CN104500353A - 设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，包括大功率风力发电机增速齿轮箱，其增速齿轮箱的高速端轴承座上设有盘车大齿轮、盘车小齿轮轴和离合装置的箱体，驱动电机固定安装在离合装置的箱体上，盘车大齿轮与盘车小齿轮轴上的盘车小齿轮啮合，离合机构固定安装在盘车小齿轮轴与驱动电机的输出轴上；离合机构包括外花键轴套、滑动内花键结合轴套、结合轴套、拨叉拨杆和拨杆轴，结合轴套设在盘车小齿轮轴上，滑动内花键结合轴套与外花键轴套匹配，离合机构中结合轴套与滑动内花键结合轴套相对面上设有匹配的端面牙，由拨叉拨杆驱动滑动内花键结合轴套所述匹配的端面牙分离或牙嵌式啮合。

Description

设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱

技术领域

本发明涉及一种风力发电机增速齿轮箱，尤其是一种设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱。

背景技术

伴随着风力发电行业的迅猛发展，小功率机型的风机已经渐渐不能满足市场的需求，各风机厂家已经开始进行大功率风机的研发，5MW～6MW等大功率机型开始登上舞台。现有的大功率机型的风力发电机增速箱一般采用两级行星轮系和末级平行轴增速的结构，属于大型齿轮箱，其整体重量一般在50吨以上，其中6MW主齿轮箱重量更是达到60吨以上，加上主轴、轮毂的重量，如此大的传动链重量给风机前期安装及后期维护带来很大困难。风机在前期安装和后期维护过程中，对于5MW及以上的大型风机，由于整机重量以及来自叶片的风载限制，不可能像中小型风力发电机增速齿轮箱那样由安装人员手动盘动，由于盘车机构不属于风力发电机的标配部件，对于此类大型风力发电机齿轮箱一般都是在高空通过杠杆撬动齿轮实现盘车的，这种针对大型风力发电机增速齿轮箱的盘车方式，不仅效率低下，高空操作还存在安全隐患。因此，设计一种轻便的电动盘车对于大功率机型风机增速齿轮箱显得非常必要。

发明内容

本发明的目的在于：针对大功率风力发电机增速箱由于整机重量大，导致风机安装及后期维护时无法人工盘动叶片的问题，提供一种新型的具有电动盘车功能的风力发电机增速箱。

    本发明目的是这样实现的：一种设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，包括大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：

a)增速齿轮箱的高速端轴承座上设有透盖，透盖上设有离合装置的箱体，驱动电机固定安装在离合装置的箱体上；

b)盘车大齿轮设在高速端轴承座与透盖之间，盘车大齿轮固定安装在增速齿轮箱的空心花键轴端部，高速端轴承座与透盖之间还设有盘车小齿轮轴，盘车大齿轮与盘车小齿轮轴上的齿轮常啮合；

c)盘车小齿轮轴的轴颈伸出透盖，其端部位于离合装置的箱体中；驱动电机的输出轴伸入离合装置的箱体中，盘车小齿轮轴和驱动电机的输出轴位于同一轴线上，离合机构固定安装在盘车小齿轮轴与驱动电机的输出轴上；

d) 离合机构包括外花键轴套、滑动内花键结合轴套、结合轴套、拨叉拨杆和拨杆轴，滑动内花键结合轴套上设有拨叉槽，外花键轴套、滑动内花键结合轴套、结合轴套、拨叉拨杆和拨杆轴均置于离合装置的箱体中；外花键轴套固定安装在驱动电机的输出轴上，结合轴套固定安装在盘车小齿轮轴上，拨叉拨杆的拨叉与拨叉槽匹配，拨叉拨杆固定在拨杆轴上，拨杆轴的一端伸出离合装置的箱体，拨杆轴带动拨叉，滑动内花键结合轴套由拨叉拨杆驱动在外花键轴套上滑动；

