CN101261046B - 一种太阳能定日镜传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的太阳能定日镜传动装置包括：上下箱体组件；旋转机构：将上下箱体组件连接成一体，其中包括与下箱体组件中的下蜗轮轴配合连接的、设置在上箱体组件中上箱体底面中心的花键槽，下蜗轮轴通过花键槽带动上箱体组件运动。此外，在上箱体组件中的上蜗杆轴与下箱体组件中的下蜗轮轴的两侧轴端还设置有一间隙微调结构，其包括：一端部轴承：安装在上蜗杆轴或下蜗轮轴的端部；一透盖：与上箱体或下箱体固定在一起，内圈加工有螺纹；一螺套：设置在透盖内，外部设置有与透盖内圈的螺纹相配合的螺纹，螺套压紧端部轴承。本发明的太阳能定日镜传动装置不仅传动形式简单，传动效率高，可维护性好，并且使用寿命长，制造和维护成本低。

Description

一种太阳能定日镜传动装置

技术领域

本发明涉及一种传动装置，特别涉及一种应用于塔式太阳能定日镜的太阳能定日镜传动装置。

背景技术

定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动机构及其控制系统等组成的聚光装置，用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器内，是塔式太阳能热发电站的主要装置之一。传动机构在定日镜系统中负责定日镜的运动和定位功能，它的性能直接决定了定日镜的工作效率，从而影响整个系统的发电效率。因此，定日镜传动机构是太阳能发电系统的关键部分。

传动系统选择的主要依据是：消耗功率最小、跟踪精确性好、制造成本最低、能满足沙漠环境要求、具有模块化生产可能性，密封符合美国IP54标准等。定日镜的传动方式多采用齿轮传动、液压传动或两者相结合的方式。由于平面镜位置的微小变化都将造成反射光在较大范围的明显偏差，因此目前采用的多是无间隙齿轮传动或液压传动机构。液压传动组成元件很多，包括油泵、油缸、控制阀及各种管路，因此系统所需要的空间很大。液压系统对维护的要求高，工作油要始终保持清洁，传动系统的效率较低，最高效率约为70％，且对油温变化较敏感，不宜在很高货很低的温度下工作，工作稳定性差，不能满足全天候工作的要求。无间隙齿轮传动结构由于单级传动比较小，一般小于5，因此对于大的输出载荷需要多级传动，增加了零件数量和结构尺寸，从而制造成本高，传动效率降低，在大面积和大质量的定日镜传动中无法使用。因此，液压传动和无间隙齿轮传动都不适合在大面积定日镜系统中的规模化制造和普及。为克服液压传动机构工作稳定性差的缺点和无间隙齿轮传动实现大负载输出的困难，本发明的发明人提出，在太阳能定日镜传动装置中，选择环面二次包络蜗杆传动形式，这样，能够实现基本不受环境影响，能够全天候工作，传动效率高，输出负载大，使用寿命长，维护简单方便。

定日镜传动装置通常为分体形式，即由分立的上下箱体构成，所述上下箱体分别控制定日镜的运动和定位。本发明的发明人拟将分立的上下箱体结合为一个整体，并采用上述的环面二次包络蜗杆传动的形式。在这样的结构中，如何实现上下箱体之间的相对运动，尤其是相对转动，是本领域技术人员需要解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能定日镜传动装置，其可以实现上下箱体之间的相对运动。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，一种太阳能定日镜传动装置，包括：上箱体组件：与定日镜镜架连接；下箱体组件：连接谐波减速器及电机，所述下箱体组件的输出轴与所述上箱体组件的输出轴连接；以及旋转机构：将所述上箱体组件和下箱体组件连接成一体，其中，所述旋转机构包括设置在所述上箱体组件中上箱体底面中心的花键槽，所述花键槽与所述下箱体组件中的下蜗轮轴配合连接，下蜗轮轴通过所述花键槽带动上箱体组件运动。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中在所述下箱体组件中的轴承支撑板的上表面安装有推力球轴承，所述推力球轴承由所述上箱体的底面压紧，所述上箱体组件和下箱体组件通过所述推力球轴承实现相对运动。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中在花键配合部分压有盖板，所述盖板上方设置有自锁螺母，以防止下蜗轮轴因冲击产生轴向窜动。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中所述旋转机构处设有加强筋。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中所述旋转机构外圈安装有防尘罩。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中所述上箱体组件、下箱体组件均由钢材料加工制造。

