[發明專利]齒輪箱和包括該齒輪箱的風力渦輪機

有效

• 申請號: 201210080557.1
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102678900B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 潘紹元;K·C·鮑阿;C·J·布洛克利;D·J·斯科特;P·J·吉布斯
• 申請（專利權）人: 諾邁士科技有限公司
• 主分類號: F16H57/08
• 分類號: F16H57/08;F16H57/021;F16H57/031;F16H57/029;F03D15/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明的實施方式涉及齒輪箱結構。本發明特別地應用于風力渦輪機的齒輪箱結構，但決不局限于此。

背景技術

風力渦輪機是將風能轉化為電能的裝置，通常包括轉子、齒輪箱和發電機。在運行過程中，風引起轉子系統的旋轉，并向齒輪箱提供相對低頻的高扭矩輸入。齒輪箱將轉子的高扭矩輸入轉化為相對高頻的低扭矩輸出。發電機與齒輪箱的輸出端相連，將旋轉運動轉變為電能。

用在輪軸(主軸)和齒輪箱之間的傳統連接方法包括螺栓或鎖緊盤的應用。對于利用螺栓連接，由于裝配約束，連接法蘭的外徑會影響在第一級行星架上的上風向軸承的內徑。因此，簡單且安全的螺栓系統的應用受到限制。目前，普遍地多使用鎖緊盤。

因此有必要提供替代的齒輪箱結構。

發明內容

本發明涉及一種用于風力渦輪機齒輪箱的新型內部軸承結構，其解除在連接法蘭的外徑與行星架軸承的內徑之間的約束。該新型結構減輕了重量并且降低了軸承和齒輪箱的成本。

根據本發明的第一方案，設有用于風力渦輪發電機的齒輪箱。優選地，齒輪箱包括：法蘭、輸入軸以及包括由行星架支撐的一個或多個行星齒輪的行星齒輪系，在該齒輪箱中輸入軸、法蘭和行星架是整體式結構并且形成在法蘭區域和行星架區域之間具有輸入軸區域的構件，并且其中行星架區域沿徑向向內且沿軸向朝下風向地從行星齒輪延伸。

優選地，所述構件是集成單元。

優選地，風力渦輪機齒輪箱結構還包括非旋轉支撐部件，包括沿著縱向軸線位于單一位置且設置成在行星架區域和非旋轉支撐部件之間提供支撐的軸承結構，齒輪箱在集成單元上在所述位置和法蘭區域之間不具有另外的軸承。

優選地，所述單一位置在行星架區域的沿徑向和沿軸向延伸的部分上。

優選地，可設置軸承結構以至少部分地限制集成單元與非旋轉支撐部件之間的非旋轉運動。優選地，非旋轉運動是在輸入軸與非旋轉支撐部件間的相對徑向運動、相對軸向運動和相對傾斜運動中的一種或多種。

優選地，軸承結構包括雙圓錐滾子軸承。

優選地，風力渦輪機齒輪箱結構還包括端蓋結構，其具有端蓋，該端蓋被構造為與非旋轉支撐部件可拆卸地接合以便圍繞輸入軸并在行星齒輪系的主要部分之上布置，其中端蓋由兩個或多個部分組成，從而能夠拆卸以進行維護和/或檢查。

優選地，端蓋具有用于與非旋轉支撐部件接合的外周區域以及用于包圍行星架區域的內周區域。

優選地，風力渦輪機齒輪箱結構也包括密封結構，該密封結構具有位于端蓋和非旋轉支撐部件之間的密封件，其在使用中能夠避免齒輪箱內側和外側之間的物質交換。

根據本發明的第二方案，設有將風力渦輪機輪軸與風力渦輪機齒輪箱連接的構件，該構件具有在法蘭區域和行星架區域之間包括輸入軸區域的整體結構，并且其中行星架區域沿軸向朝下風向且沿徑向向內在行星齒輪的下風向側延伸。

優選地，所述構件是集成單元。

根據本發明的第三方案，設有用于風力渦輪機的端蓋結構，包括非旋轉支撐部件和用于將風力渦輪機輪軸與風力渦輪機齒輪箱連接的端蓋結構，所述端蓋結構包括被構造為與非旋轉支撐部件可拆卸地接合以便圍繞輸入軸且在行星齒輪系的主要部分之上布置的端蓋，其中端蓋由兩個或多個部件組成，從而能夠拆卸以進行維護和檢查。

附圖說明

為了更好地理解本發明的各種具體實施例，僅通過例子，參考附圖進行說明，其中：

圖1是根據本發明的各種實施例的風力渦輪機的示意圖；

圖2是根據本發明的各種實施例的風力渦輪機齒輪箱的示意圖；

圖3是根據本發明的各種實施例的風力渦輪機齒輪箱的剖面示意圖；

圖4是集成有包括輸入軸部分和行星架部分的法蘭的風力渦輪機的實施例；

圖5是風力渦輪機齒輪箱前端蓋的實施例；

圖6A是根據本發明的各種實施例的第一軸承結構的剖面示意圖；

圖6B是根據本發明的各種實施例的第二齒輪結構的剖面示意圖。

具體實施方式

在以下描述中，“連接”、“聯接”及其衍生詞表示運轉地聯接/接合。應當理解可以存在任意數目的中間部件(包括沒有中間部件)或其組合。術語“多個”具有一個或多個的含義。

圖1為根據發明的各種實施例的風力渦輪機10的示意圖。風力渦輪機10包括：機艙12(也可以被稱為渦輪機殼體)；支撐柱13；轉子14；轉子軸16；齒輪箱18；以及發電機20。風力渦輪機10被設置成將風能轉化為電能。風力渦輪機10可以安裝在近海或安裝在內陸上。