控制齿轮系统润滑的装置和方法制造方法及图纸

一种齿轮润滑装置，包括用于循环润滑流体的润滑泵。联接到润滑泵的功率源驱动润滑泵，并且控制器控制润滑泵的输出功率。齿轮润滑装置包括设置在润滑泵下游的压力传感器。压力传感器被构造成测量润滑流体的压力且产生代表该压力的压力指示信号。控制器被布置成至少部分地基于压力指示信号改变润滑泵的输出功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及向机械齿轮提供润滑的技术。特别地，本专利技术涉及在宽泛多变的条件下确保适当润滑的技术，通过该技术使负责齿轮的正确运行的操作者产生很小的影响或不产生影响。
技术介绍
在本说明书中，我们使用术语大齿轮指代有齿的旋转机件。两个或更多啮合的大齿轮构成了齿轮级。同样地，本说明书中的术语齿轮指具有第一轴和第二轴的机械系统，在所述第一轴和第二轴之间，一个或更多个齿轮级在旋转轴线方向上提供速度和扭矩的转换和/或改变。齿轮单元包括固定的齿轮并可以包括辅助增强系统，如测试仪表、控制和润滑>J-U装直。风力涡轮机的齿轮单元在将转动叶片的动能和旋转能源传递给发电机方面起着重要作用，这产生了电能。为了获得风力涡轮机的适当性能，确保齿轮顺畅且可靠地运行是至关重要的。同样地，齿轮还会遇到其他多种应用，但是涉及风力涡轮机的特定的特征及所需的环境条件意味着它们的设计常常要求非常先进的特别的解决方案。在风力涡轮机中，齿轮的第一轴与转子组件联接，且第二轴与发电机联接。在齿轮中，至少一个齿轮级位于第一和第二轴之间以在轴之间传递旋转运动且执行所需的速度和扭矩比。轴承被用于在尽可能小的摩擦的条件下，支撑轴和齿轮。齿轮级(多个齿轮级)和轴承需要润滑，为此目的，齿轮单元通常包括被构造成使润滑流体循环通过齿轮级和轴承的润滑泵。在非常简单的执行中，齿轮的某个部分的旋转运动被用于驱动润滑泵。考虑到可能停止较长时间的风力涡轮机，诸如轴向驱动润滑泵，在启动阶段于足够量的润滑流体到达重要运动部件之前将导致延迟，因此不推荐。更为通用的解决方式涉及使用专用功率源，比如电动或液压马达，以驱动润滑泵。作为受控启动的一部分，功率源可在大齿轮开始移动之前打开，从而使它们从开始就接收到的适宜的润滑流体量。已知当要打开功率源时显然需要齿轮单元包括或得益于能够控制风力涡轮机的大部分部件的运行的控制单元。然而，即使在这样的情况下，找到合适的润滑方法也不简单。比如，齿轮内可能出现从-40到超过+85°C的温度范围，对润滑流体的粘度具有显著影响。粘度的变化影响润滑流体流过润滑通道的方式，还影响润滑流体在相对于彼此移动的金属部件之间维持润滑膜的能力。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供用于一种以有效并有利的方式控制齿轮润滑的方法和装置。本专利技术的另一目标在于确保润滑的控制可以利用在机械和设备方面的合理投入而获得。本专利技术的又一目标在于确保润滑控制能够易于与齿轮的其他控制功能相结合。本专利技术的又一目标是使得能够易于量度不同尺寸的齿轮的润滑控制方法。本专利技术的这些和其他有利目标通过在润滑泵的下游放置润滑流体压力传感器及至少部分地使用测量到的压力改变润滑泵的输出功率而获得。根据本专利技术的齿轮润滑装置通过涉及这样一种装置的独立权利要求中的特征部分所引用的特征而特征化。根据本专利技术的方法通过涉及方法的独立权利要求中的特征部分所引用的特征而特征化。操作润滑泵主要在泵的输出处引起润滑流体的压力增加。如果条件维持相同，则在由流动阻力平衡所增加的压力处很快达到平衡状态，这导致了从润滑泵的稳定输出流量，所述流动阻力是润滑流体在其通往润滑泵下游的润滑通道的路径上遇到的。