CN108291628A - 用于行星传动装置的传动级的行星架以及预紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于行星传动装置的传动级的行星架(11)，行星架(11)包括至少一个抗相对转动地支承在行星架(11)中的行星销(12)以及成对支承在行星销(12)上的圆锥滚子轴承(13、14)，行星轮支承在这些圆锥滚子轴承上，其中，行星销(12)借助包括螺柱(25、26)和螺母(31、32)的螺柱连接部紧固在行星架(11)上，并且圆锥滚子轴承(13、14)借助在行星架(11)与行星销(12)之间的螺柱连接部彼此张紧并且轴向预紧。

Description

用于行星传动装置的传动级的行星架以及预紧方法

技术领域

本发明涉及一种用于行星传动装置的传动级的行星架，尤其是用于风力和工业机组使用的带有预紧的滚动轴承的多级行星传动装置的行星架。

背景技术

这类行星传动装置适用于传递数兆瓦范围内的功率，其中，驱动轴的缓慢的转动运动被转换成从动轴的快速的转动运动。行星传动装置可以在至少一个行星销上具有用于以能转动的方式支承行星轮的轴承装置。轴承装置可以包括至少两个布置在行星轮与行星销之间的滚动轴承，例如圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承，其中，至少两个滚动轴承分别具有内圈，并且可选地具有外圈。内圈可以抗相对转动地与行星销连接，并且外圈抗相对转动地与行星轮连接，由此，能够实现行星轮在行星传动装置内的转动支承。

已知的是，带有成对的圆锥滚子轴承的轴承装置通过盖结构和六角螺栓预紧。此外已知的是，带有圆柱滚子轴承的轴承装置通过六角螺栓预紧，以便尤其是确保行星传动装置的无打滑的运行。然而，在此典型地使用的转动的拧紧方法与在螺栓头底面下的摩擦力矩的比较大的分散相关联地可能导致不精确的预紧力。此外，在这种预紧的情况下通常存在比较小的螺栓夹紧长度，由此存在预紧松开以及不能稳健地抵抗行星架的扭转形变的风险。

带有其滚动轴承的轴承装置是非常敏感的机器元件，其中，应当非常精确地调整并且持久地维持轴承预紧，以便确保行星传动装置在其需要的寿命期间的可靠性。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种开头所提到的类型的行星架，其具备带有精确调整且持久的预紧力的轴承装置。

该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求、随后的说明书以及附图的主题。

用于行星传动装置的传动级的行星架包括至少一个抗相对转动地支承在行星架中的行星销以及成对支承在行星销上的圆锥滚子轴承，行星轮支承在圆锥滚子轴承上。行星销借助包括螺柱和螺母的螺柱连接部紧固在行星架上，并且圆锥滚子轴承借助在行星架与行星销之间的螺柱连接部彼此张紧，从而使圆锥滚子轴承轴向预紧。替代一个螺柱连接部地，还可以以上面和下面描述的方式设置两个或多个螺柱连接部。

换言之，提出了圆锥滚子轴承装置在行星销上的预紧，其中，预紧可以同时导致将行星销紧固在行星架的容纳孔中。圆锥滚子轴承在此优选以O形布置相对彼此定位，并且共同形成了轴承装置，其中，圆锥滚子轴承尤其是可以在行星销的外周面上彼此轴向间隔地布置，为此可以设置定位在圆锥滚子轴承之间的中间圈。

螺柱可以具有拧入端部和螺母端部。拧入端部可以具有外螺纹，拧入端部借助该外螺纹拧到行星架的例如呈带有内螺纹的盲孔形式的螺纹孔中。螺母端部同样可以具有外螺纹，具有内螺纹的螺母可以借助该外螺纹拧到螺柱的螺母端部上，并且可以例如借助垫圈相对于行星销拧紧。以这种方式可以将行星销紧固在行星架上。在拧入端部的一侧上，行星架可以构造成针对其中一个圆锥滚子轴承的轴向支座，并且行星销可以在螺母的一侧上具有径向的凸起部，其贴靠在圆锥滚子轴承的其中一个端侧上，并且在拧紧螺母时对该端侧施加压力，从而圆锥滚子轴承在行星架的轴向支座与行星销的径向的凸起部之间轴向张紧，并且由此轴向预紧。

根据本发明的行星架利用其螺柱连接部能够实现将精确且持久的预紧力施加到圆锥滚子轴承上，预紧力既不会过小，过小的预紧力由于行星架的可能的形变会导致轴承打滑和不利的负荷分布，预紧力也不会过大，过大的预紧力会导致过强的预紧以及与之相伴的轴承装置的过载，这可能对轴承装置的寿命产生不利影响。螺柱连接部可以补偿由于行星架的形变附加地引入到其中的拉伸，这是因为螺柱连接部可以具有特别大的夹紧长度比螺柱连接部的特征因此在于特别高的鲁棒性。

