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CN101813165A - 风力发电三片双摆线偏航减速器 - Google Patents

风力发电三片双摆线偏航减速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线偏航减速器。其特征在于：(A)高速级：针齿销半埋在针齿壳上销孔中，称为半埋齿结构；两摆线轮之间和柱销端部都装有均载环等宽；(B)低速级：摆线轮为三片，相位角为120°，内摆线齿圈取代针轮；(C)二摆线轮之间和柱销端部都装有均载环，形成简支结构；(D)机座上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴支承轴承中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一防油罩罩住输出轴二支承轴承，储油腔底部有出油螺孔b。有益效果：(a)仅二级减速，轴向尺寸短、重量轻、维修方便；摆线轮齿及半埋齿针销不会断齿，因而比仅有三只行星轮的承载能力大；(b)现有摆线减速器的价格不到NGW行星减速器的一半，因而制造成本要低40-55％；(c)不漏油。

Description

风力发电三片双摆线偏航减速器
【技术领域】本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片双摆线偏航减速器。
【背景技术】偏航减速器是风力发电机组选择对准或偏离风向的专用齿轮箱。偏航减速器要求很高可靠性：承载能力大不断齿及输出轴不漏油。目前主要进口日本三菱重工、意大利布莱维尼公司的产品及邦飞利707T。进口偏航减速器的主要问题是漏油。背景技术有三种：
(A)四级行星减速：(1)南高齿“风力发电机偏航齿轮箱”(200410064930)；(2)重齿公司(200620111262)；(3)清平机械厂(200720125070)；(4)华锐公司(200820014549)(五级行星减速)；(5)天津减速机公司(200820075290)；(6)泰隆减速机公司(200910034525)。主要问题：(a)行星轮仅有三只，承载力不高；(b)现有橡胶油封(除车氏油封外)不具备磨损后自动补偿，两道油封稍一磨损也会漏油；(c)结构复杂、轴向尺寸长、笨重、价格昂贵。
(B)摆线+二级行星：天津减速机公司(200320111939)的问题：(a)没提出防止漏油的方案；(b)低速级由于采用太阳轮浮动的机械均载装置，行星轮数只能3-4只，承载力不高。
(c)双摆线：(200920127322.7)主要问题：(a)没提出防漏油方案；(b)将输出轴两只轴承置于左、右端盘与内摆线轮之间是工业机器人减速器结构，此时轴承大出2-3个型号。
【发明内容】本发明目的在于提供一种比多级行星承载能力大、输出轴不漏油、轴向尺寸短重量轻及成本低的风力发电三片双摆线偏航减速器。
(一)三片式减速器：是最新发展的摆线传动装置，大连交大齿轮专家对此作了长期的理论研究。优点：(1)承载力增加50％；(2)改善了转臂轴承；(3)针齿与柱销受力均衡。
(二)双摆线传动：双摆线的啮合特点是互为包络线的摆线等距线齿轮作为共轭曲线齿轮机构。优点：(1)内摆线齿圈取代针轮，结构简单、另件少；(2)单级减速比很大，据称可达200(《没有针轮的摆线变速机》机械传动2006.04)；(3)内摆线齿圈与外齿摆线轮为纯滚动、完全润滑状态啮合，因此在输入功率相同情况下，可将减速器的体积降低1-2个等级。
(三)摆线与NGW行星的比较：(a)减速比大；(b)摆线轮与半埋齿具有高抗弯曲能力，因而承载力比三只行星轮的NGW行星高；(d)成本不到NGW行星的一半。缺点：效率稍低。
【技术方案】两大技术方案如下：
(一)提高摆线抗冲击能力：(a)半埋齿结构，使针齿销具有很高抗弯曲能力；(b)用中慢走丝线切割工艺加工针齿销孔，使其相邻孔距偏差≤0.01-0.015；(c)在W输出机构中，用均载环使悬臂柱销变为简支，提高了柱销的弯曲能力；
(二)防止漏油：(a)机座底部有一储油腔，输出轴支承轴承上方有一防油罩；(b)输出轴上装置由O型圈和薄唇齿型密封圈组成车氏密封圈(详见成大先“机械设计手册”卷2)。
【有益效果】将本发明对照背景技术，特别是已取得发明专利权的(200410064930)，其新颖性、创造性及实用性体现在：(a)仅二级减速，轴向尺寸短、重量轻、维修方便；(2)摆线轮齿及半埋齿针销不会断齿，因而比仅有三只行星轮的承载能力大；(b)现有摆线减速器的价格不到NGW行星减速器的一半，因而制造成本要低40-55％；(c)不漏油。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种风力发电三片双摆线偏航减速器，系摆线+三片双摆线结构，其中：高速级由输入轴(1)、W输出机构、摆线轮、针齿销、针齿壳及偏心轴承组成；低速级双摆线由外摆线轮(9)、内摆线齿圈(8)、W输出机构及输出轴(11)组成，W输出机构包括柱销、柱套及输出轴；高速级输出轴用轴承支承在前机座(17)内孔，低速级输出轴(11)用轴承(12)支承在机座(10)内孔，偏心轴承Z装在高速级的输出轴伸端，其特征在于：
(A)高速级：针齿销(15)半埋在针齿壳(3)上均布孔中，称为半埋齿结构；W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(5)端部装有均载环(2)，柱套(4)与摆线轮(16)等宽；
(B)低速级：与内摆线齿圈(8)啮合的外摆线轮(9)为三片，相位角为120°，W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(14)端部装有均载环(6)，柱套(7)与摆线轮(9)等宽；
悬臂柱销装均载环后，变为简支结构，大大提高柱销的抗弯曲能力。
(C)针齿壳(3)依次与前机座(17)、内摆线齿圈(8)及机座(10)联接一体；
(D)机座(10)上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴(11)的支承轴承(12)中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一防油罩(13)，罩住输出轴二支承轴承，在储油腔底部有出油螺孔b。当储油腔油面低于中央凸缘顶面时，油永不会从输出轴支承轴承缝隙中泄漏，此时油封主要功能是密封轴承中的油脂与防尘。
所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：高速级的针齿壳(3)上的针齿销孔由线切割机床割出连续曲线得到。线切割机床加工工艺能使销孔相邻距的偏差≤0.01-0.015，这是任何其它机加工工艺所不能达到的加工精度。
所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)用线切割机床根据内摆线方程割出一连续、光滑曲线得到，表面粗糙度Ra0.5--0.8μm，精度为±0.005mm(相当于磨削)，比之高速小砂轮磨齿工艺，减速比越大，线切割工艺的优点越显突出。
所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：低速级输出轴(11)支承轴承之前装有车氏密封圈F。进一步严防漏油，使减速器具有很长的使用寿命。

