[發(fā)明專利]風力、水力發(fā)電用增速器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510657125.6
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN105201731A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建利;鄧巍
• 申請（專利權(quán)）人: 李建利;鄧巍
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03D11/02;F16H1/28
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明內(nèi)容屬于發(fā)電機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種風力、水力發(fā)電用增速器。

背景技術(shù)

在大型風力、水力發(fā)電機組中，增速器齒輪箱是故障率最高的環(huán)節(jié)之一，也是風力、水力發(fā)電裝備設(shè)計水平的主要瓶頸。由于大型的風力、水力發(fā)電機組動力來源的流速較低，這就需要加大風葉或水輪機葉片的尺寸來吸收低流速的動力源，如目前風力發(fā)電機的葉片可達40米左右，大型水輪發(fā)電機葉片也在10米以上。但大尺寸葉片在極低轉(zhuǎn)速的情況下將吸收了風力或水力的巨大能源直接傳入增速器的一級齒輪上后，將使齒輪將承擔巨大扭矩，導致齒輪壽命大大縮短。舉一款功率為1663KW的風力發(fā)電增速器為例：在葉片極低轉(zhuǎn)速的情況下，其一級齒輪承受的扭矩可達到794KN，該強大的扭矩最終作用在增速器一級齒輪的齒面上，會使齒面產(chǎn)生變形、扭曲、剝落、腐蝕……，導致齒輪壽命大大縮短，達不到設(shè)計要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，進而提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作方便、可大幅提高齒輪使用性能及使用壽命的風力、水力發(fā)電用增速器。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案如下所述。

一種風力、水力發(fā)電用增速器，由風力或水力葉輪、輸入軸、行星架、輸入行星輪、一級太陽輪、二級太陽輪、后行星輪、輸入內(nèi)齒圈、輸出內(nèi)齒圈及輸出軸組成，輸入內(nèi)齒圈和輸出內(nèi)齒圈相聯(lián)接組成為一體的懸浮輪內(nèi)齒圈，輸入軸的一端接在風力或水力葉輪的輪心上，另一端通過行星架與輸入行星輪的輪心剛性連接，一級太陽輪和二級太陽輪分別通過輸入行星輪和后行星輪與輸入內(nèi)齒圈和輸出內(nèi)齒圈傳動連接，一級太陽輪輪心和二級太陽輪的輪心通過一根剛性軸相連接，在二級太陽輪的輪心上裝有連通至發(fā)電機的輸出軸。

上述風力、水力發(fā)電用增速器中，一級太陽輪和二級太陽輪、剛性軸組成一個剛性體。

上述風力、水力發(fā)電用增速器中，輸入內(nèi)齒圈和輸出內(nèi)齒圈連接組成為一個剛性體的懸浮輪內(nèi)齒圈。

實際工作中，當風力發(fā)電機或水輪機的葉片在吸收了風能或水能轉(zhuǎn)動時，其能量通過輸入軸和行星架帶動輸入行星輪運轉(zhuǎn)，由于輸入行星輪運轉(zhuǎn)的同時帶動輸入內(nèi)齒圈和一級太陽輪運轉(zhuǎn)，而一級太陽輪和二級太陽輪由通過一個剛性軸相連接，所以一級太陽輪和二級太陽輪同步運轉(zhuǎn)；再由于輸入內(nèi)齒圈和輸出內(nèi)齒圈組成了一個剛性體懸浮輪內(nèi)齒圈，所以輸入內(nèi)齒圈和輸出內(nèi)齒圈同步運轉(zhuǎn)，而輸出內(nèi)齒圈還通過后行星輪帶動二級太陽輪運轉(zhuǎn)，所以整個增速器會按照設(shè)計要求使連通至發(fā)電機的輸出軸達到設(shè)計轉(zhuǎn)速，進而帶動發(fā)電機組工作。

本發(fā)明所述風力、水力發(fā)電用增速器最大的特點是增速器內(nèi)部所有的齒輪強度差別很小，各齒輪中齒面負載基本相同，以采用該結(jié)構(gòu)的1663KW的風力發(fā)電機為例：在輸入軸和行星架承受力約794KN的強大扭矩時，一級太陽輪和二級太陽輪、輸入行星輪和輸出行星輪以及懸浮輪內(nèi)齒圈上的所有齒輪(齒圈)的承受力均約為11.3KN，僅是輸入扭矩的1/70，所以本發(fā)明的提出解決了目前本領(lǐng)域的風力、水力產(chǎn)業(yè)中齒輪傳動系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題，使得大型增速器齒輪箱使用的可靠性及使用壽命都得到了大幅的提升。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各數(shù)字標號的名稱分別是：1.風力或水力葉輪，2.輸入軸，3.行星架，4.輸入行星輪，5.懸浮輪內(nèi)齒圈，6.一級太陽輪，7.二級太陽輪，8.剛性軸，9.后行星輪，10.輸入內(nèi)齒圈，11.輸出內(nèi)齒圈，12.輸出軸，13.發(fā)動機。

具體實施方式

參見附圖，本發(fā)明所述的風力、水力發(fā)電用增速器由風力或水力葉輪1、輸入軸2、行星架3、輸入行星輪4、一級太陽輪6、二級太陽輪7、后行星輪9、輸入內(nèi)齒圈10、輸出內(nèi)齒圈11及輸出軸12等部分組成。輸入內(nèi)齒圈10和輸出內(nèi)齒圈11相聯(lián)接組成為一個剛性的懸浮輪內(nèi)齒圈5，輸入軸2的一端接在風力或水力葉輪1的輪心上，另一端通過行星架3與輸入行星輪4的輪心剛性連接。一級太陽輪6通過輸入行星輪4與輸入內(nèi)齒圈10傳動連接，二級太陽輪7通過后行星輪9與輸出內(nèi)齒圈11傳動連接，一級太陽輪6的輪心和二級太陽輪7的輪心通過剛性軸8相連接，在二級太陽輪7的輪心上裝有連通至發(fā)電機13的輸出軸12。

該風力、水力發(fā)電用增速器的工作原理是：當風力或水力葉輪1吸收了風能或水能轉(zhuǎn)動時，其能量通過輸入軸2和行星架3帶動輸入行星齒輪4運轉(zhuǎn)，由于輸入行星輪4運轉(zhuǎn)的同時帶動輸入內(nèi)齒圈10和一級太陽輪6運轉(zhuǎn)，而一級太陽輪6和二級太陽輪7的輪心又通過剛性軸8相互連接，所以一級太陽輪6和二級太陽輪7同步運轉(zhuǎn)；又由于輸入內(nèi)齒圈10和輸出內(nèi)齒圈11組成一個剛性體懸浮輪內(nèi)齒圈5，所以輸入內(nèi)齒圈10和輸出內(nèi)齒圈11也同步運轉(zhuǎn)，另外輸出內(nèi)齒圈11通過后行星輪9帶動二級太陽輪7運轉(zhuǎn)，所以在懸浮輪內(nèi)齒圈5和后行星輪9的作用下，整個增速器會按照設(shè)計要求使輸出軸12達到設(shè)計轉(zhuǎn)速，以帶動發(fā)電機13工作。