在稳定状态的条件下，在润滑泵的下游的固定位置处获得的压力读数维持相同。通常润滑流体的粘度与其压力成反比。润滑流体与移动机件接触的地方，齿轮的内部温度增加，导致润滑流体升温。结果，润滑流体的粘度下降，且润滑流体在接触金属部件之间维持润滑膜的能力变弱。在润滑通道中观察到的流体阻力也减小。所述流动阻力将倾向于降低压力读数，除非存在从压力测量的到受控的润滑泵的输出功率的反馈。不管粘度改变的原因是什么，相同的情况是真的来自压力测量的适宜反馈将使得润滑泵的输出功率对压力变化进行补偿。比如，如果老化和/或杂质的引入使得润滑流体的粘度变化，则在润滑流体的润滑能力方面所导致的变化将被润滑泵尝试将测量到的压力维持在期望值而在其输出功率方面的改变至少部分地抵消。观察到的压力受控润滑泵的输出功率(或观察到的给与润滑泵作为使用压力反馈的结果的控制信号)可甚至用作润滑系统的条件的指示器。比如，如果齿轮单元的多个其他测量特征保持不变，但润滑泵的输出功率已明显变化，这可能表明润滑流体有问题或者在润滑通道中发生堵塞或破损。所选择的润滑泵的输出功率的显著的增加没有导致测量压力的增加同样可能表明润滑泵或其功率源存在问题。一些额外的信息可用于扩大在控制润滑泵方面的所测量的压力读数。比如，如果温度测量显示润滑流体极其冰冷(并因此粘滞)，则即便是相对较高的润滑泵输出功率也可导致非常低的压力读数，这是因为润滑流体在泵输出和测量点之间经受到异常高的流动阻力。为了保持润滑泵不与高粘性的润滑流体作不必要的斗争，可利用如下控制算法控制润滑泵的输出功率，该算法不仅考虑了润滑泵的下游的润滑流体的测量压力而且考虑了其他信息，如所测量的温度。本专利申请中陈述的本专利技术的示例性实施例不应被解释为是对所附权利要求的应用的限定。本专利申请中所用的动词“包括”是用作开放式的限定，其不排除另外的未提及的特征的存在。除非另有明示，在从属权利要求中提及的特征可相互自由结合。被认为是本专利技术的特点的新颖性特征将特别地在所附权利要求中阐明。然而，在结合附图阅读时根据如下具体实施例的描述将更好地理解本专利技术本身、本专利技术的构造和操作方法两者、以及本专利技术的另外的目标和优点。附图说明图1示意性地图示了齿轮单元的一些部件；图2图示了 P/I调节器的示例性使用；图3图示了本专利技术的实施例的方法方面；图4图示了本专利技术的另一实施例的方法方面。具体实施例方式图1为齿轮单元100如用于风力涡轮机的齿轮单元的一些部件的示意图。齿轮101包括用于分别连接到外部机械系统如转子和发电机的第一轴102和第二轴103。在齿轮101内，至少一齿轮级104位于第一和第二轴102和103之间。这些轴由轴承支撑，所述轴承中的轴承105作为示例在图中图示。除了固定的齿轮外，齿轮单元还包括齿轮润滑装置。齿轮润滑装置的一部分是用于循环润滑流体如润滑油107的润滑泵106，该润滑油被示意性示出为来自油槽或油池108。油池的使用被特别称为干槽方式，其中不会有大容量的油槽直接位于所润滑的机件下方。本专利技术已经特别地为干槽齿轮进行设计，但它还可以和湿槽方式配合应用。功率源109与润滑泵106联接以驱动润滑泵106。为了易于及灵活控制的目的，电动机常常被选成功率源109，但是它还可以是比如液压马达、前后移动的致动器，或者其他任意类型的能够使得润滑泵106在不同输出功率下泵送润滑流体的功率源。功率源109的运行又由控制器控制。在本说明书中，我们使用术语“控制器”通常指代如下实体，所述实体能够主动地使功率源109以所期望的方式驱动润滑泵106，从而润滑泵在所需输出功率下泵送润滑流体。