本实用新型专利技术公开了一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，增速齿轮箱采用功率分流式结构，由前两级NGW行星轮系与第三级2K‑H差动轮系并行联接，随后再与平行轴轮系串联而成。输入功率在第一级行星架和第二级内齿圈处分流，在差动轮系的太阳轮处汇合后传递给平行轴轮系。本实用新型专利技术实现了输入功率分流、合流；在差动轮系的行星轮处引入轴承集成技术；采用了空心圆柱滚子和空心圆锥滚子轴承；在各级行星轮系中，均设有均载机构。本实用新型专利技术所述的功率分流式风电增速齿轮箱，可应用于5.5MW及以上大功率风电机组中，具有承载能力高、运行平稳、结构紧凑、服役寿命长等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱
本技术涉及一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，适用于大功率双馈式5.5MW及以上大功率风电机组。
技术介绍
风电增速箱是风力发电机组的核心部件，由于风力发电机组安装在高山、荒野、海滩、岛屿等风口处，经常受到无规律的变向、变负荷风力作用，另外由于强阵风的冲击，使得对风力发电机组的可靠性和使用寿命的要求比一般机械要高出许多。动力传动机构的先进与否，是决定风电增速箱性能的关键因素。国内外增速箱生产厂家均有不同的结构形式，常用的增速箱结构形式有三级平行轴的齿轮箱结构形式、一级行星两级平行轴的齿轮箱结构形式和二级行星一级平行轴的齿轮箱结构形式等。但是这些现有技术普遍存在着结构复杂、空间尺寸大、传动比受限、总成重量大等不足；还存在行星轮系齿轮载荷分配不均匀、微点蚀现象严重、轴承寿命短、润滑不充分等缺点。除此以外一些辅助部件例如轴承，其承载能力及寿命也与传动系统的稳定性息息相关，空心滚子轴承优点众多，在风电齿轮箱领域有着巨大的应用前景。
技术实现思路
本技术专利的目的就在于为了解决兆瓦级风电增速箱寿命短，承载能力不足，尺寸大等问题而提供一种风力发电增速箱设计。本技术专利通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，包括箱体，第一级NGW行星轮系，第二级NGW行星轮系，第三级2K-H差动轮系和平行轴轮系；前两级NGW行星轮系即第一级NGW行星轮系、第二级NGW行星轮系与第三级2K-H差动轮系并行联接，随后再与平行轴轮系串联而成的增速传动机构。第一级NGW行星轮系是由内齿圈、行星轮、装配式行星架、行星架连接件、轴承、太阳轮及其传动轴组成的单自由度轮系；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，是整台增速箱的动力输入端；内齿圈安装在箱体上固定不动；行星轮为惰轮，随着行星架公转，数量为3个；太阳轮作为第一级行星轮系的传动输出端。第二级NGW行星轮系是由内齿圈、行星轮、装配式行星架、轴承、太阳轮及太阳轮连接件组成的单自由度轮系；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，后臂安装在箱体上固定不动，为整台增速箱内部的主要支撑结构；内齿圈由第一级的连接件与第一级行星架相连，为第二级行星轮系的动力输入端；行星轮为定轴惰轮，数量为3个；太阳轮作为第二级行星轮系的传动输出端。第三级差动轮系由内齿圈、内齿圈连接件、集成行星齿轮、装配式行星架、行星架连接轴、太阳轮及太阳轮传动轴构成；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，行星架轴连接第三级行星架与第一级太阳轮进行连接，将第一级的动力传递到第三级；内齿圈由连接件与第二级太阳轮相连，将第二级的动力传递到第三级；两路输入的动力在第三级太阳轮处进行汇集，由太阳轮输出到第四级。第四级平行轴轮系由低速齿轮及其传动轴，高速齿轮及其传动轴组成，低速齿轮传动轴与第三级太阳轮传动轴相连，将动力传递到平行轴轮系低速齿轮；最终高速齿轮与低速齿轮相啮合，将动力由高速齿轮的传动轴传出。第一级的行星架与第二级内齿圈通过连接部件联接，构件之间采用螺栓联接，第一级行星架后端和第二级内齿圈处理成与连接件联接的法兰形式，形成整个增速箱的输入构件，第一级的行星架与第二级内齿圈前后两级行星轮系同时承担载荷，实现输入功率分流。第一级太阳轮通过花键传动轴与第三级行星架联接在一起，第二级太阳轮通过法兰连接件与第三级内齿圈联接在一起，形成级与级之间传动构件。第二级固定的行星架与轴承、支撑结构相联接，形成齿轮箱主要的固定支撑构件。第三级行星轮引入轴承全集成技术，集成一对圆锥滚子轴承，将外圈加工在齿轮内孔中，内圈加工在行星轮轴上，形成一个集成化的行星轮。轴承为圆锥、圆柱滚子轴承，均采用经过修型的空心滚子，用以降低边缘应力集中效应，提高疲劳寿命；能够用于5.5MW及以上大功率风电机组中。所述的增速传动机构中，各级内齿圈与各级行星轮相结合，各级行星轮与太阳轮相啮合。一级行星架在带动一级行星轮转动的同时，通过法兰带动二级内齿圈转动，由此功率被分成两路，其中第一级到第三级的传递：第一级太阳轮与其传动轴由渐开线花键联结，第一级太阳轮传动轴与连接轴由渐开线花键联结，连接轴与第三级行星架由渐开线花键联结；第二级到第三级的传递：第二级太阳轮与连接件法兰连接，连接件与第三级内齿圈法兰连接。