包括行星齿轮系统的风轮机技术方案

本发明专利技术涉及一种包括齿轮箱的风轮发电机，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统包括托架组件，其中所述托架组件包括支撑至少一个行星齿轮的托架，所述至少一个行星齿轮借助轴承能旋转地安装在轴上，其中所述轴固定在由所述托架限定的孔中。所述托架组件包括互锁装置以避免所述轴相对于所述孔的有角度移动。这提高了所述轴与所述托架的所述孔之间的联接的稳健性。

A wind turbine including a planetary gear system

The invention relates to a wind turbine generator, which comprises a gear box, the gear box comprises a planetary gear system, wherein the planetary gear system comprises a bracket assembly, wherein the bracket assembly includes a support bracket at least one of the planetary gear and the planetary gear by means of at least one bearing can be rotatably mounted on the shaft and wherein the shaft is fixed on the bracket defined by the hole. The bracket assembly includes a interlocking device to avoid angular movement of the shaft relative to the hole. This improves the robustness of the connection between the shaft and the hole of the bracket.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括行星齿轮系统的风轮机
本专利技术涉及包括行星齿轮系统的风轮发电机，并且更特别地，涉及用于行星齿轮系统的托架组件，在此托架组件中，至少一个行星齿轮可旋转地安装至位于固定轴上的托架。
技术介绍
风轮机通常包括具有被风驱动的大叶片的转子。叶片将风的动能转换成旋转机械能。此机械能通常驱动一个或者多个发电机以产生电力。因此，风轮机包括电力传输系统以将旋转机械能加工并转换成电能。常常需要将风轮机转子的旋转速度增大至发电机所需的速度。这由位于风轮机转子与发电机之间的齿轮箱实现。因此，齿轮箱形成电力传输系统的一部分并且将来自风轮机转子的低速、高转矩输入转换成用于发电机的低转矩、高速输出。齿轮箱通常包括一个或者多个行星齿轮系统，这些行星齿轮系统也被称作“周转”齿轮系统，并且这两个术语被认为是同义词。如公知的，行星齿轮系统包括齿圈、太阳齿轮以及托架组件，此托架组件包括多个可旋转地安装至托架的行星齿轮。在行星齿轮系统的一个一般构造中，各个行星齿轮可旋转地安装至固定轴或者销，固定轴或者销自身被接纳在限定于托架中的孔中。轴承插设在行星齿轮与轴之间并且允许行星齿轮的顺畅旋转。重要的是，轴不在其孔中旋转，从而轴通常借助螺纹接合或者借助过盈配合固定在孔中。组装之前，可由轴与孔的差异热负载实现过盈配合。使用中经受高负载的行星齿轮系统中公知轴与孔之间的这两种类型的联接技术。例如，行星齿轮系统或者行星齿轮“组”常用在大型电站级风轮发电机的齿轮箱中，由于行星齿轮系统相对的紧致性以及对于由风轮发电机的转子产生的高转矩负载的适合性而特别作为多级齿轮箱中的第一级。然而，高负载与由风轮发电机转矩并且由行星齿轮中观察到的振动特性引起的动态挠曲相结合可能造成与行星齿轮的轴与接纳这些轴的孔之间的联接有关的问题。例如，在借助螺栓固定在孔中的轴的情况下，螺栓容易遭受由高转矩负载与动态挠曲产生的剪力之害。这可能导致螺栓失效并且也导致对行星齿轮的继发性损害。另选地，在轴通过过盈配合接合在孔中的情况下，转矩负载可能导致轴在孔中有角度地移动，这可导致轴以及/或者孔的严重磨损或者摩擦磨蚀。以此为背景设计了本专利技术。
