组装或拆卸风力涡轮机的齿轮组件制造技术

一种组装或拆卸风力涡轮机(10)的齿轮组件(20)的方法，所述齿轮组件(20)包括第一斜齿轮(28)和第二斜齿轮(24)，第二斜齿轮(24)构造成与第一斜齿轮(28)能旋转地接合，所述方法包括传输控制信号以引起：第一斜齿轮(28)沿第一斜齿轮(28)的旋转轴线相对于第二斜齿轮(24)以轴向速度的轴向运动；以及第一斜齿轮(28)围绕第一斜齿轮(28)的旋转轴线相对于第二斜齿轮(24)以第一转速的旋转运动，其中，轴向速度和第一转速中的一个是预定速度，并且轴向速度和第一转速中的另一个是根据预定速度确定的，并且其中，控制信号引起第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动同时发生以使第一斜齿轮(28)和第二斜齿轮(24)接合或脱离。和第二斜齿轮(24)接合或脱离。和第二斜齿轮(24)接合或脱离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组装或拆卸风力涡轮机的齿轮组件


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机的齿轮组件的组装或拆卸，并且具体地涉及具有斜齿轮的齿轮组件的组装或拆卸。

技术介绍

[0002]用于发电的风力涡轮机在本领域中是公知的。风力涡轮机的尺寸和规模正变得越来越大从而增加它们的发电能力。典型的风力涡轮机具有支撑机舱的塔架、转子毂和连接到转子毂的多个转子叶片。
[0003]许多风力涡轮机包括变速箱，变速箱包括容纳在机舱中的齿轮组件。具体地，齿轮组件位于转子毂与风力涡轮机的发电机之间，并且齿轮组件用于将连接到转子和转子叶片的主轴的相对低的转速提高到连接到发电机的发电机轴的相对高的转速。
[0004]风力涡轮机的齿轮组件通常包括几个部件。例如，齿轮组件可包括一个或更多个行星齿轮装置，每个行星齿轮装置包括太阳轮、多个行星齿轮和齿圈，其中，这些齿轮是配置成彼此可旋转接合的斜齿轮。
[0005]齿轮组件可能需要“在塔架上”组装或拆卸，即当齿轮组件在位于风力涡轮机塔架的顶部的机舱中时。例如，齿轮组件的部件可能需要彼此接合或分离，以执行齿轮组件或风力涡轮机的其他部分的维护，或替换齿轮组件的某些部件。
[0006]通过移除某些齿轮部件而不从机舱移除整个变速箱组件，可以使用更小的起重机来执行移除，这进而可以降低执行维护的成本。然而，使某些齿轮部件(例如斜齿轮)彼此脱离需要精度以防止对部件造成损坏。例如，在不旋转一个齿轮的情况下将一个斜齿轮从另一个斜齿轮移除可能是困难的。对风力涡轮机中位于塔架上的相对较大、较重部件的这种精密控制需要由熟练的操作者使用起重机和/或工具来手动控制齿轮，所述起重机和/或工具仅设计成支承齿轮的重量。为了防止对齿轮造成损坏，这种手动操作通常包括操作者对齿轮进行小的交替旋转和平移调节，直到齿轮彼此分离，这可能是耗时的。
[0007]用于组装或拆卸风力涡轮机的位于塔架上的齿轮组件的已知方法和工具不提供必要的精密度、精确度和控制度。
[0008]本专利技术正是针对这一背景而提出的。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种组装或拆卸风力涡轮机的齿轮组件的方法，所述齿轮组件包括第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述第二斜齿轮构造成与所述第一斜齿轮能旋转地接合，所述方法包括传输控制信号以引起：所述第一斜齿轮沿所述第一斜齿轮的旋转轴线相对于所述第二斜齿轮以轴向速度的轴向运动；以及所述第一斜齿轮围绕所述第一斜齿轮的所述旋转轴线相对于所述第二斜齿轮以第一转速的旋转运动，其中，所述轴向速度和所述第一转速中的一个是预定速度，并且所述轴向速度和所述第一转速中的另一个是根据所述预定速度确定的，并且其中，所述控制信号使所述第一斜齿轮的轴向运动和旋转
运动同时发生，以使所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮接合或脱离。
[0010]可以控制转速和轴向速度，以使第一斜齿轮的相应轴向运动和旋转运动同时发生，从而以平滑、快速和受控的方式使第一斜齿轮和第二斜齿轮接合或脱离。这与已知的组装或拆卸齿轮组件的方法相反，已知的组装或拆卸齿轮组件的方法需要在分开的、连续的阶段中执行旋转运动和轴向运动。
[0011]控制信号可以被传输到第一致动器和第二致动器，这些致动器被配置成根据所述控制信号引起所述第一斜齿轮的相应轴向运动和旋转运动。控制信号可以根据预定义的组装或拆卸策略来控制致动器。每个致动器可以包括步进马达，例如无刷DC电动机，步进马达将整个旋转分成多个相等的步幅，这使得第一斜齿轮在旋转和轴向方向上的速度和相对位置能够被控制到高精确度。