第三级太阳轮与其传动轴由渐开线花键联结，第三级太阳轮传动轴与平行轴轮系低速齿轮传动轴由渐开线花键联结，传动轴由渐开线花键带动低速齿轮，低速齿轮与高速齿轮相啮合，高速齿轮通过渐开线花键带动输出轴，输出轴通过联轴器与风机的发电机相连，实现扭矩的传递。为了进一步延长第三级行星包使用寿命，所述三级行星轮采用轴承全集成技术，集成一对圆锥滚子轴承，行星架与所述三级全集成行星齿轮之间通过心轴连接固定。为了进一步提高前两级行星轮承载能力和可靠性，所述前两级行星轮轴承选用一对双列圆锥滚子轴承，使行星轮承载能力提升。因为轴承处在低速重载的工况寿命难以保障，为了进一步提高轴承的承载能力及寿命，设计中圆锥、圆柱滚子轴承均采用满装的空心度为60％且有一定凸度的空心滚子。这样的设计在一定程度上减轻了轴承重量，能较好的适应振动载荷，改善轴承系统的润滑冷却条件，而且使轴承具有了更高的回转精度、刚度和极限转速，滚子满装也提高了轴承的承载能力，进一步提升了轴承的服役寿命。本技术有益效果在于：该发电机用增速箱能有效降低冲击载荷对风电增速器的影响，降低齿轮箱和轴承收到的冲击载荷，提高其工作寿命和可靠性。附图说明图1为本技术的功率分流式齿轮箱传动原理机构简图；图2为本技术的功率分流式齿轮箱剖面结构示意图，其中，1为齿轮箱前盖，2为第一双列圆锥滚子轴承，3为一级行星架前臂，4为一级太阳轮，5为第一传动轴，6为第二双列圆锥滚子轴承，7为一级行星轮，8为第三双列圆锥滚子轴承，9为一级行星轮轴，10为一级行星架后臂，11为一级内齿圈，12为第一连接件，13为第二连接件，14为二级行星架前臂，15为二级内齿圈，16为二级行星轮，17为二级行星架后臂，18为二级行星轮轴，19为第四双列圆锥滚子轴承，20为第三连接件，21为第一双列圆柱滚子轴承，22为三级内齿圈一，23为三级行星轮，24为行星轮集成轴承，25为轴承滚子挡圈，26为第二双列圆柱滚子轴承，27为轴套1，28为第四级高速齿轮，29为输出轴，30为第五双列圆锥滚子轴承，31为透盖，32为后盖，33为第四级低速齿轮，34为盲盖，35为第六双列圆锥滚子轴承，36为四级低速齿轮传动轴，37为轴套2，38为圆柱滚子轴承，39为第七双列圆锥滚子轴承，40为第三传动轴，41为轴套3，42为圆锥滚子，43为四级安装板，44为三级箱体，45为三级太阳轮，46为第三级行星架后臂，47为三级内齿圈二，48为第四连接件，49为三级行星架前臂，50为第二传动轴，51为二级中心轮；图3为本技术的功率分流式齿轮箱120°剖切轴测图；图4为空心圆锥滚子轴承截面；图5为空心圆柱滚子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，其特征在于：包括箱体、第一级NGW行星轮系、第二级NGW行星轮系、第三级2K-H差动轮系、平行轴轮系，由前两级NGW行星轮系即第一级NGW行星轮系、第二级NGW行星轮系与第三级2K-H差动轮系并行联接，随后再与平行轴轮系串联而成的增速传动机构。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，其特征在于：包括箱体、第一级NGW行星轮系、第二级NGW行星轮系、第三级2K-H差动轮系、平行轴轮系，由前两级NGW行星轮系即第一级NGW行星轮系、第二级NGW行星轮系与第三级2K-H差动轮系并行联接，随后再与平行轴轮系串联而成的增速传动机构。
2.根据权利要求1所述的一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，其特征在于：第一级NGW行星轮系是由内齿圈、行星轮、装配式行星架、行星架连接件、轴承、太阳轮及其传动轴组成的单自由度轮系；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，是整台增速箱的动力输入端；内齿圈安装在箱体上固定不动；行星轮为惰轮，随着行星架公转，数量为3个；太阳轮作为第一级行星轮系的传动输出端。
3.根据权利要求1所述的一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，其特征在于：第二级NGW行星轮系是由内齿圈、行星轮、装配式行星架、轴承、太阳轮及太阳轮连接件组成的单自由度轮系；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，后臂安装在箱体上固定不动，为整台增速箱内部的主要支撑结构；内齿圈由第一级的连接件与第一级行星架相连，为第二级行星轮系的动力输入端；行星轮为定轴惰轮，数量为3个；太阳轮作为第二级行星轮系的传动输出端。
4.根据权利要求1所述的一种用于双馈式风电机组的增速齿轮箱，其特征在于：第三级差动轮系由内齿圈、内齿圈连接件、集成行星齿轮、装配式行星架、行星架连接轴、太阳轮及太阳轮传动轴构成；行星架为双臂分开式，由两臂装配而成，行星架轴连接第三级行星架与第一级太阳轮进行连接，将第一级的动力传递到第三级；内齿圈由连接件与第二级太阳轮相连，将第二级的动力传递到第三级；两路输入的动力在第三级太阳轮处进...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊恒明，张洪伟，李进，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。