风电机组的主传动系统和风电机组技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风电机组的主传动系统和风电机组，该主传动系统包括过渡法兰和齿轮箱，过渡法兰包括与叶轮连接的上风侧法兰结构和与齿轮箱的输入端连接的下风侧法兰结构，齿轮箱的输出端与发电机连接，齿轮箱包括箱体、一级行星齿系结构和主轴承，一级行星齿系结构和主轴承均设置在箱体内，主轴承的外圈与箱体连接，主轴承的内圈与一级行星齿系结构的行星架的上风侧连接，主轴承为三排圆柱滚子轴承。本实用新型专利技术将主轴承内置于齿轮箱，取消了传统风电机组的主轴，使得风电机组主传动系统轴向尺寸小，结构更紧凑，重量更轻；同时解决了大功率风电机组主轴变形对齿轮箱齿形啮合的影响，提高了齿轮箱的承载能力和寿命。提高了齿轮箱的承载能力和寿命。提高了齿轮箱的承载能力和寿命。

【技术实现步骤摘要】
风电机组的主传动系统和风电机组


[0001]本技术涉及风力发电
，具体而言涉及一种风电机组的主传动系统和风电机组。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组单机容量的不断增长，风机风轮直径越来越大。长叶片、高塔筒由于良好的经济性已成为发展的主流。由于叶片越来越长同时单机功率也来越大，风电机组主轴承载荷越来越大，要求也越来越高。同时，风电机组主轴承与齿轮箱作为风电机组传动链最关键的部件，可靠性要求非常高，常规的风电机组主传动系统针对主轴承与齿轮箱的设计越来越难以满足大功率机组匹配设计，设计一种新型可靠大承载能力的主传动系统对于大功率风电机组的设计应用具有重要的意义。
[0003]为了满足长叶片大功率风电机组对主轴承和齿轮箱传动系统的要求，目前主要的方案有以下几种：第一种方案是采用传统风电齿轮箱，匹配主轴和两个单列圆锥主轴承，齿轮箱一级齿圈带有支撑轴承，这种方案系统成本高，对单列圆锥轴承配对设计游隙与运行游隙要求很高，安装困难，轴承使用寿命受使用环境影响很大，不能保证。第二种方案，紧凑型结构，两个单列圆锥主轴承支撑主轴，主轴与齿轮箱刚性直接连接，紧凑型齿轮箱一级行星架前端无支撑轴承，齿轮箱一级齿圈与主轴承座连接。这种方案相对第一种方案成本低，但是主轴承问题依然存在。另外，由于主轴尺寸较长和轴承刚度问题，集成式齿轮箱一级行星架变形导致行星轮偏载，靠齿轮修型或行星轮柔性销变形来补偿整体系统形变导致的齿面啮合偏差，目前该方案技术不成熟，齿轮系统设计和制造难度较大，存在较大的技术风险。第三种方案，风电机组主轴承和主轴与齿轮箱集成在一起，齿轮箱行星架前端轴承采用大锥角双列圆锥轴承，这种方案解决目前应用于半直驱风电机组，且该解决方案中大锥角双列圆锥轴承对游隙设计同样有较高要求，同时受限于大锥角双列圆锥轴承承载能力与尺寸限制，目前在大功率机组上未见应用。
[0004]综上所述，现有大功率风电机组主传动系统存在齿轮箱一级行星架轴承承载能力不足，使用风险较大，齿轮精度及适应性差等不足。因此，亟需一种新的风电机组主传动系统，可以提供高承载能力，高可靠性，满足大功率风机运行安全的同时保证风机的经济性。

