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CN101825059A - 风力发电三片摆线单级变桨减速器 - Google Patents

风力发电三片摆线单级变桨减速器 Download PDF

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CN101825059A
CN101825059A CN201010174471A CN201010174471A CN101825059A CN 101825059 A CN101825059 A CN 101825059A CN 201010174471 A CN201010174471 A CN 201010174471A CN 201010174471 A CN201010174471 A CN 201010174471A CN 101825059 A CN101825059 A CN 101825059A
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吴声震
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

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Abstract

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片摆线单级变桨减速器。其特征在于：(1)前机座依次与针齿壳、机座联接一体；(2)输入轴用轴承支承在前机座内孔，轴伸端联接偏心轴承；(3)输出轴用轴承支承在机座内孔；(4)针齿销半埋在针齿壳的针销孔中，其埋入销孔深度以不从针齿壳销孔中滑出为准，传统简支结构针齿销改为半埋齿结构；(4)两摆线轮之间和柱销端部装有均载环变为简支结构，大大提高柱销的抗弯曲能力；(5)输出轴支承轴承之前装有车氏密封圈，严防漏油。有益效果：(1)本发明仅单级减速，结构紧凑、重量轻、维修方便、轴向尺寸短；(2)摆线轮齿及半埋齿针销不会断齿，因而比仅有三只行星轮的行星传动承载能力大；(3)现有摆线价格不到行星减速器的一半，因而制造成本低40-55％；(4)输出轴防漏油密封使用寿命长。