根据本发明的另一个方面，一种太阳能定日镜传动装置，包括：上箱体组件：与定日镜镜架连接；下箱体组件：连接谐波减速器及电机，所述下箱体组件的输出轴与所述上箱体组件的输出轴连接，其中，在所述上箱体组件中的上蜗杆轴与所述下箱体组件中的下蜗轮轴的每一轴的两侧轴端都设置有一间隙微调结构，所述间隙微调结构包括：一端部轴承：安装在所述的上蜗杆轴或下蜗轮轴的端部；一透盖：与所述上箱体组件中的上箱体或所述下箱体组件中的下箱体固定在一起，所述透盖内圈加工有螺纹；以及一螺套：设置在所述透盖内，所述螺套的外部设置有与所述透盖内圈的螺纹相配合的螺纹，所述螺套压紧所述端部轴承。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中所述透盖外固定有一闷盖，以形成密封，所述闷盖与所述透盖均连接于所述上箱体或所述下箱体上。

优选的，上述的太阳能定日镜传动装置，其中所述透盖通过四个螺钉与上箱体或下箱体固定，所述透盖与闷盖以长螺钉固定，所述螺钉与长螺钉分布于同一中心圆上，采用米字形交叉结构布置。

本发明的有益效果主要体现在：

本发明的太阳能定日镜传动装置中，下蜗轮轴通过花键带动上箱体组件转动，这种传动形式简单，效率高，加工、安装方便，成本低廉。其中在花键配合部分压有盖板，所述盖板上方设置有自锁螺母，可防止下蜗轮轴因冲击产生轴向窜动。在上下箱体相对运动处加有加强筋，使箱体相对运动时有足够的水平刚度，保证了箱体运转的安全性和可靠性。旋转机构外圈安装有金属防尘罩，可有效防尘。上下箱体均由钢材料加工制造，结构和壁厚经过严格计算和优化，在满足最基本的强度刚度要求的前提下使得质量和体积最小。

另外，本发明的太阳能定日镜传动装置中，微调结构调节方便，大大节约了人力，降低了使用和维护成本。透盖外还设有闷盖，以形成密封。透盖通过四个螺钉与上箱体或下箱体固定，透盖与闷盖以长螺钉固定，所述螺钉与长螺钉分布于同一中心圆上，采用米字形交叉结构布置，既节约了空间，又达到了强度要求。

本发明的太阳能定日镜传动装置不仅传动形式简单，传动效率高，可维护性好，并且，其使用寿命长，制造和维护成本低。

附图说明

图1是本发明的太阳能定日镜传动装置的正视图；

图2是本发明的太阳能定日镜传动装置的左视图；

图3是本发明的太阳能定日镜传动装置的外形俯视图；

图4是旋转机构的结构图。

图5是间隙微调结构的结构示意图。

图6是上箱体底面中心的花键槽分布结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明进行进一步说明。

本发明以塔式太阳能100m²定日镜传动装置为例。

本发明的太阳能定日镜传动装置的整体结构如图1、2、3所示，其中图1是本发明的太阳能定日镜传动装置的正视图；图2是本发明的太阳能定日镜传动装置的左视图；图3是本发明的太阳能定日镜传动装置的外形俯视图。所述传动装置包括下箱体组件1、旋转机构2、上箱体组件4。其中上箱体组件4、下箱体组件1均由钢材料加工制造，结构和壁厚经过严格计算和优化，在满足最基本的强度刚度要求前提下使得质量和体积最小。上箱体组件4通过输出轴上的镜架连接器3与定日镜镜架连接，从而带动定日镜跟踪太阳运动。下箱体组件1连接谐波减速器及电机。上箱体组件4和下箱体组件1由旋转机构2连成一体，上箱体组件4的输出轴与下箱体组件1的输出轴(即下箱体组件1的下蜗轮轴46)连接。上箱体组件4和下箱体组件1装配结构独立，通过旋转机构2形成相对运动，其中下箱体组件1固定，上箱体组件4运动，相对运动处有两处各三道加强筋5，使箱体相对运动时有足够的水平刚度，保证了箱体运转的安全性和可靠性。