Claims (4)

1.一种风力发电三片双摆线偏航减速器，系摆线+三片双摆线结构，其中：高速级由输入轴(1)、W输出机构、摆线轮、针齿销、针齿壳及偏心轴承组成；低速级双摆线由外摆线轮(9)、内摆线齿圈(8)、W输出机构及输出轴(11)组成，W输出机构包括柱销、柱套及输出轴；高速级输出轴用轴承支承在前机座(17)内孔，低速级输出轴(11)用轴承(12)支承在机座(10)内孔，偏心轴承Z装在高速级的输出轴伸端，其特征在于：
(A)高速级：针齿销(15)半埋在针齿壳(3)上均布孔中，称为半埋齿结构；W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(5)端部装有均载环(2)，柱套(4)与摆线轮(16)等宽；
(B)低速级：与内摆线齿圈(8)啮合的外摆线轮(9)为三片，相位角为120°，W输出机构中，两摆线轮之间和柱销(14)端部装有均载环(6)，柱套(7)与摆线轮(9)等宽；
(C)针齿壳(3)依次与前机座(17)、内摆线齿圈(8)及机座(10)联接一体；
(D)机座(10)上装有润滑泵，顶部有进油螺孔a与通气器(或称通气帽)c，底部与输出轴(11)支承轴承(12)中央凸缘之间为储油腔K，凸缘上联接一防油罩(13)，罩住输出轴二支承轴承，在储油腔底部有出油螺孔b。
2.根据权利要求1所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：高速级的针齿壳(3)上的针齿销孔由线切割机床割出连续曲线得到。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：内摆线齿圈(8)用线切割机床根据内摆线方程割出一连续、光滑曲线得到。
4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电三片双摆线偏航减速器，其特征在于：低速级输出轴(11)支承轴承之前装有车氏密封圈F。
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