[0012]所述第一转速可以是根据所述第一斜齿轮和/或所述第二斜齿轮的几何参数确定的。这样的几何参数限定了斜齿轮的螺旋角，从而使得第一斜齿轮的轴向运动和旋转运动能够得到控制，以避免在齿轮组件的组装或拆卸过程中接触第二斜齿轮。所述几何参数可以包括以下各项中的至少一项：齿宽度；螺旋角；倾斜角；以及节圆直径。
[0013]所述控制信号可以使所述第一斜齿轮的轴向运动和旋转运动基本上同时开始。可以控制各个致动器以使第一斜齿轮在轴向和旋转方向上瞬时和同时运动。
[0014]所述方法可以包括：提供升降工具，所述升降工具布置成与所述齿轮组件接合并且被控制成引起所述第一斜齿轮的轴向运动和旋转运动；以及在所述第一斜齿轮的轴向运动和旋转运动之前，传输控制信号以引起所述升降工具相对于所述第二斜齿轮的倾斜角的调节。控制升降工具的倾斜角并从而控制齿轮组件，这在组装或拆卸过程中方便地使第一斜齿轮和第二斜齿轮对准，从而防止损坏齿轮组件的螺旋特征。
[0015]所述方法可以包括：当组装所述齿轮组件时，在所述第一斜齿轮相对于所述第二斜齿轮轴向运动和旋转运动之前，使所述第一斜齿轮的槽与所述第二斜齿轮的齿对准。替代地，所述第二斜齿轮的槽可以与所述第二斜齿轮的齿对准。第一和第二斜齿轮的螺旋图案的这种初始未对准防止相应螺旋图案的齿彼此邻接，从而防止齿在组装过程中被损坏。
[0016]所述齿轮组件可以包括第三斜齿轮和第四斜齿轮，所述第四斜齿轮构造成与所述第三斜齿轮能旋转地接合，其中，所述方法包括传输所述控制信号以引起：所述第三斜齿轮沿所述第三斜齿轮的旋转轴线相对于所述第四斜齿轮以轴向速度的轴向运动；以及所述第三斜齿轮围绕所述第三斜齿轮的旋转轴线相对于所述第四斜齿轮以第三转速的旋转运动，所述第三转速是根据所述预定速度确定的，并且所述第三转速不同于所述第一转速，其中，所述控制信号使所述第三斜齿轮的轴向运动和旋转运动与所述第一斜齿轮的轴向运动和旋转运动同时发生，以使所述第三斜齿轮和所述第四斜齿轮接合或脱离。
[0017]有利地，该方法提供了同一齿轮组件内的两个齿轮组的平滑接合和/或脱离。特别地，第一斜齿轮和第三斜齿轮的转速(即第一转速和第二转速)以及轴向速度可以彼此独立地受到控制，以便提供齿轮组件的同时组装或拆卸。
[0018]在齿轮组件的可选示例性布置中，第一斜齿轮和第三斜齿轮可以布置成使得它们可以以不同的轴向速度平移。因此，应当理解，第一斜齿轮相对于第二斜齿轮的轴向速度可以不同于第三斜齿轮相对于第四斜齿轮限定的轴向速度。
[0019]所述齿轮组件可以包括行星架，所述行星架支撑所述第一斜齿轮并且联接至所述
第三斜齿轮，其中，所述方法包括传输所述控制信号以引起所述行星架的旋转运动，从而引起所述第三斜齿轮围绕其旋转轴线的旋转运动。根据该示例性布置，第三斜齿轮和第一斜齿轮布置在一起作为齿轮组件的单个可移除部分，使得第三斜齿轮的轴向速度与第一斜齿轮的轴向速度相同。
[0020]根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于组装或拆卸风力涡轮机的齿轮组件的控制器，所述齿轮组件包括第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述第二斜齿轮构造成用于与所述第一斜齿轮能旋转地接合，所述控制器被配置成：接收数据，所述数据表示所述第一斜齿轮沿所述第一斜齿轮的旋转轴线相对于所述第二斜齿轮的轴向速度和所述第一斜齿轮相对于所述第二斜齿轮的第一转速中的一个；根据所接收的数据确定所述轴向速度和所述第一转速中的另一个；以及传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组装或拆卸风力涡轮机(10)的齿轮组件(20)的方法，所述齿轮组件(20)包括第一斜齿轮(28)和第二斜齿轮(24)，所述第二斜齿轮(24)构造成与所述第一斜齿轮(28)能旋转地接合，所述方法包括传输控制信号以引起：所述第一斜齿轮(28)沿所述第一斜齿轮(28)的旋转轴线相对于所述第二斜齿轮(24)以轴向速度的轴向运动；以及所述第一斜齿轮(28)围绕所述第一斜齿轮(28)的所述旋转轴线相对于所述第二斜齿轮(24)以第一转速的旋转运动，其中，所述轴向速度和所述第一转速中的一个是预定速度，并且所述轴向速度和所述第一转速中的另一个是根据所述预定速度确定的，并且其中，所述控制信号使所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动同时发生，以使所述第一斜齿轮(28)和所述第二斜齿轮(24)接合或脱离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信号被传输到第一致动器(54)和第二致动器(78)，所述第一致动器(54)和所述第二致动器(78)被配置成根据所述控制信号引起所述第一斜齿轮(28)的相应轴向运动和旋转运动。