e)离合机构中结合轴套与滑动内花键结合轴套相对面上设有匹配的端面牙，滑动内花键结合轴套滑动中，匹配的端面牙或分离或牙嵌式啮合。

    在本发明中：离合机构的壳体由上壳体和下壳体组成，它们通过螺栓固为一体；伸出离合装置壳体的拨杆轴端部设有手柄，手柄上设有定位机构。

    在本发明中：所述的定位机构包括摆杆、弹簧以及摆杆支点，摆杆一端设有弹簧支座，另一端设有销槽，摆杆支点设在离合装置的箱体上，手柄以拨杆轴端部为手柄支点，手柄上设有滑销和弹簧支座，它们位于手柄支点的两侧，其中，滑销位于手柄的端部，滑销置于摆杆的销槽中滑动，弹簧两端分别固定在摆杆和手柄上的弹簧支座上。

    在本发明中：所述的盘车大齿轮通过螺栓及定位销固定安装在空心花键轴端部。

    在本发明中：所述的驱动电机输出轴是指：低速驱动电机的输出轴，或与驱动电机匹配的减速齿轮箱的输出轴；驱动电机输出轴的根部设有定位环，外花键轴套通过定位环固定安装在驱动电机的输出轴上，滑动内花键结合轴套一端的滑动行程由定位环限制。

在本发明中：所述的大功率风力发电机增速齿轮箱包括：第一级行星增速轮系、中间级行星增速轮系和末级平行轴增速轮系，增速齿轮箱的输出功率至少为5MW。

本发明的优点在于： 5MW以上的大功率风力发电机增速齿轮箱配置电动盘车装置后，可以有效解决大型齿轮箱的盘车问题，尤其是针对大功率风力发电机增速齿轮箱的高空安装调试和维护，减小高空作业的安全风险，效果极其明显。由于离合装置是通过结合轴套与滑动内花键结合轴套相对面上端面牙的牙嵌式啮合，离合装置手柄含有手柄定位装置，这些措施可以确保离合装置的工作状态稳定和可靠，防止出现离合装置因非人为因素而改变其工作状态的现象发生。由于驱动电机输出轴的根部设有定位环，可以有效限制滑动内花键结合轴套一端的滑动行程，避免其对驱动电机端盖产生不良影响。本发明涉及的电动盘车装置结构紧凑，工作可靠，操作和维护方便。

附图说明

图1是本发明实施例的盘车结构示意图。

图2是图1的A－A向剖视结构示意图。

图3是本发明实施例的传动结构示意图。

    图中，1、盘车小齿轮轴，2、接合轴套，3、滑动内花键结合轴套，4、驱动电机的输出轴，5、外花键轴套，6、定位环，7、拨叉拨杆，8、拨杆轴，9、离合装置的箱体，10、轴承，11、弹簧支座，12、手柄，13、键，14、限位片，15、滑销，16、限位片，17、固定螺栓，18、轴套，19、弹簧，20、摆杆，21、滑块，22、衬套，23、垫片，24、高速端轴承座，25、透盖，26、盘车大齿轮，27、空心花键轴，28、驱动电机，29、第一级行星增速轮系，30、中间级行星增速轮系，31、末级平行轴增速轮系。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

由图1、图2可见，本发明是一种功率大于5MW并设有电动盘车装置的风力发电机增速齿轮箱，它是在现有的大功率风力发电机增速齿轮箱作了如下改进：

在增速齿轮箱的高速端轴承座24上设有透盖25，透盖25上设有离合装置的箱体9，驱动电机28固定安装在离合装置的箱体9上。

盘车大齿轮26设在高速端轴承座24与透盖25之间，盘车大齿轮26固定安装在增速齿轮箱的空心花键轴27端部，高速端轴承座24与透盖25之间还设有盘车小齿轮轴1，盘车大齿轮26与盘车小齿轮轴1上的齿轮常啮合。

