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CN100443779C - 大负荷行星齿轮的轴承支撑装置 - Google Patents

大负荷行星齿轮的轴承支撑装置 Download PDF

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CN100443779C
CN100443779C CNB2006100950391A CN200610095039A CN100443779C CN 100443779 C CN100443779 C CN 100443779C CN B2006100950391 A CNB2006100950391 A CN B2006100950391A CN 200610095039 A CN200610095039 A CN 200610095039A CN 100443779 C CN100443779 C CN 100443779C
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Abstract

一种大负荷行星齿轮的轴承支撑装置，属行星齿轮传动技术领域，包括行星架(1)及行星轴(2)，行星轴(2)固定安装在行星架(1)上，在行星轴(2)上轴向并排设有两个轴承，其中一个轴承为球面滚子轴承(3)，另一个为圆环滚子轴承(4)。本发明不仅动负荷承载能力强，而且工作可靠性好，安装调整方便，解决了中、大功率行星齿轮重载传动条件下支撑轴承寿命短，故障率高的问题，轴承采购成本下降了至少50%。

Description

大负荷行星齿轮的轴承支撑装置
技术领域
本发明属于行星齿轮传动技术领域，具体地说，涉及行星齿轮的轴承支撑装置。
背景技术
在齿轮传动技术领域中，硬齿面行星齿轮传动装置具有速比大、体积小、承载能力高等特点，已在风力发电、冶金、建材等重要工业部门得到广泛应用，特别是风力发电行业，全世界70％风力发电机组的主增速齿轮箱都采用行星齿轮传动。随着国际上风力发电技术的飞速发展，行星齿轮传动装置的传动功率越来越大，目前已达5兆瓦，且可靠性要求更高。以一台1.5兆瓦的风机行星齿轮传动装置为例，若出现故障，需将其从70米高的塔架上吊下来，修好后再将其吊装上去，费用非常高，因此要求风机的行星齿轮传动装置一旦投入工作运行后，不应有大的故障。经实践证明，风力发电机组行星齿轮传动装置的机械故障多数来自行星齿轮支撑轴承的过早失效，为此，各国技术人员根据行星齿轮工作要求重载、抗冲击、长寿命及重量轻的特点设计了多种行星齿轮的轴承支撑装置，常见的主要有三种：一种是在行星轴上并排设置两个单列圆柱满滚子轴承，单列圆柱满滚子轴承的基本额定动负荷高，这种结构形式目前最流行，普遍认为最可靠，适合中、大型行星传动装置，但由于单列圆柱满滚子轴承是德国INA公司专为风机设计生产的，工艺复杂，供不应求，价格昂贵；另一种是在行星轴上并排设置两个球面滚子轴承，球面滚子轴承的基本额定动负荷最高，价格最低，设计计算寿命最高，但由于加工时不可避免的误差，内外圈端面通常不对齐，装配时虽然使内外圈外端面对齐了，却使内外滚道与滚子之间的接触错位，从而导致实际寿命与设计计算寿命相差太远，可靠性不理想，该结构已被国外大的风电制造公司淘汰；第三种是在行星轴上并排设置两个单列圆锥滚子轴承，单列圆锥滚子轴承的基本额定动负荷较高，这种结构适合小型行星传动装置，可靠性较好，但轴承价格较高，装配调整不方便。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种不仅动负荷承载能力强，而且工作可靠，装配调整方便及成本低的大负荷行星齿轮的轴承支撑装置。