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一转速是根据所述第一斜齿轮(28)和/或所述第二斜齿轮(24)的几何参数确定的。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述几何参数包括以下各项中的至少一项：齿宽度；螺旋角；倾斜角；以及节圆直径。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制信号使所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动基本上同时开始。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：提供升降工具(40)，所述升降工具(40)布置成与所述齿轮组件(20)接合并且被控制成引起所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动；以及在所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动之前，传输控制信号以引起所述升降工具(40)相对于所述第二斜齿轮的倾斜角的调节。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：当组装所述齿轮组件时，在所述第一斜齿轮相对于所述第二斜齿轮(24)的轴向运动和旋转运动之前，使所述第一斜齿轮(28)的槽与所述第二斜齿轮(24)的齿对准。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述齿轮组件(20)包括第三斜齿轮(32)和第四斜齿轮，所述第四斜齿轮构造成与所述第三斜齿轮(32)能旋转地接合，其中，所述方法包括传输所述控制信号以引起：所述第三斜齿轮(32)沿所述第三斜齿轮(32)的旋转轴线相对于所述第四斜齿轮以轴向速度的轴向运动；以及所述第三斜齿轮(32)围绕所述第三斜齿轮(32)的旋转轴线相对于所述第四斜齿轮以第三转速的旋转运动，所述第三转速是根据所述预定速度确定的，并且所述第三转速不同于所述第一转速，其中，所述控制信号使所述第三斜齿轮(32)的轴向运动和旋转运动与所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动同时发生，以使所述第三斜齿轮和所述第四斜齿轮接合或脱离。
9.根据权利要求8所述的方法，所述齿轮组件(20)包括行星架(30)，所述行星架(30)支撑所述第一斜齿轮(28)并联接到所述第三斜齿轮(32)，其中，所述方法包括传输所述控制信号以引起所述行星架的旋转运动，从而引起所述第三斜齿轮(32)围绕其旋转轴线的旋转运动。10.一种用于组装或拆卸风力涡轮机(10)的齿轮组件(20)的控制器，所述齿轮组件(20)包括第一斜齿轮(28)和第二斜齿轮(24)，所述第二斜齿轮(24)构造成与所述第一斜齿轮(28)能旋转地接合，所述控制器(100)被配置成：接收数据，所述数据表示所述第一斜齿轮(28)沿所述第一斜齿轮(28)的旋转轴线相对于所述第二斜齿轮(24)的轴向速度和所述第一斜齿轮(28)相对于所述第二斜齿轮(24)的第一转速中的一个；根据所接收的数据确定所述轴向速度和所述第一转速中的另一个；以及传输控制信号以引起所述第一斜齿轮(28)沿所述第一斜齿轮(28)的旋转轴线以所述轴向速度的轴向运动，并引起所述第一斜齿轮(28)围绕所述第一斜齿轮(28)的所述旋转轴线相对于所述第二斜齿轮(24)以所述第一转速的旋转运动，其中，所述控制信号被配置成使所述第一斜齿轮(28)的轴向运动和旋转运动同时发生，以使所述第一斜齿轮(28)和所述第二斜齿轮(24)接合或脱离。11.一种用于组装或拆卸风力涡轮机(10)的齿轮组件(20)的升降工具，所述齿轮组件包括第一斜齿轮(28)和第二斜齿轮(24)，所述第二斜齿轮(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
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：