根据一种实施方式设置的是，贯通孔沿行星销的纵向方向贯穿行星销，其中，螺柱在贯通孔内与行星销间隔开地延伸。因此可以避免在螺柱与贯通孔之间碰触时的磨损和静态不确定的状态。

根据另一实施方式设置的是，螺母具有定心元件，其在行星销的下沉部中定向。通过定心元件的定向，还可以使螺柱相对于行星销或其贯通孔定向，尤其是定心，从而特别可靠地避免了在由负载导致的行星架形变、由装配导致的在贯通孔和螺柱彼此间的轻微扭转的理想定位或者由制造导致的定位和位置偏差(这可以导致非限定的应变并且因此导致螺柱连接部的磨损和故障)的情况下螺柱与贯通孔之间的碰触。

在本文中，在定心元件由定心止口、定心凸起部、定心套筒或定心凸肩形成时，得到了特别良好的结果。

还可以有利地设置的是，螺母具有整合的垫圈。在本文中“整合”意味着的是，螺母和垫圈一件式地彼此连接。这促进了细微运动和磨损的最小化。此外，垫圈可以特别优选地以小的间隙贴靠在行星销的匹配的下沉部中，由此可以将螺柱定向或定心。

根据另一实施方式设置的是，位置固定元件相对于行星销的纵轴线偏心地布置在行星销和行星架中。位置固定元件可以在行星销的那一侧上尤其是与行星销的中心点间隔开地布置，例如插入在行星销的端侧中，其中，定心元件的纵轴线与行星销的纵轴线平行地延伸。在行星架的那一侧上，位置固定元件可以布置、尤其是插入到行星架的面对端侧的贴靠面中。备选地还可以设置的是，在行星销的周向上布置有凸肩，例如偏心件或多边形件，它们可以嵌入到行星架中的相对应的凹陷部中。位置固定元件能够以这种方式实现行星销在行星架内、例如在行星架的至少一个行星销孔内的旋转的位置确定，并且能够防止行星销在行星架内围绕其自身的纵轴线转动。

换言之，通过位置固定元件(例如形式为固定销)，可以在行星销的自由侧上在螺柱上提供螺柱在行星销中无碰触地引导、在行星销和行星架以及螺母的匹配的容纳孔中无碰触地引导，该螺母带有例如形式为定心止口的固定元件。

在本文中，在另外的定心元件通过圆柱销、圆锥销或夹紧套筒形成时，得到了特别良好的结果。

根据本发明的行星传动装置包括前面描述的根据本发明的行星架。根据本发明的风力发电机组包括前述的根据本发明的行星传动装置。

根据本发明的用于在前面描述的根据本发明的行星架中预紧成对的圆锥滚子轴承的方法的特征在于，螺母通过液压拧紧方法拧紧。由此能够实现装配预紧力的特别小的分散，并由此实现其特别精确的调整。

附图说明

以下结合附图详细阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示出带有行星传动装置的风力发电机组的上部部分的示意性的侧视图；

图2示出穿过用于使用在根据图1的风力发电机组中的行星传动装置中的根据本发明的行星架的实施例的一部分的纵剖图；

图3示出根据图2的行星架的行星销的放大的细节图；并且

图4在另一剖切角度下示出根据图2的行星架的纵剖图。

具体实施方式

图1示出风力发电机组1，其带有未示出的转子的毂2。风力发电机组1包括呈周转轮系传动装置或行星传动装置3形式的多级发电机传动装置，其带有第一传动级4和第二传动级5。行星传动装置3的第一传动级4经由未进一步示出的行星架的抗相对转动地与毂2连接的旋转的凸肩6由毂2驱动。带有滑环单元8的发电机7在行星传动装置3的与毂2相反的那一侧上由行星传动装置3驱动，该行星传动装置与发电机7一起经由偏航轴承9支承在风力发电机组1的塔10上。

图2至4分别示出了行星传动装置(例如根据图1的行星传动装置3)的传动级的行星架11的一部分。行星架11包括行星销12，在该行星销上布置有两个圆锥滚子轴承13、14。圆锥滚子轴承13、14彼此间具有O形布置，并且分别包括内圈15、16、外圈17、18以及布置于它们之间的多个围绕周向分布的锥形的滚动体19。圆锥滚子轴承13、14的外圈17、18贴靠在行星轮20的内侧上并且与之抗相对转动地连接。备选地也可以设置的是，圆锥滚子轴承13、14没有外圈17、18，并且取而代之的是滚动体19直接支承在行星轮20中。圆锥滚子轴承13、14的内圈15、16贴靠在行星销12的外侧上并且与之抗相对转动地连接。