盘车小齿轮轴1的轴颈伸出透盖25，其端部位于离合装置的箱体9中；驱动电机的输出轴4也伸入离合装置的箱体9中，盘车小齿轮轴1和驱动电机的输出轴4位于同一轴线上，离合机构固定安装在盘车小齿轮轴1与驱动电机的输出轴4上；

离合机构包括外花键轴套5、滑动内花键结合轴套3、结合轴套2、拨叉拨杆7和拨杆轴8，滑动内花键结合轴套3上设有拨叉槽，外花键轴套5、滑动内花键结合轴套3、结合轴套2、拨叉拨杆7和拨杆轴8均置于离合装置的箱体9中；外花键轴套5固定安装在驱动电机的输出轴4上，结合轴套2固定安装在盘车小齿轮轴1上，拨叉拨杆7的拨叉与拨叉槽匹配，拨叉拨杆7固定安装在拨杆轴8上，拨杆轴8伸出离合装置的箱体9，拨杆轴8旋转带动拨杆，拨杆带动拨叉，滑动内花键结合轴套3由拨叉拨杆7驱动在外花键轴套5上滑动；

离合机构中结合轴套2与滑动内花键结合轴套3相对面上设有匹配的端面牙，滑动内花键结合轴套3滑动中，它们之间匹配的端面牙或分离或牙嵌式啮合。

    在本实施例中：离合装置的箱体9由上壳体和下壳体组成，它们通过螺栓固为一体；伸出离合装置的箱体9的拨杆轴8端部设有手柄12，手柄12含有定位机构。所述的拨叉拨杆7的拨叉通过滑块21、衬套22和垫片23与拨叉槽匹配。所述的拨叉拨杆7与拨杆轴8通过轴承10支撑于离合装置的箱体9上，其一端伸出离合装置的箱体9。所述的手柄12通过键13、螺栓和限位片14与拨杆轴8端部固定连接。所述的定位机构包括摆杆20、弹簧19以及由轴套18、限位片16和固定螺栓17组成的摆杆支点。摆杆20一端设有弹簧支座11，另一端设有销槽，摆杆20支点设在离合装置的箱体9上，手柄12以拨杆轴8端部为手柄支点，手柄12上设有滑销15和弹簧支座11，它们位于手柄支点的两侧，其中，滑销15位于手柄12的端部；滑销15置于摆杆20的销槽中滑动，弹簧19两端分别固定在摆杆20和手柄12上的弹簧支座11上。

在本实施例中：驱动电机输出轴4的根部设有定位环6，外花键轴套5通过定位环6固定安装在驱动电机输出轴4上，滑动内花键结合轴套3一端的滑动行程由定位环6限制。

在本实施例中：所述的盘车大齿轮26通过螺栓及定位销固定安装在空心花键轴27端部。

具体实施时，驱动电机可以选择低速驱动电机，也可以选择驱动电机与减速齿轮箱匹配的模式，当选择低速驱动电机时，所述的驱动电机输出轴4是指：低速驱动电机的输出轴；当选择驱动电机与减速齿轮箱匹配的模式时，所述的驱动电机输出轴4是指：与驱动电机匹配的减速齿轮箱的输出轴。