为解决上述技术问题，本发明所述的大负荷行星齿轮的轴承支撑装置，具有行星架及行星轴，行星轴固定安装在行星架上，在行星轴上轴向并排设有两个轴承，行星轴上的两个轴承中，一个为球面滚子轴承，另一个为圆环滚子轴承。
由于采用两种不同类型，但外形尺寸一样的球面滚子轴承和圆环滚子轴承来承受行星齿轮的工作负荷，相同外形尺寸条件下它们的基本额定动负荷是所有径向滚动轴承中最高的，是承载能力最强的轴承，因此有利于提高行星齿轮支撑轴承的寿命和工作可靠性，圆环滚子轴承和球面滚子轴承制造工艺简单，成本低。在本发明中球面滚子轴承承担着50％的径向力和较小的轴向力，并承担轴向定位的功能，由于其内外圈能够轴向浮动，可以可靠地发挥其承载潜力；而圆环滚子轴承承担着另外50％的径向力，它不但具备球面滚子轴承自动调心及承载能力强的特性，而且还具有内外圈发生相对轴向位移后不影响承载能力的功能。圆环滚子轴承的“内外圈相对轴向位移特性”在本发明中起到两个关键作用：其一是不影响球面滚子轴承的正常工作和特性发挥，其二可以将两种轴承的径向间隙调整到一样，改善了两个轴承和行星齿轮偏载的问题，从而提高了轴承和齿轮的使用寿命。
本发明的效果是：不仅动负荷承载能力强，而且工作可靠性好，安装调整方便，解决了中、大功率行星齿轮重载传动条件下支撑轴承寿命短，故障率高的问题，轴承采购成本下降了至少50％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的大负荷行星齿轮的轴承支撑装置，具有行星架1及行星轴2，行星轴2固定安装在行星架1上，在行星轴2上轴向并排设有两个轴承，其中一个为球面滚子轴承3，另一个为圆环滚子轴承4。球面滚子轴承3的纯径向负载能力强，可承受轴向及径向联合负载，允许工作时有较大的角度误差，可对轴心线的初始角度误差进行补偿，用它来作为行星齿轮的支撑轴承之一，因此可起到轴向浮动自位调心的作用；圆环滚子轴承4的纯径向负载能力更强，同样允许工作时的角度误差，关键是其刚度好，内外圈轴向错位后，内外滚道与滚子之间的接触仍然很好，因此在此用它能充分发挥球面滚子轴承3的轴向定位和自位调心的功能。图中标号9为行星齿轮。
图1示出球面滚子轴承3与圆环滚子轴承4的内圈之间安装有供油环5，外圈之间安装有定距环6；球面滚子轴承3及圆环滚子轴承4内外圈的外侧均分别由挡圈7和衬圈8进行轴向限位。供油环5与衬圈8实现对球面滚子轴承3及圆环滚子轴承4内圈的轴向定位，定距环6与挡圈7实现对球面滚子轴承3及圆环滚子轴承4外圈的轴向定位。当行星齿轮工作时，球面滚子轴承4承担约50％径向负荷和很小的轴向力并发挥轴向定位作用。球面滚子轴承4的外圈在径向力作用下会轴向移动自动调心，使滚子和滚道弧线吻合对中，球面轴承滚子和滚道就会在正常接触状态运行；圆环滚子轴承4也承担约50％径向负荷，运行中其外圈会随球面滚子轴承3的外圈产生微小轴向移动而不影响承载能力，因为鼓形滚子可以自动调整，使滚道接触线保持在良好状态下运行。本发明的特点是：第一个在行星齿轮支撑轴承中采用两个不同种类的轴承配置，最大限度选用具有最高基本额定动负荷的重载轴承，并为这类轴承尽可能好地发挥各自特长提供了必需的工作条件，从而最大可能地提高了行星齿轮支撑轴承的承载能力和可靠性。

Claims (2)

1、一种大负荷行星齿轮的轴承支撑装置，包括行星架(1)及行星轴(2)，行星轴(2)固定安装在行星架(1)上，在行星轴(2)上轴向并排设有两个轴承，其特征是：所述行星轴(2)上的两个轴承中，一个为球面滚子轴承(3)，另一个为圆环滚子轴承(4)。
2、根据权利要求1所述的大负荷行星齿轮的轴承支撑装置，其特征是：所述球面滚子轴承(3)与圆环滚子轴承(4)的内圈之间安装有供油环(5)，外圈之间安装有定距环(6)；球面滚子轴承(4)及圆环滚子轴承(5)内圈的外端由衬圈(7)轴向限位，外圈的外端由挡圈(8)轴向限位。
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