冷却的目的。

综上可知，内喷油嘴和外喷油嘴能够随着行星架同时旋转，使得内齿圈和行星轮以及太阳轮和行星轮组成的啮合齿轮副能够始终实现压力油润滑冷却，在齿轮副之间能够充分形成油膜，提高了轴承的承载力和使用寿命；通过设置第二润滑油路直接向行星轮的轴承供油，使压力润滑油直接进入到轴承内部的工作面，对轴承的润滑和冷却效果较好；在喷油环、行星架和销轴上开设相应的环形油槽，具有加工简单方便的优点。本风电增速齿轮箱能够对太阳轮、行星轮和齿圈的齿面以及行星轮的轴承进行全方位的冷却和润滑，能够保证润滑和冷却效果，从而延长齿轮和轴承寿命。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (6)

1.一种风电增速齿轮箱，包括箱体、行星架、太阳轮、行星轮以及内齿圈，其特征在于，所述行星架上设有至少一个向所述太阳轮喷油的内喷油嘴以及至少一个向所述内齿圈喷油的外喷油嘴，在行星架内设有向所述内喷油嘴和外喷油嘴供油的第一润滑油路，所述行星架的其中一端端面上凹设有连通于所述第一润滑油路的第一环形油槽，该第一环形油槽的轴线与行星架的轴线重合，在所述箱体上固设有喷油环，所述喷油环一端插设于所述第一环形油槽内，所述喷油环与所述环形油槽围合为一个封闭的环形油池，所述箱体上设有供油油路，在所述喷油环内设有连通所述环形油池与所述供油油路的内部油路。

2.根据权利要求1所述的风电增速齿轮箱，其特征在于：所述内喷油嘴的喷油方向朝向所述太阳轮与行星轮的啮合点。

3.根据权利要求1所述的风电增速齿轮箱，其特征在于：所述外喷油嘴的喷油方向朝向所述内齿圈与行星轮的啮合点。

4.根据权利要求1所述的风电增速齿轮箱，其特征在于：所述喷油环包括相互邻接的第一环体和第二环体，所述第一环体插设于所述第一环形油槽内，所述第二环体的外径大于第一环体的外径，所述第二环体的外侧壁设有第二环形油槽，所述喷油环的内部油路起始于第一环体的外端面并与所述第二环形油槽连通，所述箱体上设有与第二环体配合的定位孔，所述第二环体插设于该定位孔中，所述供油油路与所述第二环形油槽连通。

5.根据权利要求1所述的风电增速齿轮箱，其特征在于：所述行星架上穿设有销轴，所述销轴上设有两个支撑所述行星轮的轴承，所述两轴承之间设有内隔环，所述内隔环和所述轴承的内圈上均设有油孔，所述销轴内设有与所述环形油池连通以向所述轴承内圈和内隔环的油孔供油的内油道。

6.根据权利要求4所述的风电增速齿轮箱，其特征在于：所述销轴的两端穿设于所述行星架上开设的安装孔中，在所述销轴的外侧壁设有与所述内油道连通的第三环形油槽，所述行星架内设有连通该第三环形油槽与所述环形油池的第二润滑油路。