简而言之，可以说控制器最终控制住了润滑泵的输出功率，因为控制装置的必要信息位于控制器中。控制器与润滑泵和/或功率源联接。这种连接的本质和目的在下面详细说明。在图1的示例性实施例中，控制器包括控制单元110和驱动单元111。这些部件中，驱动单元111被构造成向功率源109传递适宜量的运行功率，结果使得功率源109进而驱动润滑泵106，使润滑泵106传递所需的输出功率。如果功率源109是电动机，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向风力涡轮机的齿轮提供润滑的齿轮润滑装置，包括：?润滑泵，用于使润滑流体在所述风力涡轮机的齿轮中循环，?功率源，联接到所述润滑泵用于驱动所述润滑泵，以及?控制器，联接到所述润滑泵和所述功率源中的至少一个，用于控制所述润滑泵的输出功率，其特征在于：?所述齿轮润滑装置包括压力传感器，所述压力传感器相对于由所述润滑泵泵送的润滑流体设置在所述润滑泵的下游，?所述压力传感器被构造成测量所述润滑流体的压力并产生代表所述压力的压力指示信号，并且?所述控制器被布置成至少部分地基于所述压力指示信号而改变所述润滑泵的输出功率。

【技术特征摘要】
2011.09.22 EP 11182316.71.一种用于向风力涡轮机的齿轮提供润滑的齿轮润滑装置，包括 -润滑泵，用于使润滑流体在所述风力涡轮机的齿轮中循环， -功率源，联接到所述润滑泵用于驱动所述润滑泵，以及 -控制器，联接到所述润滑泵和所述功率源中的至少一个，用于控制所述润滑泵的输出功率， 其特征在于 -所述齿轮润滑装置包括压力传感器，所述压力传感器相对于由所述润滑泵泵送的润滑流体设置在所述润滑泵的下游， -所述压力传感器被构造成测量所述润滑流体的压力并产生代表所述压力的压力指示信号，并且 -所述控制器被布置成至少部分地基于所述压力指示信号而改变所述润滑泵的输出功率。2.根据权利要求1所述的齿轮润滑装置，其特征在于，所述控制器被布置成改变所述润滑泵的输出功率以朝向目标压力驱动所测量的所述润滑流体的压力。3.根据权利要求2所述的齿轮润滑装置，其特征在于，所述控制器包括比例和积分调节器，且所述压力指示信号和所述压力指示信号的目标值之间的差值表示所述比例和积分调节器的输入量。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮润滑装置，其特征在于，所述控制器被布置成通过作为对所测量的所述润滑流体的压力低于第一预定值的响应而增加所述润滑泵的输出功率，以及通过作为对所测量的所述润滑流体的压力高于第二预定值的响应而减少所述润滑泵的输出功率，对所测量的所述润滑流体的压力的变化进行补偿。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的齿轮润滑装置，其特征在于，所述控制器被布置成从至少三个离散值的组中选择所述润滑泵的输出功率。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的齿轮润滑装置，其特征在于，所述控制器被布置成连续地改变所述润滑泵的输出功率。7.根据任一项前述权利要求所述的齿轮润滑装置，其特征在于 -所述齿轮润滑装置包括温度传感器，所述温度传感器被构造成测量所述润滑流体的温度并产生代表所述温度的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡里·乌西塔洛，尤卡·埃尔弗施特罗姆，
申请(专利权)人：美闻达传动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：