技术实现思路
在一方面中，本专利技术的实施方式提供了一种包括齿轮箱的风轮发电机，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统包括托架组件，其中所述托架组件包括支撑至少一个行星齿轮的托架，所述至少一个行星齿轮借助轴承能旋转地安装在轴上，其中所述轴固定在由托架限定的孔中；并且其中托架组件包括互锁装置以防止轴相对于孔的有角度移动。通过将轴互锁至托架的孔，防止轴在孔内有角度地移动从而避免过度磨损以及过早失效。在一个实施方式中，互锁装置包括互锁元件，此互锁元件在分别由托架以及轴限定的相邻表面的一部分上延伸，并且其中，在一个实施方式中，所述互锁元件被接纳在互补成形的凹口中，该凹口由被托架以及轴限定的相邻表面的所述一部分限定。在另一实施方式中，互锁元件可以安装至托架，其中互锁元件限定接合特征，此接合特征与由轴限定的互补特征互锁。互锁元件可以采取多种形式，但是在一个实施方式中，互锁元件在托架的一部分以及轴的一部分上延伸使得互锁元件将这两个部件有效锁定在一起以防止轴与孔之间的相对移动。互锁元件可以安装至托架，但是互锁元件也可以安装至轴。当安装至托架时，互锁元件的接合特征是其与轴重叠的重叠部分，其中轴的互补特征是限定在轴的端面中的凹口，此凹口匹配互锁元件的重叠部分。互锁元件可以是有弹性的，使得互锁元件遵循托架与轴之间的阶梯式过渡。以此方式，互锁元件也抑制轴的轴向移动以及有角度移动。在此情况下，互锁元件可以具有弹性层，此弹性层遵循托架与轴之间的阶梯式过渡。代替由单独的互锁元件提供的互锁装置，在另一实施方式中，互锁装置可以由轴的头部限定，此头部成形成与孔的互补成形部分互锁以防止轴相对于孔的有角度移动。尽管可以以多种方式设置互锁装置，但是在一个实施方式中，轴的头部成形成限定至少一个平坦部，并且其中孔的互补成形部分设置有平坦部以匹配轴的头部。尽管单个平坦部将足以起作用，但是头部可以限定另一形状，例如头部可以以多边形轮廓成形或者具有一个或者多个凸角以与由托架孔限定的互补的轮廓接合。在一个实施方式中，轴的头部包括紧固点，头部在此紧固点处结合至托架以抑制轴相对于孔沿轴的纵轴线的移动。附图说明为了更充分地理解本专利技术，现在将参照附图仅以实施例的方式描述本专利技术，在附图中：图1是包括托架组件的行星齿轮组的立体图；图2是沿图1中的延伸穿过托架组件的线A-A的剖面图；图3是图1中的托架组件的一部分的放大立体图，托架组件的此部分结合有根据本专利技术的一个实施方式的互锁装置；图4是图3中的托架组件的视图，但是移除了互锁装置；图5a是托架组件的一部分的放大立体图(类似于图3的立体图)，但是此图示出了根据另选实施方式的互锁装置；图5b是沿图5a中的线B-B的放大剖面图；图6是图1中的托架组件的一部分的放大立体图，但是此托架组件结合有根据另一实施方式的互锁装置；图7是托架组件的一部分的放大立体图(类似于图6的立体图)，但是示出了根据另一另选实施方式的互锁装置；图8a是图1中的托架组件的一部分的放大俯视图，此托架组件结合有根据另选实施方式的互锁装置；图8b是来自图8a的托架组件的行星齿轮销的立体图；图9示出了如从前面看到的大型现代化风轮机；以及图10示出了如从侧面看到的风轮机机舱。具体实施方式现在将参照图9与图10阐明用于实施如本文中描述的行星齿轮系统的示例性风轮机。图9示出风轮机101；此风轮机包括塔架102以及定位在塔架102的顶端上的风轮机机舱103。包括三个风轮机叶片105的风轮机转子104通过低速轴6连接至机舱103，低速轴6延伸出机舱103前面。图10示出了从侧面看到的风轮机机舱103的一个实施方式。现有技术中公知的传统风轮机101中的传动系通常包括借助低速轴6连接至齿轮箱107的转子104。在此实施方式中，转子104仅包括两个叶片105，这两个叶片借助摇摆机构108连接至低速轴6，但是在另一实施方式中，转子104可以包括另一数量的叶片105，例如三个叶片105，三个是现代风轮机101上最常用的叶片105的数量。