直径相同的第一贯通孔21和第二贯通孔22轴向地贯穿行星销12，即平行于行星销的纵轴线L地贯穿行星销，并且将行星销12的彼此背对的端侧相互连接。行星架11内的直径相同的两个螺纹孔23、24中的一个螺纹孔分别直接联接至其中一个贯通孔21或22，其中，螺纹孔23、24的直径略小于贯通孔21、22的直径。直径相同的两个螺柱25、26中各有一个螺柱穿过贯通孔21、22，其中，螺柱25、26在贯通孔21、22的区域中的直径小于贯通孔21、22的直径。备选地还可以设置的是，布置带有上述特性的唯一的贯通孔、唯一的螺柱和唯一的螺纹孔。

螺柱25、26分别具有带外螺纹的拧入端部27、28，借助拧入端部将螺柱拧到与之匹配的螺纹孔23、24中。背对拧入端部地，螺柱25、26分别具备带有外螺纹的螺母端部29、30。各一个螺母31、32借助与螺母端部29、30的外螺纹匹配的内螺纹在螺柱的螺母端部29、30的区域中拧到其中一个螺柱25、26上。

螺母31、32分别具有整合的垫圈33、34，其还形成各自的螺母31、32的定心止口形式的定心元件。垫圈33、34或定心止口分别贴靠在行星销12的匹配的下沉部35中，垫圈或定心止口由此定向。通过这种定向，同时进行螺柱25、26在贯通孔21、22内的定心，由此能够可靠地避免螺柱25、26与贯通孔21、22之间的接触。通过液压拧紧方法将螺母31、32拧紧。由此，行星销12的径向的凸起部35在轴向方向上挤压到相应的圆锥滚子轴承14的通过图2和图4右方示出的内圈16的端侧的内部部分上，并且因此使圆锥滚子轴承13、14预紧。

如由图4可见的那样，轴向延伸的第一定位孔37从行星销12的在图4的左侧示出的端侧出发。行星架11具有第二定位孔38，其直接联接至第一定位孔37、在其高度上延伸并且具有与第一定位孔37相同的直径。柱状的定位销39形式的位置固定元件首先部分地插入到第二定位孔38中。随后，行星销12通过其第一定位孔37插入到定位销39的从行星架11凸出的部分上，并且因此实现行星销11相对于行星架13的旋转定向。备选地还可以设置的是，定位孔37、38具有略微不同的直径，以便确保特别简单的装配。

附图标记列表

1 风力发电机组

2 毂

3 行星传动装置

4 第一传动级

5 第二传动级

6 凸肩

7 发电机

8 滑环单元

9 偏航轴承

10 塔

11 行星架

12 行星销

13、14 圆锥滚子轴承

15、16 内圈

17、18 外圈

19 滚动体

20 行星轮

21、22 贯通孔

23、24 螺纹孔

25、26 螺柱

27、28 拧入端部

29、30 螺母端部

31、32 螺母

33、34 垫圈/定心止口

35 下沉部

36 径向的凸起部

37 第一定位孔

38 第二定位孔

39 定位销

Claims (10)

1.用于行星传动装置(3)的传动级(4、5)的行星架(11)，所述行星架(11)包括至少一个抗相对转动地支承在所述行星架(11)中的行星销(12)以及成对支承在所述行星销(12)上的圆锥滚子轴承(13、14)，行星轮(20)支承在所述圆锥滚子轴承上，其中，所述行星销(12)借助包括螺柱(25、26)和螺母(31、32)的螺柱连接部紧固在所述行星架(11)上，并且所述圆锥滚子轴承(13、14)借助在所述行星架(11)与所述行星销(12)之间的螺柱连接部彼此张紧并且轴向预紧。

2.根据权利要求1所述的行星架(11)，其特征在于，贯通孔(21、22)沿行星销的纵向方向(L)贯穿所述行星销(12)，其中，所述螺柱(25、26)在所述贯通孔(21、22)内与行星销(12)间隔开地延伸。

3.根据权利要求1或2所述的行星架(11)，其特征在于，所述螺母(31、32)具有定心元件(33、34)，所述定心元件在所述行星销(12)的下沉部(35)中定向。

4.根据权利要求3所述的行星架(11)，其特征在于，所述定心元件(33、34)由定心止口(33、34)、定心凸起部、定心套筒或定心凸肩形成。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的行星架(11)，其特征在于，所述螺母(31、32)具有整合的垫圈(33、34)。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的行星架(11)，其特征在于，位置固定元件(39)相对于所述行星销(12)的纵轴线(L)偏心地布置在所述行星销(12)和所述行星架(11)中。

7.根据权利要求6所述的行星架(11)，其特征在于，所述位置固定元件(39)通过圆柱销(39)、圆锥销或夹紧套筒形成。

8.行星传动装置(3)，所述行星传动装置带有根据前述权利要求中任意一项所述的行星架(11)。

9.风力发电机组(1)，所述风力发电机组带有根据权利要求8所述的行星传动装置(3)。

10.用于将成对的圆锥滚子轴承(13、14)在根据前述权利要求中任意一项所述的行星架(11)中预紧的方法，其特征在于，螺母(31、32)通过液压拧紧方法拧紧。