技术实现思路

[0005]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]为了至少部分地解决上述问题，根据本技术的第一方面，提供了一种风电机组的主传动系统，所述主传动系统包括过渡法兰和齿轮箱，所述过渡法兰包括与叶轮连接的上风侧法兰结构和与所述齿轮箱的输入端连接的下风侧法兰结构，所述齿轮箱的输出端
与发电机连接，所述齿轮箱包括箱体、一级行星齿系结构和主轴承，所述一级行星齿系结构和所述主轴承均设置在所述箱体内，所述主轴承的外圈与所述箱体连接，所述主轴承的内圈与所述一级行星齿系结构的行星架的上风侧连接，所述主轴承为三排圆柱滚子轴承。
[0007]可选地，所述过渡法兰包括从上风侧向下风侧逐渐缩小的渐缩部段，使得所述下风侧法兰结构的径向尺寸小于所述上风侧法兰结构的径向尺寸。
[0008]可选地，所述一级行星齿系结构的行星架的上风侧设置有与所述主轴承的内圈相匹配的第一台阶部，所述第一台阶部的端面设置有沿轴向方向延伸的第一螺纹孔，所述主轴承的内圈设置有沿轴线方向贯通的第一通孔，所述过渡法兰的下风侧法兰结构设置有沿轴线方向贯通的第四通孔，所述第一螺纹孔、所述第一通孔和所述第四通孔相匹配，使得所述过渡法兰和所述主轴承的内圈共同通过高强螺栓与所述一级行星齿系的行星架连接。
[0009]可选地，所述主轴承与所述齿轮箱内部的齿轮共用油润滑，所述齿轮箱设置有强制润滑油路，所述强制润滑油路与所述主轴承的润滑油道连通。
[0010]可选地，所述齿轮箱还包括密封端板，所述密封端板与所述主轴承的外圈共同通过高强螺栓连接至所述箱体。
[0011]可选地，所述密封端板包括第一密封组件和第二密封组件，所述第一密封组件与所述过渡法兰的外周面接合，所述第二密封组件与所述箱体的上风侧接合。
[0012]可选地，所述过渡法兰包括从上风侧向下风侧逐渐缩小的渐缩部段和沿轴向方向尺寸保持不变的平直部段，所述第一密封组件与所述平直部段的外周面接合。
[0013]可选地，所述箱体、一级行星齿系结构的行星架、所述过渡法兰和所述密封端板共同形成所述齿轮箱的独立密封腔体，所述主轴承位于所述独立密封腔体中。
[0014]可选地，所述箱体设置有与风电机组的主机架连接的连接臂，所述主轴承的轴向位置与所述连接臂的轴向位置相邻或至少部分重合。
[0015]本技术还提供一种风电机组，所述风电机组包括上述主传动系统。
[0016]本技术将主轴承内置于齿轮箱，主轴承同时用作一级行星齿系结构的行星架的支撑轴承，取消了传统风电机组的主轴，由三排圆柱滚子轴承的内圈充当主轴，该集成式齿轮箱集成机组主轴、机组主轴承和主齿轮箱为一体，使得风电机组主传动系统轴向尺寸小，结构更紧凑，重量更轻；同时解决了大功率风电机组主轴变形对齿轮箱齿形啮合的影响，提高了齿轮箱的承载能力和寿命。
附图说明
[0017]本技术的下列附图在此作为本技术的一部分用于理解本技术。附图中示出了本技术的实施方式及其描述，用来解释本技术的装置及原理。在附图中，
[0018]图1为本技术实施例的主传动系统在风电机组中的组装示意图；
[0019]图2为本技术实施例的风电机组的主传动系统的结构示意图；
[0020]图3为本技术实施例的风电机组的主传动系统的局部放大结构示意图；
[0021]图4为本技术实施例的风电机组的主传动系统的局部放大结构示意图；
[0022]图5为本技术实施例的风电机组的主传动系统的局部放大结构示意图；
[0023]图6为本技术实施例的风电机组的主传动系统的局部放大结构示意图。
具体实施方式
[0024]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0025]为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本技术。显然，本技术的施行并不限定于该
的技术人员所熟习的特殊细节。本技术的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
[0026]应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本技术的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组的主传动系统，其特征在于，所述主传动系统包括过渡法兰和齿轮箱，所述过渡法兰包括与叶轮连接的上风侧法兰结构和与所述齿轮箱的输入端连接的下风侧法兰结构，所述齿轮箱的输出端与发电机连接，所述齿轮箱包括箱体、一级行星齿系结构和主轴承，所述一级行星齿系结构和所述主轴承均设置在所述箱体内，所述主轴承的外圈与所述箱体连接，所述主轴承的内圈与所述一级行星齿系结构的行星架的上风侧连接，所述主轴承为三排圆柱滚子轴承。2.根据权利要求1所述的主传动系统，其特征在于，所述过渡法兰包括从上风侧向下风侧逐渐缩小的渐缩部段，使得所述下风侧法兰结构的径向尺寸小于所述上风侧法兰结构的径向尺寸。3.根据权利要求1所述的主传动系统，其特征在于，所述一级行星齿系结构的行星架的上风侧设置有与所述主轴承的内圈相匹配的第一台阶部，所述第一台阶部的端面设置有沿轴向方向延伸的第一螺纹孔，所述主轴承的内圈设置有沿轴线方向贯通的第一通孔，所述过渡法兰的下风侧法兰结构设置有沿轴线方向贯通的第四通孔，所述第一螺纹孔、所述第一通孔和所述第四通孔相匹配，使得所述过渡法兰和所述主轴承的内圈共同通过高强螺栓与所述一级行星齿系的行星架连接。4.根据权利要求1所述的主传动系统，其特征在于，所述主轴承与所述齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗向文，黄强，郭君海，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：