旋转机构2的结构如图4所示。下箱体轴承支撑板44与下箱体组件1通过均布螺钉42连成一体，同时起到压紧角接触球轴承45轴承外圈的作用，角接触球轴承45的内圈压紧在下箱体的下蜗轮轴46的轴肩上。推力球轴承43安装在下箱体轴承支撑板44的上表面，由上箱体40的底面压紧。上箱体组件4和下箱体组件1的相对运动通过推力球轴承43实现。上箱体40的底面中心开有花键槽30，用来与下蜗轮轴46上的键29配合连接。所述花键槽如图6中的30所示，其形状、尺寸与下蜗轮轴46以及键29相匹配，可与伸入其中的下蜗轮轴46紧密配合，形成传动结构。将下蜗轮轴46和上箱体40通过所述花键槽配合安装好后，在花键配合部分压上盖板34，拧紧自锁螺母33，形成固定。这样，下蜗轮轴46通过花键带动上箱体组件4转动，自锁螺母33防止了下蜗轮轴46因冲击产生轴向窜动。上蜗杆轴28通过一对球轴承35定位在上箱体40上，球轴承35两端有压板36、螺套37、闷盖38，用螺钉39固定在上箱体组件4上。旋转机构2外圈安装金属防尘罩41。上述结构中，下蜗轮轴46通过花键带动上箱体组件4转动，这种传动形式简单，效率高，加工、安装方便，成本低廉。

图5是传动装置的间隙微调结构。该结构在上箱体的上蜗杆轴28与下箱体的下蜗轮轴46的两侧轴端都有设计，结构原理相同，尺寸略有不同。此处以上箱体上蜗杆轴28的一侧轴端为例进行说明。安装时，在上蜗杆轴28和端部轴承14安装后，在端部轴承14的外圈压上盖板20，然后把透盖17顶在盖板20上，透盖17内圈加工有螺纹，此螺纹与螺套18外螺纹配合加工，将带有外螺纹的螺套18拧入透盖17中，使螺套18紧紧顶在盖板20上，从而压紧端部轴承14，达到轴向固定。透盖17通过四个螺钉16与上箱体40固定，透盖17外再加闷盖21以形成密封，以长螺钉22固定。闷盖21与透盖17同时连接于上箱体40上，螺钉16与长螺钉22分布于同一中心圆上，采用米字形交叉结构布置，既节约了空间，又达到了强度要求。由于在上蜗杆轴28的两侧轴端都设计有图5所示的结构，因而只要相应旋转两侧的螺套18，使一侧的螺套18对端部轴承14的压迫稍微松弛，另一侧的螺套18对端部轴承14的压迫更紧，便可以使上蜗杆轴28从压迫较紧的一侧向压迫较松的一侧微量位移，从而达到微调上蜗杆轴28的轴向位置的目的。同理，也可利用同样的结构来调节下蜗轮轴46的轴向位置。本微调结构调节方便，大大节约了人力，降低了使用和维护成本。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能定日镜传动装置，其特征在于，其包括：

上箱体组件：与定日镜镜架连接；

下箱体组件：连接谐波减速器及电机；以及

旋转机构：将所述上箱体组件和下箱体组件连接成一体，

其中，所述旋转机构包括设置在所述上箱体组件中上箱体底面中心的花键槽，所述花键槽与所述下箱体组件中的下蜗轮轴配合连接，下蜗轮轴通过所述花键槽带动上箱体组件运动。

2.根据权利要求1所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：其中在所述下箱体组件中的轴承支撑板的上表面安装有推力球轴承，所述推力球轴承由所述上箱体的底面压紧，所述上箱体组件和下箱体组件通过所述推力球轴承实现相对运动。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：其中在花键配合部分压有盖板，所述盖板上方设置有自锁螺母，以防止下蜗轮轴因冲击产生轴向窜动。

4.根据权利要求1所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：其中所述旋转机构处设有加强筋。

5.根据权利要求1所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：其中所述旋转机构外圈安装有防尘罩。

6.根据权利要求1所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：其中所述上箱体组件、下箱体组件均由钢材料加工制造。

7.根据权利要求1所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于在所述上箱体组件中的上蜗杆轴与所述下箱体组件中的下蜗轮轴的每一轴的两侧轴端都设置有一间隙微调结构，所述间隙微调结构包括：

一端部轴承：安装在所述的上蜗杆轴或下蜗轮轴的端部；

一透盖：与所述上箱体组件中的上箱体或所述下箱体组件中的下箱体固定在一起，所述透盖内圈加工有螺纹；以及

一螺套：设置在所述透盖内，所述螺套的外部设置有与所述透盖内圈的螺纹相配合的螺纹，所述螺套压紧所述端部轴承。

8.根据权利要求7所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：所述透盖外固定有一闷盖，以形成密封，所述闷盖与所述透盖均连接于所述上箱体或所述下箱体上。

9.根据权利要求8所述的太阳能定日镜传动装置，其特征在于：所述透盖通过四个螺钉与上箱体或下箱体固定，所述透盖与闷盖以长螺钉固定，所述螺钉与长螺钉分布于同一中心圆上，采用米字形交叉结构布置。

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