Description

风力发电三片摆线单级变桨减速器
【技术领域】本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种风力发电三片摆线单级变桨减速器。
【背景技术】变桨减速器是用以改变桨叶迎风角度，使风力发电机组稳定运转。变桨减速器要求高可靠性：承载能力大不断齿及输出轴不漏油。目前主要进口日本三菱重工、意大利布莱维尼公司的产品及邦飞利707T。进口变桨减速器的主要问题是漏油。背景技术有二种：
(A)三级行星减速机：(1)南京高速齿轮公司“风力发电机偏航齿轮箱”(200410064931)；(2)重庆齿轮箱公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200720188097)；(3)天津减速机公司“用于风力发电的变桨齿轮减速机”(200720125070)；(4)重庆齿轮箱公司“带制动器的变桨减速器”(200820100450)；(5)杭州前进风电公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200920116858)；
三级行星的问题是：(a)低速级行星轮仅有三只，承载能力不高，因而轻量化程度较低；(b)由于现有橡胶油封(除车氏油封外)都不具备磨损后自动补偿，两道油封稍一磨损也会漏油；(c)结构复杂、另件多、维修困难；(d)轴向尺寸长、笨重、价格昂贵。
(B)锥齿轮+二级行星：泰隆公司(200910034525)的问题是：(a)仍是三级结构，锥齿减速比i1＝5(理论上应是i1≈3)取代行星不经济、外型尺寸大；(b)所述“支撑体与油封座接合面上设有端面密封油封”中端面密封油封是什麽？是机械密封？如是，这麽大机械油封价格非常高；是骨架橡胶油封？如是，其防漏油性能较差。
【发明内容】本发明目的在于提供一种比行星承载能力大、输出轴不漏油、轴向尺寸短、重量轻、维修方便及制造成本低的风力发电三片摆线单级变桨减速器。
三片式：是最新发展的摆线传动，大连交大齿轮专家对此作了长期的理论研究。主要优点：(1)承载能力增加50％；(2)改善转臂轴承；(3)针齿与柱销受力均衡，传动平稳。
三片式摆线传动比之渐开线行星传动其优点在于：(a)单级减速比大得多，可达100-150；(b)摆线轮弯曲强度极高，可以说永不断齿；(c)多齿啮合传动平稳、承载力高；(d)制造成本不到NGW行星的一半。缺点：(a)摆线传动的机械效率稍低于NGW行星传动，但对于小功率而言，这是小问题；(b)简支结构针齿销弯曲强度较低，因为针销的直径大小受短幅系数K1、针径系数K2与最大接触系数Ymax的制约。
【技术方案】本发明采用单级三片式摆线结构，其两大技术方案如下：
(A)提高摆线抗冲击力：(a)半埋齿结构，使针齿销具有很高的抗弯曲能力；(b)保证多齿啮合：对摆线轮进行正等距、负移距修形；用中慢走丝线切割工艺加工针齿销孔，相邻孔距偏差≤0.01-0.015；(c)在W机构中，用均载环使悬臂变为简支，提高了柱销的弯曲能力；
(B)有效防止漏油：输出轴上装置车氏密封圈。密封圈是由O型圈和薄唇齿型密封圈组成，具有磨损后自动弹性补偿功能、长寿命、低摩擦、无泄漏及耐-55℃低温等优异特性。
【有益效果】对照背景技术，特别是已取得专利权(200410064931)，其新颖性、创造性及实用性体现在：(1)单级减速比可达100-150，结构紧凑、重量轻、维修方便、轴向尺寸短；(2)摆线轮齿及半埋针销不会断，因而比仅有三只行星轮NGW传动承载能力大；(3)现有摆线价格不到行星减速器的一半，因而制造成本低40-55％；(4)输出轴防漏油密封使用寿命长。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：
由机座(1)、输出轴(3)及支承轴承(2)、相位角为120°的三片摆线轮(5)、偏心轴承(6)、针齿壳(8)、针齿销(13)、前机座(11)、输入轴(12)及W输出机构组成，W输出机构包括柱销(10)、柱套(7)与输出轴(3)，其中：
(A)前机座(11)依次与针齿壳(8)、机座(1)联接一体；
(B)输入轴(12)用轴承支承在前机座(11)内孔，轴伸端联接偏心轴承(6)；
(C)输出轴(3)用轴承(2)支承在机座(1)内孔；
(D)针齿销(13)半埋在针齿壳(8)上均布的针销孔中，其埋入销孔深度以不从针齿壳销孔中滑出为准，传统简支结构针齿销改为半埋齿结构，使针齿销具有很高的抗弯曲能力。
所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：两摆线轮(5)之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(5)等宽，传统悬臂柱销装上均载环后，变为简支结构，大大提高柱销的抗弯曲能力。
所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：低速级针齿壳(8)上的针齿销孔由线切割出连续曲线得到，销孔相邻距的偏差越小越好，线切割工艺能使销孔相邻距的偏差≤0.01-0.015，粗糙度为Ra0.5--0.8μm，切割精度为±0.005mm(相当于磨削)，针齿直径越小越好，这是任何其它机加工工艺所不能达到的加工效果，减速比可达100-150。
所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：输出轴(3)支承轴承(2)之前装有车氏密封圈(4)，严防漏油。车氏密封圈是由O型圈和薄唇齿型密封圈组成，具有自动弹性补偿、长寿命、低摩擦、无泄漏及耐-55℃低温等优异特性而广泛应于于航天、石油化工等领域(详见成大先“机械设计手册”卷2和车氏密封相关论文)。
实施例是对本发明的说明而不是限定，任何简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：
由机座(1)、输出轴(3)及支承轴承(2)、相位角为120°的三片摆线轮(5)、偏心轴承(6)、针齿壳(8)、针齿销(13)、前机座(11)、输入轴(12)及W输出机构组成，W输出机构包括柱销(10)、柱套(7)与输出轴(3)，其中：
(A)前机座(11)依次与针齿壳(8)、机座(1)联接一体；
(B)输入轴(12)用轴承支承在前机座(11)内孔，轴伸端联接偏心轴承(6)；
(C)输出轴(3)用轴承(2)支承在机座(1)内孔；
(D)针齿销(13)半埋在针齿壳(8)上均布的针销孔中。
2.根据权利要求1所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：两摆线轮(5)之间和柱销(10)端部装有均载环(7)，柱套(9)与摆线轮(5)等宽。
3.根据权利要求2所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：低速级针齿壳(8)上的针齿销孔由线切割机床割出连续曲线得到。
4.根据权利要求2或3所述的风力发电三片摆线单级变桨减速器，其特征在于：输出轴(3)支承轴承(2)之前装有车氏密封圈(4)。
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