[發(fā)明專利]具有作為行星軸承的滑動(dòng)軸承的行星齒輪級(jí)及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022369.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN104364562B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米希爾·范登多恩克爾;羅格·博蓋爾特;德克·萊曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ZF風(fēng)能安特衛(wèi)普有限公司
• 主分類號(hào): F16H57/08
• 分類號(hào): F16H57/08;F16C17/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 張建濤,車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪箱的行星齒輪級(jí)。更具體地，本發(fā)明涉及一種包括滑動(dòng)軸承的行星齒輪級(jí)，該滑動(dòng)軸承用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承行星齒輪級(jí)中的行星齒輪。

背景技術(shù)

當(dāng)今，風(fēng)力渦輪機(jī)市場(chǎng)瞬息萬變。有對(duì)可產(chǎn)生更多兆瓦的電力的更大風(fēng)力渦輪機(jī)，也稱為多兆瓦級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)的持續(xù)需求。同時(shí)，減小風(fēng)力渦輪機(jī)及其部件的大小和重量的要求變得越來越重要。

在風(fēng)力渦輪機(jī)中，通常，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)單元或齒輪箱的低速軸，齒輪箱將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩和速度轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩和速度。對(duì)多兆瓦級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)的需求日益增加，對(duì)諸如這種風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪箱的部件的新設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)性的壓力。這是因?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)的重量和成本要保持盡可能低或至少在可接受范圍內(nèi)，但同時(shí)必須確保部件可承受在風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的高轉(zhuǎn)子負(fù)載。一種減小齒輪箱的部件重量的方法是通過使用更少材料且因此通過使部件更薄。這可能給予這些部件某種柔性。這種柔性在風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)行過程中可增加變形的可能性。這是因?yàn)椋谠撨\(yùn)行過程中，風(fēng)力渦輪機(jī)和尤其是多兆瓦級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生高動(dòng)態(tài)力給齒輪箱并在齒輪箱中產(chǎn)生高速振動(dòng)。因此，負(fù)載和速度在齒輪箱的運(yùn)行過程中可不同于設(shè)計(jì)負(fù)載和速度，即不同于在齒輪箱的設(shè)計(jì)過程中所預(yù)測(cè)的負(fù)載和速度，且甚至反向負(fù)載可發(fā)生。由于風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪箱中的這些高特定力和負(fù)載以及相對(duì)于以上所述的齒輪箱的重量的要求，當(dāng)進(jìn)行齒輪箱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮例如行星齒輪的潛在大變形的可能性。

在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中，滾子軸承主要用于支承行星齒輪。然而，目前還進(jìn)行了滑動(dòng)軸承用作行星軸承的研究。

在EP 2 383 480中，描述了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的行星齒輪。行星齒輪單元包括太陽齒輪、環(huán)形齒輪和行星架，其中多個(gè)行星齒輪通過軸承安裝在行星軸上。行星齒輪單元還包括用于支承行星齒輪的多個(gè)徑向和軸向滑動(dòng)軸承。徑向滑動(dòng)軸承各自包括由滑動(dòng)軸承材料制成的軸襯，該軸襯作為內(nèi)圈安裝到行星軸或作為外圈安裝在行星齒輪的孔中，由此分別由齒輪的孔或由行星軸制成相應(yīng)外圈或內(nèi)圈。徑向滑動(dòng)軸承各自包括由滑動(dòng)軸承材料制成的第一軸承元件，該第一軸承元件設(shè)置在行星架壁和行星齒輪的正面之間的接觸面上，或者在行星架壁上，或者在行星齒輪的正面上，且由此分別由行星齒輪的正面或由行星架壁制成相應(yīng)第二軸承元件。

EP 2 383 480中所述的滑動(dòng)軸承設(shè)備被限制用于籠型行星架，其中，行星齒輪放置在行星架的兩壁之間，且這些壁支承在行星齒輪任一側(cè)上的行星軸。

此外，當(dāng)使用滑動(dòng)軸承來支撐行星齒輪時(shí)，如上所述的行星齒輪的變形可不利于這些軸承布置。滑動(dòng)軸承可局部磨損，這可降低其有效性并甚至可引起軸承失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于齒輪箱的行星齒輪級(jí)。行星齒輪級(jí)包括太陽齒輪、環(huán)形齒輪和用于驅(qū)動(dòng)至少三個(gè)行星軸的行星架，具有徑向接觸面和軸向接觸面的至少一個(gè)行星齒輪通過滑動(dòng)軸承設(shè)備可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在每個(gè)行星軸上。滑動(dòng)軸承設(shè)備包括固定地連接到行星軸的兩個(gè)軸襯，每個(gè)固定軸襯在橫截面上是L形，并具有軸向接觸面和徑向接觸面，L形軸襯安裝成形成U形橫截面，并在軸向方向上在兩個(gè)外側(cè)處均通過鄰接件被鎖定。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鄰接件可由行星架的一部分和/或行星軸的一部分和/或諸如鎖定板、簧環(huán)或螺母的單獨(dú)鎖定機(jī)構(gòu)制成。至少部分的行星齒輪位于由L形軸襯形成的U形內(nèi)。滑動(dòng)軸承設(shè)備還包括在固定L形軸襯的徑向接觸面和行星齒輪的徑向接觸面之間的徑向滑動(dòng)支撐件，以及在固定L形軸襯的軸向接觸面和行星齒輪的軸向接觸面之間的軸向滑動(dòng)支撐件。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的行星齒輪級(jí)能夠用于所有類型的行星架，諸如例如單凸緣行星架、雙凸緣行星架和具有擋板(例如轉(zhuǎn)向架板)的行星架。此外，在根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的行星齒輪級(jí)中，由于L型軸襯例如通過研磨或者間隔器或另一軸襯可放置在L形軸襯之間，在大小上可容易適應(yīng)其所要連接的側(cè)面以便形成U形，因此滑動(dòng)軸承設(shè)備可用于任意大小的行星齒輪。

而且，由于滑動(dòng)軸承設(shè)備包括兩個(gè)L形軸襯，因此其可更容易適應(yīng)在齒輪箱的運(yùn)行過程中可發(fā)生的行星齒輪的變形，行星齒輪級(jí)安裝在該齒輪箱中，這導(dǎo)致滑動(dòng)軸承設(shè)備較小的磨損且因此較長(zhǎng)的壽命。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，固定L形軸襯與行星齒輪的軸向接觸面的接觸面角可在-2.5°和+2.5°之間，例如在+0.2°和+2.5°之間，或在+0.5°和+1.5°之間。L形軸襯具有寬度，且行星軸具有直徑，且L形軸襯的寬度與行星軸的直徑的比根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可等于或大于0.3，以及根據(jù)又一些實(shí)施例，可例如等于或大于0.5。