[發明專利]風力發電設備的減速裝置及具備輸出小齒輪的減速裝置

有效

• 申請號: 201210026126.7
• 申請日: 2012-02-06
• 公開（公告）號: CN102654104A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 峯岸清次;矢野雄二
• 申請（專利權）人: 住友重機械工業株式會社
• 主分類號: F03D11/02
• 分類號: F03D11/02;F16H1/28
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭;郝傳鑫

技術領域

本申請主張基于2011年3月2日申請的日本專利申請第2011-045534號的優先權。其申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。

本發明尤其涉及一種使用于風力發電設備的減速裝置及具備輸出小齒輪的減速裝置。

背景技術

專利文獻1中公開有使用于風力發電設備的減速裝置。作為風力發電設備的控制，有相對于風控制短艙(發電室)在水平面內的方向(旋轉)的偏航控制或者相對于風控制風車葉片的方向(傾斜)的槳距控制等，但均可通過由馬達或液壓缸驅動的減速裝置實現。

使用于風力發電設備的減速裝置包括本專利文獻1的減速裝置，大多在減速機構的一部分或全部使用行星齒輪減速機構。行星齒輪減速機構具備有行星齒輪、輪架及從該輪架突出且貫穿所述行星齒輪的多個行星銷，通過該多個行星銷(內銷)從所述輪架取出行星齒輪的自轉或公轉成分。輪架與減速裝置的輸出軸連結，輸出軸上設置有輸出小齒輪。例如為偏航驅動裝置時，輸出小齒輪與設置于風力發電設備的圓筒支柱側的內齒輪(或外齒輪)嚙合，以其反作用驅動(安裝有減速裝置的)短艙。

由于風力發電設備在自然環境下設置，因此有時偶爾受到狂風或疾風。若這種強風施加于風車葉片，則呈風車葉片自身旋轉或該風車葉片使短艙旋轉的狀態。由此，各減速裝置呈從輸出側受到巨大負荷的狀態。其結果，減速裝置呈現出原來的輸出軸變成輸入軸的增速裝置的動態，并導致發生減速裝置內的各部件或馬達等因過強的轉矩(或轉速)強制地旋轉的狀態。

在該專利文獻1中公開有如下結構，即設法通過組裝限制上述多個行星銷的輪架相反側的限制環來謀求作用于行星銷的荷載的分散或輕量化的結構。根據此結構，能夠防止只有一部分行星銷較大地變形的現象。

專利文獻1：日本特開2010-236357號公報(段落[0024]、圖1)

然而，即使是具備如該專利文獻1的“限制多個行星銷的輪架相反側的限制環”的結構，作為以大自然為對象的風力發電設備的結構，也仍存在強度上不夠充分的一面。

例如，若為了增大行星銷的強度而加大該內銷的粗細，則雖然能夠獲得強度上的富余，但內銷粗細的增大會成為減速裝置整體大小增大的主要原因，作為在狹窄的短艙內設置的設備會成為很大的缺點。另外，還會成為導致成本增大、重量增大、動力損失增大的主要原因。

發明內容

本發明是為了解決這種以往的問題而完成的，其課題在于，能夠以小型且低成本減輕通常運行時的傳遞損耗，并且提高高負荷時的支承剛性，即使在如從輸出小齒輪側施加過大負荷的狀況下，也有效地防止減速裝置各要件的破損或故障等。

本發明是通過設為如下結構來解決上述課題的，一種具備與設置于風力發電設備的主體側的齒輪嚙合的輸出小齒輪的減速裝置，其中，具備：行星齒輪減速機構，其包括行星齒輪、輪架及從該輪架突出且貫穿所述行星齒輪的多個行星銷，并且通過該多個行星銷從所述輪架取出行星齒輪的自轉或公轉成分；及限制環，限制所述多個行星銷的輪架相反側的各端部，所述減速裝置的外殼和所述限制環對向配置，在組裝時具有微小間隙，若在所述減速裝置的特定部分傳遞的荷載L超過預定值Lo，則相互接觸，并且將應在所述特定部分傳遞的疲勞等效荷載設為Le、作為傳遞的界限的極值荷載設為Lm時，該預定值Lo設定在Le＜Lo＜Lm的范圍。

另外，風力發電設備的主體側的“主體”是指“相對于組裝有減速裝置的部件相對移動的部件或裝置”。例如為風力發電設備的偏航驅動裝置時，相對于組裝有減速裝置的短艙的結構部件相對移動的圓筒支柱相當于“主體”，為槳距驅動裝置時，相對于組裝有減速裝置的短艙的結構部件相對移動的風車葉片相當于“主體”。

本發明所涉及的限制環不僅限制多個行星銷的輪架相反側的各端部，而且能夠在“預定條件下”其外周與外殼的內周抵接而從外殼側獲得支承反作用力。

更具體而言，本發明所涉及的限制環在減速裝置的特定部分(例如輸出軸：詳細內容后述)傳遞的荷載(也可認為是轉矩)L超過預定值Lo的時刻從外殼側獲得支承反作用力。并且在本發明中，該預定值Lo規定為如下。

在這種風力發電設備中，包含減速裝置的各設備設計成能夠確保最低20年的使用年限，但持續施加20年也不損壞的荷載稱作“疲勞等效荷載”。另外，在20年期間只起動1次也不損壞的傳遞的界限荷載稱作“極值荷載”。