由图3可见，所述的大功率风力发电机增速齿轮箱包括：第一级行星增速轮系29、中间级行星增速轮系30和末级平行轴增速轮系31。盘车大齿轮26设在空心花键轴27端部。

在本实施例中，往复拨动手柄12，拨杆轴8及拨叉拨杆7可在手柄12的驱动下做旋转动作，通过滑块21、衬套22和垫片23驱动滑动内花键结合轴套3，使其与结合轴套2之间匹配的端面牙分离或牙嵌式啮合。当手柄12拨到极限位置后，弹簧19缩紧，实现对滑动内花键结合轴套3工作位置的定位。风机正常运转发电时，结合轴套2与滑动内花键结合轴套3分离，结合轴套2随盘车小齿轮轴1空转，此时，驱动电机28不工作，滑动内花键结合轴套3也处于静止状态；在安装及维护阶段需要使用电动盘车时，拨动手柄12，使滑动内花键结合轴套3与结合轴套2的端面牙啮合，此时启动驱动电机28，驱动电机28的输出轴驱动滑动内花键结合轴套3，由滑动内花键结合轴套3带动结合轴套2，结合轴套2再带动盘车小齿轮轴1，盘车小齿轮轴1驱动盘车大齿轮26，此时，空心花键轴27将作为输入端，由驱动电机28驱动末级平行轴增速轮系31，同时驱动电机28还通过空心花键轴27依次反向驱动中间级行星增速轮系30和第一级行星增速轮系29，实现盘动风力发电机增速箱及风机传动链的目的。

Claims (6)

1.一种设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，包括大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：

a)增速齿轮箱的高速端轴承座上设有透盖，透盖上设有离合装置的箱体，驱动电机固定安装在离合装置的箱体上；

b)盘车大齿轮设在高速端轴承座与透盖之间，盘车大齿轮固定安装在增速齿轮箱的空心花键轴端部，高速端轴承座与透盖之间还设有盘车小齿轮轴，盘车大齿轮与盘车小齿轮轴上的齿轮常啮合；

c)盘车小齿轮轴的轴颈伸出透盖，其端部位于离合装置的箱体中；驱动电机的输出轴伸入离合装置的箱体中，盘车小齿轮轴和驱动电机的输出轴位于同一轴线上，离合机构固定安装在盘车小齿轮轴与驱动电机的输出轴上；

d)离合机构包括外花键轴套、滑动内花键结合轴套、结合轴套、拨叉拨杆和拨杆轴，滑动内花键结合轴套上设有拨叉槽，外花键轴套、滑动内花键结合轴套、结合轴套、拨叉拨杆和拨杆轴均置于离合装置的箱体中；外花键轴套固定安装在驱动电机的输出轴上，结合轴套固定安装在盘车小齿轮轴上，拨叉拨杆的拨叉与拨叉槽匹配，拨叉拨杆固定在拨杆轴上，拨杆轴的一端伸出离合装置的箱体，拨杆轴带动拨叉，滑动内花键结合轴套由拨叉拨杆驱动在外花键轴套上滑动；

e)离合机构中结合轴套与滑动内花键结合轴套相对面上设有匹配的端面牙，滑动内花键结合轴套滑动中，匹配的端面牙或分离或牙嵌式啮合。

2.根据权利要求1所述的设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：离合机构的壳体由上壳体和下壳体组成，它们通过螺栓固为一体；伸出离合装置壳体的拨杆轴端部设有手柄，手柄上设有定位机构。

3.根据权利要求1所述的设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的定位机构包括摆杆、弹簧以及摆杆支点，摆杆一端设有弹簧支座，另一端设有销槽，摆杆支点设在离合装置的箱体上，手柄以拨杆轴端部为手柄支点，手柄上设有滑销和弹簧支座，它们位于手柄支点的两侧，其中，滑销位于手柄的端部，滑销置于摆杆的销槽中滑动，弹簧两端分别固定在摆杆和手柄上的弹簧支座上。

4.根据权利要求1所述的设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的盘车大齿轮通过螺栓及定位销固定安装在空心花键轴端部。

5.根据权利要求1-4之一所述的设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的驱动电机输出轴是指：低速驱动电机的输出轴，或与驱动电机匹配的减速齿轮箱的输出轴；驱动电机输出轴的根部设有定位环，外花键轴套通过定位环固定安装在驱动电机的输出轴上，滑动内花键结合轴套一端的滑动行程由定位环限制。

6.根据权利要求5所述的设有电动盘车装置的大功率风力发电机增速齿轮箱，其特征在于：所述的大功率风力发电机增速齿轮箱包括：第一级行星增速轮系、中间级行星增速轮系和末级平行轴增速轮系，增速齿轮箱的输出功率至少为5MW。