[發明專利]風電恒制動偏航擺線齒輪箱

有效

• 申請號: 201110335872.X
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN103062341A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 吳聲震
• 申請（專利權）人: 吳小杰
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/10;F03D11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及風電偏航減速技術領域，一種風電恒制動偏航擺線齒輪箱。

【背景技術】主要為四級行星結構：

①南京高速齒輪公司“風力發電偏航齒輪箱”ZL200410064930；②重慶齒輪公司“風力發電偏航減速齒輪箱”200620111262；③泰隆集團“風力發電偏航減速裝置”200910034525；④銀川威力減速機公司“大功率風力發電偏航減速器”20112065216；⑤天津減速機公司“用于風力發電偏航減速機”200820075290；⑥華銳風電科技公司“風力發電偏航減速齒輪箱”(200820014549)。

存在問題：(1)現有齒輪箱安全系數較低，承受疲勞載荷時易早期點蝕。此外滾齒、熱處理及磨齒應力集中點齒根處易出現微細裂紋，不具高可靠性；(2)僅有三只行星輪，顯然過載能力不會太高；(3)軸向長、結構復雜、價格很高。

此外還有：(1)天津減速機公司“用于風力發電偏航減速機”200320111939.2系擺線+二級行星結構，缺點是：效率降低了2個百分點、高速級擺線雙支點針銷結構，因而過載能力低、可靠性差；(2)重慶大學“一種二級包絡...”200920127322.7為擺線+擺線結構，缺點是：效率降低了4個百分點，輸出軸兩只置于端盤與內擺線輪之間軸承要比常規大出2-3個型號，價很高；(3)“風力發電三片擺線偏航減速器”(201010174547.5)系擺線+三片擺線結構，缺點是：①“擺線+三擺線”結構使效率降低4個百分點，三片輪相位差120°無法實現動平衡；②銷孔磨床靜平衡調整麻煩，銷孔精度不穩定而會影響減速器使用壽命；③滾子軸承徑向間隙大，擺線輪平動時產生咔噠、咔噠微振動，久之出現沖擊，導致偏心軸承損壞減速器出現故障。

【發明內容】

系“風力發電三片擺線偏航減速器”(201010174547.5)改進，提供一種高可靠性、過載力大及效率與四級行星相同的風電恒制動偏航擺線齒輪箱。改進技術方案如下：

(A)三片擺線輪中，中間輪厚度為兩側等厚輪兩倍，二者相位錯開180°，能實現動平衡；

(B)采用背對背圓錐滾子偏心軸承，徑向間隙調到近于零，消除了擺線輪平動時產生振動；

(C)采用擺線輪圈磨齒后與鑄鐵輪輻精加工件組裝結構，其中鑄鐵輪輻均布銷孔可在立式加工中心采用精鏜而獲得足夠高精度。為提高低硬度銷孔表面的使用壽命，銷孔中滑配耐磨圈。傳統擺線輪銷孔必需在銷孔專用磨床上磨削，由于此時擺線輪處于大偏心位置，而銷孔又小必需調整到很高的靜平衡才能獲得設計要求，加工效率極低，且需配置各種規格銷孔專用磨床；

(D)本發明采用了雙組鋼球V型槽裝置、摩擦副與彈簧組合的結構創新，其中：雙組鋼球V型槽裝置是根據機械無級變速器中鋼球V型槽自動加壓裝置改進的(見于阮忠唐《機械無級變速器》90頁)：第一組由主動V型槽盤、中間盤一側從動V型槽盤及居于二盤V型槽面中間的鋼球組成，其中中間盤與錐盤聯接；第二組由中間盤另一側主動V型槽盤、第二從動V型槽盤及居于二盤V型槽面中間的鋼球組成，鋼球均布在保持架上。工作原理：通電時，第一組主動V型槽面對鋼球產生正壓力，其軸向分力推動中間盤從動V型槽盤使摩擦副分離，制動力矩消失，其周向分力驅動與第二組從動V型槽盤聯接的輸出軸作功；斷電時，輸入軸仃止，阻力矩使第二從動V型槽面對鋼球產生正壓力，其軸向分力使摩擦副壓緊，制動力矩要多大有多大。

(E)轉用工業機器人減速器半埋齒結構(見于朱孝錄《齒輪傳動設計手冊》828頁)，由于針銷承受很高彎曲力，永不斷齒，因而具有過載能力強、高可靠性優點。

【有益效果】比照發明專利“風力發電機偏航齒輪箱”(ZL200410064930.X)其創造性體現在：

(1)單級減速比可高達143，結構緊湊、維修方便、軸向尺寸短；(2)擺線輪齒及半埋銷不會斷，因而比僅有三只行星輪承載能力大，可靠性高；(3)重量輕、制造成本低45-55％。

每一風場變槳齒輪箱價值(132×5萬/臺)660萬元，因而可節省330萬元，用此330萬的利息足以支付風場7-8名員工工資。據中國風能協會公布，2010年新增風電裝機容量為189GW，相當于380個(33×1.5MW)風場，偏航齒輪箱價值25個億，因而可節省12.5個億，大大超出中國三大風電齒輪公司利潤總和。

【附圖說明】圖1.本發明實施例結構示意圖

????????????圖2.與3.分別為鋼球與V型槽面在斷電(制動)與通電(作功)時受力原理圖