在另一实施方式中，转子104也可以直接连接至齿轮箱107。齿轮箱107然后借助高速轴110连接至发电机109。由于机舱103中的有限空间并且为了使机舱103的重量最小化，最现代化的风轮机101中优选的齿轮箱107类型是周转齿轮箱，但是其他齿轮箱类型也是可行的，例如正齿轮箱、涡轮箱、斜齿轮箱或者不同变速器与齿轮箱107类型的组合中的一者或者多者。参照图1，行星齿轮系统2包括托架组件4、齿圈6以及包括轴10的太阳齿轮8。如图1中是行星齿轮系统2的分解视图，太阳齿轮8被示成与托架组件4隔开。但是，实际上，太阳齿轮8将定位在托架组件4的中心中。托架组件4包括托架12，此托架大体是环形形式并且此托架联接至输入轴14或者与输入轴14成一体。尽管未示出，但是输入轴14将连接至适当的驱动负载，并且类似地，太阳齿轮8的输出轴10将联接至适当的原动机。为了简化起见这里没示出所述负载与原动机两者。而且，注意，尽管术语“输入”与“输出”用于两个轴，但这仅是为了方便并且这不暗示相应轴的功能的限制。托架组件4形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括齿轮箱(107)的风轮发电机(101)，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统(2)，其中所述行星齿轮系统包括托架组件(4)，其中所述托架组件(4)包括支撑至少一个行星齿轮(16)的托架(12)，所述至少一个行星齿轮(16)借助轴承(26)能旋转地安装在轴(22)上，其中所述轴(22)固定在由所述托架(12)限定的孔(30)中；并且其中所述托架组件(4)包括互锁装置(22a；42)以防止所述轴(22)相对于所述孔(30)的有角度移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.16 DK PA2015701511.一种包括齿轮箱(107)的风轮发电机(101)，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统(2)，其中所述行星齿轮系统包括托架组件(4)，其中所述托架组件(4)包括支撑至少一个行星齿轮(16)的托架(12)，所述至少一个行星齿轮(16)借助轴承(26)能旋转地安装在轴(22)上，其中所述轴(22)固定在由所述托架(12)限定的孔(30)中；并且其中所述托架组件(4)包括互锁装置(22a；42)以防止所述轴(22)相对于所述孔(30)的有角度移动。2.根据权利要求1所述的风轮发电机，其中，所述互锁装置包括互锁元件(42)，此互锁元件在由所述托架(12)以及所述轴(22)限定的相邻表面(45；46)的一部分上延伸。3.根据权利要求2所述的风轮发电机，其中，所述互锁元件(42)被接纳在互补成形的凹口(44)中，所述凹口(44)由被所述托架以及所述轴限定的所述相邻表面的所述一部分限定。4.根据权利要求1所述的风轮发电机，其中，所述互锁装置包括与所述托架(12)相关联的互锁元件(42)；其中，所述互锁元件限定接合特征(42a)，此接合特征与由所述轴限定的互补特征(44a)互锁。5.根据权利要求4所述的风轮发电机，其中，所述接合特征(42a)是所述互锁元件的与由所述轴(22)限定的端面(46)重叠的重叠部分；并且其中，所述轴的所述互补特征是限定在所述轴的所述端面(46)中的凹口(44)，此凹口匹配所述互锁元件的所述重叠部分。6.根据权利要求2至5所述的风轮发电机，其中，所述互锁元件(42)是有弹性的，使得所述互锁元件(42)遵循所述托架与所述轴之间的阶梯式过渡(49)。7.根据权利要求6所述的风轮发电机，其中，所述互锁元件具有弹性层(52)，此弹性层遵...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP·荣恩，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK