FI122381B - Planeettavaihde - Google Patents
Planeettavaihde Download PDFInfo
- Publication number
- FI122381B FI122381B FI20085006A FI20085006A FI122381B FI 122381 B FI122381 B FI 122381B FI 20085006 A FI20085006 A FI 20085006A FI 20085006 A FI20085006 A FI 20085006A FI 122381 B FI122381 B FI 122381B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- shaft
- planetary
- flange
- planetary gear
- carrier
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/2809—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with means for equalising the distribution of load on the planet-wheels
- F16H1/2836—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with means for equalising the distribution of load on the planet-wheels by allowing limited movement of the planets relative to the planet carrier or by using free floating planets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
- F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
- F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
- F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0479—Gears or bearings on planet carriers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
- F16H57/082—Planet carriers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Retarders (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Description
PLANEETTAVAIHDE
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannossa mainittua tyyppiä oleva planeettavaihde kierrosnopeuden nostamiseksi. 5
Tekniikan tasosta tunnetaan useita erilaisia planeettavaihteita. Tuulivoimalassa turbiinin yhteydessä planeettavaihteella välitetään suuria tehoja. Esimerkiksi julkaisussa WO 2006/053940 on esitetty tuulivoimalan planeettavaihde. Tällaisissa planeetta-10 vaihteissa asettumista on yleisesti parannettu hampaan profiilia korjaamalla. Hampaan profiilia voidaan korjata vinouskulmalla, bombeerauksella ja/tai pituushelpotuksella. Kun hampaat asettuvat entistä paremmin, hampaisiin kohdistuva pintapaine jakaantuu entistä tasaisemmin. Pintapaineen jakautuessa tasaisesti ham-15 päissä, jakaantuu se tasaisesti edelleen laakereiden välillä. Hampaan profiilin korjauksessa on kuitenkin ongelmana, että se on mitoitettava tarkasti tietylle kapeahkolle tehoalueelle. Tuulivoimalassa planeettavaihteen tulisi toimia laajalla teho-alueella. Tätä ei ole kuitenkaan mahdollista saavuttaa hampaan 20 profiilia korjaamalla.
Puolestaan patenttihakemuksessa WO 2005/038296 esitetään laitteisto, jossa planeettapyörän akseli on mitoitettu taipumaan. Taipuvalla akselilla saadaan planeettapyörät asettumaan paremmin 25 planeettavaihteeseen. Asettuminen on tarpeen, sillä planeetta-vaihteen osissa on aina pientä epätarkkuutta, esimerkiksi luokkaa 0,05 mm tietyssä suunnassa. Tällaisellakin epätarkkuu- δ ^ della on kuitenkin haittavaikutuksia, joita voidaan vähentää i cp asettuvalla planeettapyörällä. Patentin WO 2005/038296 mukainen
CO
T- 30 planeettavaihde on kuitenkin hyvin hankala mitoittaa. Osaltaan
Er valmistusta ja mitoitusta hankaloittavat siinä käytettävät Q_ ^ materiaaliyhdistelmät. Kyseistä rakennetta on lisäksi hankala o g toteuttaa tuulivoimalassa, sillä kantaja on yksipuoleinen.
oo , o Lisäksi kyseisen patentin mukainen planeettavaihde toimii c\i 35 suhteellisen pienellä hampaiden vinouskulma-alueella eli hammas-tuksien tulee olla suoria tai lähes suoria. Suorahampaisuus lisää planeettavaihteesta lähtevää ääntä. Täten tuulivoimaloissa 2 pienien vinouskulmien käyttäminen planeettavaihteessa on vaikeaa, sillä tuulivoimaloiden tulee olla mahdollisimman hiljaisia.
Julkaisussa DE 102004023151 esitettään planeettavaihde, jossa 5 akselin yhteydessä on holkki. Kyseinen rakenne auttaa planeetta-pyöriä asettumaan paremmin planeettavaihteeseen huolimatta valmistuksen epätarkkuudesta. Toisin sanoen kyseisellä rakenteella korjataan toleranssivirheitä.
10 Tuuliturbiinien planeettavaihteet ovat hyvin kookkaita ja niillä välitetään suuria tehoja. Siten tuuliturbiineissa käytettävillä planeettavaihteilla on monia erityispiirteitä. Yhtenä merkittävänä erityispiirteenä on, että niillä nostetaan kierrosnopeutta, kun tyypillisesti planeettavaihteilla lasketaan kierrosnopeutta. 15 Lisäksi tuuliturbiinien kokoluokassa planeettavaihteen koolla on hyvin keskeinen merkitys. Toisin sanoen pienetkin planeettavai-heen koon pienennykset ovat hyvin merkittäviä. Planeettavaihteen kokoa on kuitenkin vaikea pienentää.
20 Planeettavaihteen koon pienentämisen kannalta olisi edullista lisätä planeettapyörien määrää, mutta tekniikan tason mukaan mitoituskuormia joudutaan lisäämään planeettapyörien määrän noustessa kolmesta oletetun epätasaisen kuormituksen takia (Germanischer Lloyd, Guideline for the Certification of Wind 25 Turbines, Edition 2003) . Mitoituskuormien kasvaessa menetetään £ tyypillisesti suuri osa eduista, joita saavutetaan lisättäessä
CNJ
, planeettapyörien määrää kolmesta.
O) o
CO
Useiden planeettapyörien ryntögeometrian sovittamiseksi yhteen x
£ 30 käytetään joustavia planeettapyörien akseleita. Julkaisussa EP
g 1559928, GB 2413836 ja WO2007/016336 on esitetty sovitelmia § yksipuolisesti kannatetun akselin yhteydessä, jossa akselin o vapaa pituus käytetään taipumaan. Molemmin puoleisesti kannate- c\j tun akselin yhteydessä käytettyjä sovitelmia on esitetty patent-35 tijulkaisuissa EP1435475 ja US5102379. Näissä laakeria kantavan keskialueen sisälle on se molemmista päistä ulotettu aksiaali- 3 sesti sisäänpäin suunnattu lieriökolo, jolloin akselin molempiin päihin on muodostettu taipuvat palkit. Joustavuutta parannetaan keskeisin sisäreiän avulla. Julkaisussa EP1435475 (kuvat 3 ja 4) on lisäksi esitetty epäsymmetrinen sovitelma, jolla akseli 5 sovittaa ryntögeometrian optimaalisesti kantajan taipumaan.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi konstruktio, jolla planeettapyörän akseli sovittaa ryntögeometrian optimaalisesti kantajan taipumaan. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet on 10 esitetty patenttivaatimuksessa 1.
Tuulivoimaloissa planeettavaihdetta käytetään kierrosnopeuden nostamiseen. Planeettavaihteeseen voima menee siten korkeammalla momentilla ja alhaisemmalla kierrosnopeudella kuin tulee ulos 15 planeettavaihteesta. Planeettavaihteeseen kuuluu keskeisimpinä osina aurinkopyörä, hammaskehä ja planeettapyörästö. Näistä aurinkopyörä sijaitsee keskellä. Aurinkopyörän ympärillä välimatkan päässä sijaitsee keskeisesti hammaskehä. Hammaskehällä tarkoitetaan myös hammaskehästöä, joka koostuu toisiinsa liite-20 tyistä osista. Aurinkopyörän ja hammaskehän välissä sijaitsee planeettapyörästö, joka koskettaa sekä aurinkopyörää että hammaskehää. Planeettapyörästö, johon kuuluu vähintään kolme planeettapyörää, on saman keskeinen aurinkopyörän ja hammaskehän kanssa. Planeettavaihteeseen kuuluu voiman sisääntuloakseli. 25 Planeettavaihteeseen kuuluu myös planeettapyörästön kantaja, ^ johon kuuluu ensimmäinen laippa ja toinen laippa. Ensimmäinen ^ laippa on sisääntuloakselin puolella. Aurinkopyörän keskiakseli
CD
? toimii keskiakselina aurinkopyörälle, planeettapyörästölle ja co hammaskehälle. Lukittuna voi olla aurinkopyörä tai hammaskehä, x £ 30 jolloin kaksi muuta aurinkopyörästä, hammaskehästä ja kantajasta g pyörivät aurinkopyörän keskiakselin ympäri. Kullakin planeettako pyörällä on akseli, jolla on ensimmäinen pää ja toinen pää.
o Planeettapyörä on sovitettu pyörimään akselin ympäri. Akselin
CM
ensimmäinen pää on kantajan ensimmäisen laipan yhteydessä. 35 Planeettapyörän akselin toinen pää on kantajan toisen laipan yhteydessä. Kunkin planeettapyörän sisäkehän ja akselin välille 4 kuuluu laakeri tuettuna kiinteästi akseliin. Kun laakeri on tuettuna kiinteästi akseliin. Tällöin akselin ja laakerin välille ei kuulu esimerkiksi hoikkia. Laakerilla on sisärengas, vierintäelimet ja ulkorengas. Lisäksi akseli joustaa ensimmäisen 5 pään yhteydessä olevasta jouston sallivasta rakenteesta ryntö-geometrian dynaamiseksi sovittamiseksi. Dynaamisella sovittamisella tarkoitetaan tässä julkaisussa, että sovittaminen riippuu kuormituksesta. Kun pään yhteydestä joustava akseli sovittaa ryntögeometriaa dynaamisesti, voidaan kantajalle sallia aiempaa 10 suurempia muodonmuutoksia. Toisin sanoen akselilla kompensoidaan kiertymisestä aiheutuvia suuntavirheitä.
Esimerkiksi tekniikan tasosta tunnetut holkkiratkaisut auttavat muun muassa valmistusvirheiden kompensoinnissa ja mahdollistavat 15 siten valmistusvirheistä johtuvien mittavirheiden kompensoinnin. Kyseisillä ratkaisuilla ei kuitenkaan saada kantajan keventämisestä huomattavaa hyötyä, sillä akselin ja hoikin yhteinen koko nousevat huomattavan suuriksi. Holkillisessa versiossa menetetään siten suuri osa hyödystä, jota kantajan keventämisellä on 20 saatu.
Eräässä sovellusmuodossa akselin toisen pään yhteyteen kuuluu toinen jouston salliva rakenne. Kun akseli joustaa myös toisen pään yhteydestä, saadaan kompensoitua toleranssivirheitä.
25 Toleranssivirheitä ovat esimerkiksi jakovirhe, epäkeskeisyys ja ί- akselin tai hammastuksen suuntavirhe. Lisäksi akseli taipuu o C\1 , enemmän ensimmäisen pään yhteydestä olevasta jouston sallivasta O) rakenteesta kuin toisen pään yhteydestä olevasta jouston sallien vasta rakenteesta. Toisin sanoen akseli taipuu enemmän ensimmäi-x £ 30 sen pään yhteydestä, joka on kantajan ensimmäisen laipan yh- g teydessä. Edelleen kantajan ensimmäiseen laippaan tuodaan voima § sisäantuloakselilla . Kevennettäessä kantajaa planeettavaihteis- o ton massan pienentämiseksi, kantajan laipat pääsevät kiertymään C\1 toisiinsa nähden. Tällöin akseliin kohdistuu leikkaus jännitys, 35 jonka haitallisia vaikutuksia voidaan poistaa, kun akseli taipuu enemmän ensimmäisen päänsä yhteydestä.
5
Eräässä toisessa sovellusmuodossa akseliin kuuluu keskialue, josta akseli tuetaan kiinteästi laakeriin. Akseliin kuuluu myös ensimmäinen kiinnityspää, josta akseli tuetaan ensimmäiseen laippaan, sekä toinen kiinnityspää, josta akseli tuetaan toiseen 5 laippaan. Ensimmäisen kiinnityspään ja keskialueen välissä on ensimmäinen joustoväli akselin muodonmuutosten sallimiseksi. Toisen kiinnityspään ja keskialueen välissä on toinen joustovä li. Tällöin joustaminen tapahtuu ensimmäisen kiinnityspään ja keskialueen sekä toisen kiinnityspään ja keskialueen välissä. 10 Keskialue kantaa tällöin laakeria halutusta ja muodonmuutokset tapahtuvat joustoväleissä. Lisäksi ensimmäisen joustovälin yhteydessä tapahtuu suurempi muodonmuutos kuin toisen joustovälin yhteydessä. Tällöin kantajan laippojen välisen kääntymisen vaikutukset ryntögeometriaan korjataan dynaamisesti etenkin 15 ensimmäisessä joustovälissä. Molemmissa joustoväleissä korjataan toleranssivirheitä. Pelkkiä toleranssivirheitä korjattaessa joustot olisivat ajanmittaa keskiarvoina samat molemmissa j oustoväleissä.
20 Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa
Kuva 1 esittää keksinnön mukaisen planeettavaihteiston akse- 25 Iin yläpuolisen osan halkileikattuna, ^ Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen planeettapyörän akselin c\i , kiinnitettynä kantajaan, a 1 Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen planeettapyörän akselin co mitoitettuna, x £ 30 Kuva 4 esittää keksinnön mukaisen planeettapyörän akselin g eräässä kuormitustilanteessa, ja o g Kuva 5 esittää kantajan kiertyneenä keksinnön mukaisen tapin o ollessa kantajan laippojen välillä.
Kuva 6a esittää periaatteellisesti kuormittamattoman akselin, 35 jonka jäykkyys on koko matkalta sama, 6
Kuva 6b esittää periaatteellisesti kuormitetun akselin, jonka jäykkyys on koko matkalta sama, ja Kuva 6c esittää periaatteellisesti kuormitetun akselin, jonka jäykkyys vaihtelee akselin pituussuunnassa.
5
Kuvassa 1 esitettyyn keksinnön mukaiseen planeettavaihtee-seen 100 kuuluu keskeisimpinä osina aurinkopyörä 12, hammaske-hä 10 ja planeettapyörästö 14. Aurinkopyörällä 12, hammaskehäl-lä 10 ja planeettapyörästöllä 14 on kaikilla sama keskiakse-10 li 16. Toisin sanoen hammaskehä 10 sijaitsee aurinkopyörän keskiakselin 16 ympärillä. Planeettapyörästö 14 sijaitsee aurinkopyörän 12 ja hammaskehän 10 välissä koskettaen molempia. Toisin sanoen planeettapyörästö on toiminnallisessa yhteydessä eli rynnössä kehäpyörän hammastuksen ja aurinkopyörän hammastuk-15 sen kanssa. Planeettapyöriä planeettapyörästössä on vähintään kolme. Planeettapyörästöllä 14 on sama keskiakseli 16 kuin aurinkopyörällä 12. Puolestaan jokaisella planeettapyörällä 18 on oma akseli 20, jonka ympäri planeettapyörä pyörii. Planeetta-pyörällä on sisäkehä 26 ja ulkokehä 28. Näistä ulkokehällä 28 on 20 planeettapyörän 18 hammastus 30. Planeettavaihteeseen kuuluu voiman sisääntuloakseli 46, joka on kiinni planeettapyörästön 14 kantajassa 22. Planeettapyörästön 14 kantajaan 22 kuuluu ensimmäinen laippa 24 ja toinen laippa 25. Ensimmäinen laippa 24 on sisääntuloakselin 46 puolella, tarkemmin sisääntuloakseli on 25 kiinnitetty ensimmäiseen laippaan. Kullakin planeettapyörällä 18 ^ on akseli 20, jolla on ensimmäinen pää 19 ja toinen pää 21.
^ Planeettapyörä 18 on sovitettu pyörimään akselin 20 ympäri.
05 ? Planeettapyörän 18 akselin 20 ensimmäinen pää 19 on kiinnitetty co kantajan 22 ensimmäiseen laippaan 24 akselin 20 ensimmäisestä x £ 30 kiinnityspäästä 62 tukipituudelta f, ja vastaavasti planeettako pyörän 18 akselin 20 toinen pää 21 on kiinnitetty kantajan 22 § toiseen laippaan 25 toisesta kiinnityspäästä 63 tukipituudelta g ri 32 kunkin planeettapyörän 18 sisäkehän 26 ja planeettapyörän 35 18 akselin 20 välille tuettuna kiinteästi planeettapyörän 18 akseliin 20. Kullakin laakerilla 32 on sisärengas 34, vierintä- o (kuva 3) . Planeettavaihteeseen 100 kuuluu ainakin yksi laake-
CVJ
7 elimet 36 ja ulkorengas 38. Lisäksi planeettapyörän 18 akselin 20 ensimmäisen kiinnityspään 62 ja lähimmin laakerin 32 välissä on jouston salliva rakenne 40 ryntö-geometrian dynaamiseksi sovittamiseksi (kuva 2). Toisin sanoen planeettapyörän 18 5 akselin 20 ensimmäisen pään 19 yhteyteen kuuluu jouston salliva rakenne 40 ryntö-geometrian dynaamiseksi sovittamiseksi. Tällöin kantaja voidaan valmistaa entistä kevyemmäksi, sillä kantajan laippojen välillä tapahtuva kiertyminen voidaan kompensoida jouston sallivalla rakenteella. Toisaalta kevennettäessä kanta-10 jaa pitää kantajan laippojen välisestä kiertymisestä syntyvät muodonmuutokset pystyä käsittelemään säilyttäen ryntögeometria. Kantajan laippojen sallitaan kiertyvän toisiinsa nähden aiempaa enemmän, sillä planeettapyörän akseli muuttaa muotoaan kompensoiden laippojen välillä tapahtuvaa kiertymistä. Tällöin ryntö-15 geometriaa säädetään dynaamisesti. Jouston sallivan rakenteen taipuma voi olla jopa yli yhden prosentin akselin paksuudesta. Keksinnön mukaisessa planeettavaihteessa planeettapyörän akselilla kompensoidaan kantajassa tapahtuvaa kiertymistä. Esimerkkinä kantajan keventämisestä voidaan antaa nimellisteholtaan 20 1500 kW: n vaihde, jonka kantaja on perinteisesti painanut reilun 2000 kg. Kantajaa voidaan keventää parhaimmillaan siten, että sen painoksi jää vain 1500 - 1600 kg. Tällöin kevennys olisi noin 25 %. On mahdollista, että näin huomattava kantajan keventäminen aiheuttaa liikaa joustoa. Voidaankin sanoa, että kanta-25 jaa voidaan varmasti keventää n. 10 %, joka sekin on perinteisen i- mitoituksen valossa huomattava muutos. Lisäksi yhtäaikaisesti , voidaan kompensoida toleranssivirheitä, joita ovat esimerkiksi 05 ? jakovirhe, epäkeskeisyys ja akselin tai hammastuksen suuntavir- 00 he.
1 30 g Yksipuoleisen kantajan yhteydessä, jollainen on esitetty esimer- § kiksi patenttihakemuksessa WO 2005/038296, on haasteellista oo o käyttää vinohammastusta. Kuitenkin vaihteen käynnin tasaisuuden
(M
kannalta vinohammastus on hyvin keskeistä. Toisin sanoen vino-35 hampaisella vaihteella päästään tasaiseen käyntiin. Kun lisätään hampaiden vinouskulmaa, saadaan vaihteessa esiintyvää tärinää 8 vähennettyä. Toisaalta vinouskulma ei saa olla turhan suurikaan, sillä vinouskulman kasvaessa laakeriin kohdistuvat voimat kasvavat. Joustavan akselin kanssa vinouskulmana voi olla 0,5° -4°, edullisesti 1° - 2°. Tällöin kuormitukset laakereihin saa-5 daan sopivalle tasolla yhtäaikaisesti tasaisen ja tärinättömän käynnin kanssa. Tärinätön käynti puolestaan on keskeistä, jotta vaihteesta saadaan käyntiääneltään hiljainen. Tärinätön käynti ja hiljainen käyntiääni ovat erityisen keskeisiä tuulivoimaloissa. Tärinätön käynti on keskeistä vaihteiden keston kannalta. 10 Puolestaan hiljainen käyntiääni on keskeistä, että tuulivoimaloita voidaan sijoittaa vapaasti monenlaisiin paikkoihin.
Tekniikan tason yksipuoliseen planeettavaihteeseen verrattuna kaksi laippaa kantajassa tekee rakenteesta jäykemmän, joka 15 mahdollistaa muun rakenteen kannalta paremmin hallittavan kokonaisuuden. Toisin sanoen akseli saadaan tuettua paremmin kaksilaippaiseen kantajaan kuin yksilaippaiseen, jolloin kantajaan tulee pienemmät kuormat ja jännitykset saadaan hallittua paremmin kuin yksilaippaisessa rakenteessa. Lisäksi jännitykset 20 jakaantuvat tasaisemmin laakereiden kesken. Kaksi laippaa mahdollistaa kokonaisuudessaan edullisemman jännitysjakauman kuin yksilaippainen.
Kuvassa 1 esitettyä keksinnön mukaista planeettavaihdetta 100 25 voidaan käyttää tuulivoimalan kaksiportaisessa planeettavaih-^ teistossa ensimmäisenä planeettavaihteena. Yksiportainen pla- ^ neettavaihde voi olla liitettynä myös suoraan generaattoriin.
CD
? Sisääntuloakseliin 46 kiinnitetään siivistö (ei esitetty).
co
Sisääntuloakselin 46 ja aurinkopyörän 12 keskellä kulkee ontto x £ 30 kanava 48, jonka kautta viedään siivistölle ohjauskäskyt esimer- co kiksi siivistön lapakulmien säätämiseksi. Toisaalta planeetta- ίο vaihteita voidaan yhdistellä monilla muillakin tavoilla, jotta oo o saadaan vaihteistoon haluttu välityssuhde. Planeettavaihteella C\l tarkoitetaan tässä yksiportaista planeettavaihdetta, jollaisia 35 voidaan yhdistää halutusti koottaessa planeettavaihteistoja.
9
Kuvassa 1 esitetyssä keksinnön mukaisessa planeettavaihtees-sa 100 laakerin 32 sisärengas 34 ja planeettapyörän 18 akseli 20 on kiinnitetty toisiinsa ahdistussovitteella 64. Planeettapyörän 18 akselin 20 ja laakerin 32 välillä on lukitustappi 44, jonka 5 kautta voidaan johtaa voiteluöljyä laakerille 32. Laakeri voi olla vakiolaakeri. Kantajan materiaali on tyypillisesti valurautaa. Puolestaan muut osat, esimerkiksi akselit, holkit, kehäpyörä, aurinkopyörä ja planeettapyörät ovat tyypillisesti rakenneterästä.
10
Kuvassa 1 esitettyyn planeettavaihteeseen 100 planeettapyörän 18 akselin 20 ensimmäisen pään yhteyteen 19 kuuluu ensimmäinen jouston salliva rakenne 40 ja toisen pään 21 yhteyteen kuuluu toinen jouston salliva rakenne 41 ryntögeometrian dynaamiseksi 15 sovittamiseksi. Kyseinen rakenne on erityisen hyödyllinen, kun planeettapyöriä on neljä tai enemmän. Tarkemmin sanottuna planeettapyöriä on 4 - 12, edullisesti 4-7. Tällöin pienetkin toleranssivirheet aiheuttavat erilaisen kuormituksen planeetta-pyörien välille. Käytettäessä keksinnön mukaista akselia jous-20 tonsallivilla rakenteilla 40, 41 neljän tai useamman planeetta-pyörän kanssa hyöty korostuu, sillä kolme planeettapyörää korjaa itsessään hieman toleranssivirheitä.
Kuvassa 1 esitetyssä keksinnön mukaisessa planeettavaihtees- 25 sa 100 planeettapyörän 18 sisäkehä 26 on muodostettu suoraan ^ laakerin ulkorenkaaksi 38. Tämän keksinnön kannalta planeetta- pyörä on itsessään jäykkä ja joustamaton. Kyseinen toteutusmuoto σ> on edullinen, sillä rakenteesta saadaan kestävämpi sisäkehän 26 co ollessa suoraan ulkorengas 38. Lisäksi toleranssivirheet vähene-x £ 30 vät, kun valmistettavia kappaleita on vain yksi kahden sijasta.
cd Kokonaisuudessaan voidaan todeta, että sisäkehän ollessa suoraan o § ulkorengas, saadaan samaan tilaan mahtumaan erillisrakennetta oo o kestävämpi ja tehonsiirtokykyisempi rakenne.
CM
35 Voidaan ajatella valmistettavan myös erikoistapaus, jossa laakerin sisärengas on akseli. Kyseinen sovellusmuoto mahdollis 10 taa valmistettavien kappaleiden vähentämisen. Kuitenkin kokoonpanon kannalta kyseisellä sovellusmuodolla on omat haasteensa.
Kuvassa 1 esitetty keksinnön mukainen planeettavaihteisto on 5 suunniteltu siten, että planeettavaihteen kautta välitettävä suurin nimellisteho on 1 - 15, edullisesti 3 - 10, megawattia. Paras hyöty keksinnöstä saadaan, kun siirrettävä teho on yli 250 kW, edullisesti 500 kW, akselia kohden. Tällöin akseli taipuu mitattavasti suurella kuormituksella. Taipuma on prosen-10 tin luokkaa. Kun kyseisen planeettavaihteen lävitse viedään näin suuria tehoja, tapahtuu kantajassa joustoa. Siten rakenteessa esiintyy elastisuutta, vaikka se sinällään onkin melkoisen jäykäksi suunniteltu. Kantajaa voidaan keventää tunnettuun verrattuna. Lisäksi planeettavaihteiston kokoluokan ollessa näin 15 suuri saadaan planeettapyörien lisäämisestä huomattavaa etua, sillä lisättäessä planeettapyöriä voidaan entistä pienemmästä planeettavaihteesta viedä lävitse sama entinen teho. Toisin sanoen tietyn kokoisesta planeettavaihteesta voidaan viedä lävitse entistä suurempi teho, kun planeettapyörien määrää 20 lisätään kolmesta. Kuten edellä on todettu, lisättäessä planeettapyörien määrää kolmesta menetetään rakenteen mittavirhesietoi-suutta. Planeettavaihteiston koon pienentäminen perustuu edellä esitetysti kahteen seikkaan. Ensinnäkin, kun kantajalle sallitaan joustoa, kantajaa voidaan keventää. Toiseksi, kun akseli 25 kompensoi toleranssivirheitä, planeettapyörien määrää voidaan <- lisätä, o
(M
O)
Kuvassa 2 esitetään keksinnön mukainen planeettapyörän 18 co akseli 20 kiinnitettynä kantajaan 22. Planeettapyörän 18 akse-x £ 30 liin 20 kuuluu keskialue 60, joka tuettuna kiinteästi lääkekö riin 32. Laakereita 32 on kaksi ja laakereiden sisärenkaiden 34 § välissä on välirengas 50. Planeettapyörän akseliin kuuluu myös o ensimmäinen kiinnityspää 62, josta planeettapyörän 18 akseli 20 on tuettuna ensimmäiseen laippaan 24, ja toinen kiinnityspää 63, 35 josta planeettapyörän 18 akseli 20 on tuettuna toiseen laippaan 25. Lisäksi ensimmäisen kiinnityspään 62 ja keskialueen 60 11 välissä on joustoväli a akselin 20 muodonmuutosten sallimiseksi. Toisin sanoen akselin muodonmuutokset tapahtuvat pääasiallisesti tällä joustovälillä a. Joustoalueen a osalla ensimmäinen laippa 24 ei tue planeettapyörän akselia 20, jolloin akseli 5 pääsee joustamaan keskialueen ulkopuolella. Jouston tapahtuessa keskialueen ulkopuolella laakeriin kohdistuvia rasituksia saadaan minimoiduksi.
Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukainen planeettavaihde, jossa 10 joustovälin a jäykkyys El! on alle 60 %, edullisesti alle 50 %, keskialueen 60 jäykkyydestä EI2. Jäykkyyden EI muuttuessa kimmokerroin pysyy tyypillisesti samana ja hitausmomentti I muuttuu. Joustovälin jäykkyydellä tarkoitetaan joustovälin keskimääräistä jäykkyyttä. Vastaavasti keskialueen jäykkyydellä tarkoitetaan 15 keskialueen keskimääräistä jäykkyyttä. Akselissa joustovälillä ja keskialueella olevat muotoilut luovat joustovälille ja keskialueelle erilaisia hitausmomentteja ja edelleen erilaisia j äykkyyksiä.
20 Kuvassa 2 esitetyn keksinnön mukaisen planeettapyörän akseli 20 on kiinnitettynä kantajaan 22. Akselin 20 toisen kiinnityspään 63 ja keskialueen 60 välissä on toinen joustoväli b. Ensimmäinen joustoväli ja toinen joustoväli toimivat yhdessä muodostaen akselin, joka sallii suunnitellusti mittavirheitä ja muodonmuu-25 toksia. Toisen joustovälin jäykkyys on alle 75 %, edullisesti ^ alle 60 %, keskialueen jäykkyydestä. Toisen joustovälin jäykkyys ^ on edullisesti suurempi kuin ensimmäisen joustovälin jäykkyys.
O) o
CO
Kuvassa 2 esitetyssä akselissa ensimmäinen joustoväli a on x £ 30 vähintään 1,1, edullisesti 1,6 kertaa toinen joustoväli b.
g Kyseinen rakenne on edullinen käytettäväksi, sillä molemmat § joustovälit kompensoivat mittavirheitä. Kuitenkin kantajan o laippojen välistä kiertymistä kompensoi etenkin joustoväli a.
CM
Tämä vuoksi joustoväli a on pidempi kuin joustoväli b. Molemmat 35 joustovälit sallivat tällöin toleranssivirheiden korjaamista.
12
Ensimmäinen joustoväli kompensoi kantajan laippojen välistä taipumaa ollessaan toista joustoväliä pidempi.
Kuvassa 2 on esitetty planeettapyörän akseli planeettapyörien 5 kiinnittämiseksi planeettavaihteen kantajaan. Voima kantajaan 22 on sovittu tuotavan voiman sisääntuloakselilla 46. Kantajaan 22 kuuluu ensimmäinen laippa 24 ja toinen laippa 25, ja ensimmäinen laippa 24 on sisääntuloakselin 46 puolella. Planeettapyörän 18 akseliin 20 kuuluu ensimmäinen pää 19, joka on sovitettu kiinni-10 tettävän ensimmäisen laipan 24 yhteyteen. Vastaavasti planeetta-pyörään kuuluu toinen pää 21, joka on sovitettu kiinnitettävän toisen laipan 25 yhteyteen. Lisäksi planeettapyörän 18 akselin 20 ensimmäiseen päähän 19 kuuluu joustoreikä 66.
15 Kuvassa 2 kantajan 22 ensimmäiseen laippaan 24 on tehty jousto-välille a muotoilu 56, joka mahdollistaa akselin joustamisen akselin koskettamatta kantajaa joustovälillä.
Kuvassa 3 esitetään keksinnön mukaisen planeettapyörän akseli 20 mitoitettuna. Akselin 20 keskialueella 60 on pituus h. Laakerilla 32 on leveys H. Lisäksi keskialueen 60 pituus h on 85 -100 %, edullisesti 90 - 99 % laakerin 32 leveydestä H. Tällöin laakerin kannatetaan sisäpinnaltaan tukevasti akselilla. Keskialueen 60 pituus h on 300 - 900 mm, edullisesti 400 - 700 mm.
25 g Kuvassa 3 esitetyssä keksinnön mukaisessa akselissa 20 ensimmäi-
CM
^ sellä kiinnityspäällä 62 on tukipituus f. Ensimmäisellä laipalla ^ 24 on paksuus F. Ensimmäisen kiinnityspään 62 tukipituus f on co 50-90 %, edullisesti 60 - 80 % ensimmäisen laipan 24 paksuu-
X
£ 30 desta F. Ensimmäisen laipan 24 paksuus F on akselin pään 19 ja g laakerin 32 välinen matka. Puolestaan akselin toisella kiinni- o g tyspäällä 63 on tukipituus g. Toisella laipalla 25 on paksuus G.
o o Lisäksi toisen kiinnityspään 63 tukipituus g on 75 - 95 %, edullisesti 75 - 85 % toisen laipan 25 paksuudesta G. Toisen 35 laipan 25 paksuus G on akselin toisen pään 21 ja laakerin 32 välinen matka.
13
Kuvassa 3 esitetyssä keksinnön mukaisessa akselin 20 ja kantajan 22 muodostamassa kokonaisuudessa toisen kiinnityspään 63 tukipituus g kattaa suuremman osan toisen laipan 25 paksuudesta G kuin ensimmäisen kiinnityspään 62 tukipituus f kattaa 5 ensimmäisen laipan 24 paksuudesta F. Tällöin akseli pääsee muotoutumaan halutusti kääntäjän laippojen välisen kiertymisen kompensoimiseksi.
Kuvassa 3 esitettyyn keksinnön mukaisen planeettapyörän 18 10 akselin 20 ensimmäiseen päähän 19 kuuluu joustoreikä 66 akselin ensimmäisen pään jouston lisäämiseksi. Tässä reikä tulee ymmärtää laajasti kattaen erilaiset kolot. Joustoreiän 66 ovat syvyys e on 80 - 180 mm, edullisesti 110 - 150 mm. Puolestaan joustoreiän 66 halkaisija d on 30 - 70 mm, edullisesti 15 40 - 60 mm. Kyseisillä dimensioilla joustoreikä eroaa selvästi voiteluaineen rei'istä, jotka ovat halkaisijaltaan huomattavasti pienempiä. Voiteluaineen syöttämiseksi tarkoitetulla reiällä ei ole vastaavaa vaikutusta akselin jäykkyyteen kuin joustoreiällä. Puolestaan pituudeltaan voitelureiät ulottuvat pitkälle akse-20 liin. Voitelureikien kautta voidaan johtaa voiteluainetta, mutta joustoreiät ovat edullisesti umpinaisia.
Kuvassa 3 esitetyssä akselin ja kantajan kokonaisuudessa joustoreiän syvyys e on 80 - 150 %, edullisesti 100 - 130 % ensimmäi-25 sen laipan 24 paksuudesta F. Tällöin jousto saadaan tapahtumaan i- halutusti ensimmäisellä joustovälillä.
o J
CM
05 ? Kuvassa 3 esitetyssä akselissa 20 joustoreiän 66 on syvyys e on co 100 - 300 %, edullisesti 105 - 200 % ensimmäisen kiinnitys-x £ 30 pään 62 tukipituudesta f. Tällöin jousto tapahtuu akselissa co osalla, joka ei ole kiinni laipassa, o
LO
00 edullisesti 130 - 200 mm. Puolestaan joustoreiän 66 halkaisija d 35 on 20 - 50 %, edullisesti 30 - 40 %, akselin halkaisijasta D. Tällöin joustoreikä vaikuttaa merkittävästi akselin joustoon.
o Kuvassa 3 esitetyn akselin 20 halkaisija D on 100 - 240 mm,
CM
14
Kuvassa 4 esitetään keksinnön mukainen planeettapyörän elastinen akseli 20 kuormitettuna. Tällöin elastiseen akseliin vaikuttavat voimat ovat saaneet sen joustamaan. Akseli 20 ja edelleen sen keskiakseli 54 ovat taipuneet. Tällöin laakerin 32 keskiakse-5 li 52 on akselin 20 päiden 19, 21 kohdalla erisuuntainen kuin akselin 20 keskiakseli 54. Kuvassa esitetty tilanne on liioiteltu, jotta siinä näkyy akselin toimintaperiaate. Akselin kompensoidessa kantajan laippojen välistä joustoa laakeri pysyy oleellisen samassa asennossa kuin kuormittamattomassa tilassa, 10 jossa ei ole tapahtunut kantajan joustoa. Kuvassa esitetty tilanne on vain eräs kuormitustilanne, jossa akseli taipuu molemmista päistään toleranssivirheiden takia ja lisäksi ensimmäisestä päästään kompensoidakseen kantajan laippojen kiertymistä toistensa suhteen.
15
Kuvassa 5 esitetään keksinnön mukaisessa planeettavaihteessa käytettävä kantaja 22, jonka ensimmäinen laippa 24 ja toinen laippa 25 ovat kiertyneet toisiensa suhteen. Keksintö mahdollistaa toleranssivirheiden korjaamisen lisäksi kiertymisestä 20 aiheutuvien suuntavirheiden kompensoinnin. Laippojen 24, 25 välissä olevat kannakset 42 ovat myös kiertyneet. Laippojen 24, 25 ja kannaksien 42 kiertymisestä on aiheutunut laippojen 24, 25 vääntymistä. Kuvassa näkyvä kiertyminen ja vääntyminen ovat liioiteltuja, jotta kuvasta näkee paremmin miten keksinnön 25 mukaisen akselin elastinen rakenne korjaa kiertymisen ja väänty- i- misen vaikutuksia. Laakerin sisärenkaiden 34 keskiakselit 52 o , ovat yhdensuuntaisia kantajan 22 ja samalla aurinkopyörän 05 ? keskiakselin 16 kanssa. Sisärenkaiden 34 keskiakseli 52 on co teoreettinen ja käytännössä sitä vastaa akseli 20 kuormittamat-
X
£ 30 tomassa tilassa (kuva 2). Laakereiden sisärenkaat 34 ovat siten g edelleen kuormitettuina oleellisen yhdensuuntaisia kantajan ja § edelleen aurinkopyörän keskiakseliin 16 nähden kuten kuormitta- oo o mattominakin.
(M
35 Kuvassa 5 vaikka akseli taipuu päiden yhteydestä akselin keskikohta muodostaa laakereiden sisärenkaille 34 ja samalla planeet- 15 tapyörille 18 keskiakselin 52 (kuva 4) . Laakerin sisärenkaiden 34 keskiakseli 52 on oleellisen yhdensuuntainen kantajan 22 keskiakselin 16 kanssa kuormitetussakin tilassa. Siten kantajan kiertymisestä johtuva akselin vääntyminen ei aiheuta 5 huomattavia suuntavirheitä planeettapyöriin. Planeettapyörän akseli 20 (kuva 1) voi olla valmistustarkkuudesta johtuen alkujaankin hieman erisuuntainen kuin aurinkopyörän keskiakseli 16. Keksinnön mukainen akseli sallii laakerin sisärenkaiden ja siten planeettapyörien kääntymisen voimien vaikutuksesta. 10 Lopullisena etuna keksinnön mukaisella joustovälillä elastisella akselin saavutetaan optimaalinen ryntökäyttäytyminen, jolloin kuormat jakautuvat tasaisemmin planeettapyörien kesken. Lisäksi kuormat jakautuvat kussakin planeettapyörässä ja rynnössä tasaisesti myös käytettäessä uudenlaista entistä keveämpää 15 kantaja.
Kuvassa 6a esitetään periaatteellisesti akseli 20, jonka jäykkyys EIX on sama akselin 20 koko matkalla eli mitalla. Akseli 20 on kuormittamattomassa tilassa. Kun akseli on kuormittamattomas-20 sa tilassa, akseliin ei kohdistu voimia kantajan kiertymisestä eikä planeettapyörän ryntökäyttäytymisestä.
Kuvassa 6b esitetään periaatteellisesti kuvan 6a mukainen akseli 20 kuormitustilanteessa. Akseli 20 on kiinnitetty ensim- 25 mäisestä päästään 19 ensimmäiseen laippaan 24 ja toisesta ^2 päästään 21 toiseen laippaan 25. Akselin 20 jäykkyys El! on o ^ akselin koko mitalla sama. Laippojen 24 ja 25 siirtymisestä σ> ? toistensa suhteen eli kantajan kiertymisestä johtuvan vääristy en >- vän vb seurauksena akseli muotoutuu. Tällöin laakerista välittyy g 30 akseliin voimat Flb ja F2b. Alaindekseillä b ja c viitataan cd kuviin 6b ja 6c. Akselissa tapahtuu laakeripisteiden eli voimien o to Flb ja F2b välillä virhe Ab. Muodonmuutoksesta johtuen akseliin o o liitetyn planeettapyörän ryntökäyttäytymisessä ilmenee ongelmia.
Laakerista akseliin 20 kohdistuva voima Flb on huomattavasti 35 suurempi kuin laakerista akseliin 20 kohdistuva toinen voima F2b. Voimat ovat huomattavasti epätasapainossa.
16
Kuvassa 6b akseli 20 jakautuu alueisiin a', 60 ja b' . Puolestaan kuvassa 6c akseli jakautuu alueisiin a, 60 ja b. Verrattaessa kuvia 6b ja 6c voidaan todeta, että akselin pituussuunnassa aluetta a' vastaa alue a ja aluetta b' vastaa alue b. Alue a' ei 5 ole kuitenkaan varsinainen joustoalue, sillä alueen a' jäykkyys on sama kuin keskialueen 60 jäykkyys.
Kuvassa 6c esitetään periaatteellisesti keksinnön mukaisen akselin 20 kuormitustilanne. Akseli jakautuu kolmeen alueeseen 10 a, 60 ja b, joilla on jäykkyydet EI2j Eli ja EI3. Akseli 20 on tuettu ensimmäisestä päästä 19 ensimmäiseen laippaan 24 ja toisesta päästä 21 toiseen laippaan 25. Ensimmäisen laipan 24 ja keskialueen 60 välissä olevan joustovälin a jäykkyys EI2 on alle 60 %, edullisesti alle 50 %, keskialueen 60 jäykkyydestä Eli.
15 Tällöin joustoalue joustaa halutusti kantajan laippojen kierty- misestä johtuvan vääristymän vc seurauksena. Akselissa on laake- ripisteiden välillä virhe Ac eli voimien Flc ja F2c välille aiheutuu virhe Ac. Toisin sanoen voimien Flc ja F2c väliselle keskialueella 60, joka on tuettuna kiinteästi laakeriin, muodos- 20 tuu virhe Ac. Tällöin akselin ympärillä olevasta laakerista välittyy akseliin voimat Flc ja F2c. Akseliin, jossa on joustovä- li, aiheutuva vääristymä Ac on pienempi kuin akseliin, jossa ei ole joustoväliä, aiheutuva vääristymä Ab. Toisin sanoen jousto- välin omaava akseli ei pyri kääntämään planeettapyörää väärään ^ 25 asentoon yhtä voimakkaasti kuin akseli, jossa ei ole joustovä- o , liä. Akselin, jossa ei ole joustoväliä, jäykkyys on sama koko σ> ? akselin mitalla, co dc Verrattaessa kuvia 6b ja 6c nähdään, että molemmissa kuvissa cd 30 kantajan laipat ovat siirtyneet toistensa suhteen matkan v, o § tarkemmin kuvassa 6b matkan vb ja kuvassa 6c matkan v . Tällöin oo § akselin on mukauduttava kantajan muodonmuutokseen v. Kun
CM
akselin 20 joustoalueen a jäykkyys EI2 on alle 60 %, edullisesti alle 50 %, keskialueen 60 jäykkyydestä EI2, virhe Ac saadaan 17 lähelle nollaa laajalla kuormitusalueella. Toisin sanoen virhe Ac on huomattavasti pienempi kuin virhe Ab.
Akseleiden jäykkyyden pienentyessä akselit estävät entistä 5 vähemmän kantajan laippojen välistä liikahtamista. Tällöin kantaja saattaa muotoutua hieman enemmän kuvan 6c tapauksessa kuin kuvan 6b tapauksessa. Toisin sanoen Vc voi olla hieman suurempi kuin Vb. Kantajan kasvanut kiertyminen ei aiheuta kuitenkaan ongelmia, kun akselissa olevat joustoalueet a ja b 10 kompensoivat kantajan kiertymistä. Tällöin kantajan kasvaneesta kiertymisestä huolimatta laakeripisteiden välinen virhe pienenee .
Akselissa olevat joustoalueet kompensoivat kantajan kiertymistä 15 siten, että kantajaa voidaan jopa keventää ja laakeripisteiden välinen virhe on edelleen pienempi kuin alkuperäisessä konstruktiossa.
Kuvassa 6c esitetyssä akselissa 20 toisen pään 21 ja keskialueen 20 60 välissä on toinen joustoväli b. Toisen joustovälin b jäykkyys EI3 on alle 75 %, edullisesti alle 60 %, keskialueen 60 jäykkyydestä Eli. Tämä edelleen mahdollistaa virheen V pienentämisen entistä laajemmalla kuormitusalueella. Akselin muotoileminen on yksinkertaisempaa kuin akselin valmistaminen useasta materiaa-25 lista, joilla on erilaiset kimmokertoimet. Akselia muotoillaan-q kin siten, että jäykkyyden muuttuessa hitausmomentti muuttuu
(M
^ kimmokertoimen pysyessä samana, o co
Kuvassa 6c esitetyssä akselissa ensimmäisen joustovälin a
X
o- 30 jäykkyys EI2 on alle 0,9, edullisesti alle 0,7 kertaa toisen § joustovälin b jäykkyys EI3.
o
LO
CO
o o Kuvassa 6c esitettyyn joustoon pääsemiseksi planeettapyörän akselin 20 ensimmäiseen kiinnityspäähän 62 kuuluu kuvassa 3 35 esitetty joustoreikä 66. Joustoreikä mahdollistaa akselin jäykkyyden laskemisen joustoalueella keskialueeseen verrattuna.
18
Jos jäykkyyttä laskettaisiin vastaavasti pelkällä akselin ulkopuolisella muotoilulla, akselista pitäisi tehdä huomattavasti ohuempi joustoalueelta.
5 Kuvassa 6c esitettyyn joustoon pääsemiseksi akselin 20 ensimmäisellä kiinnityspäällä 62 on tukipituus f ja joustoreiällä 66 on syvyys e, kuten on esitetty kuvassa 3. Joustoreiän 66 syvyys on 100 - 300 %, edullisesti 105 - 200 % ensimmäisen kiinnitys-pään 24 paksuudesta f.
10
Kuvassa 6c esitettyyn joustoon pääsemiseksi akselilla 20 on halkaisija D, ja joustoreiällä 66 on halkaisija d, kuten on esitetty kuvassa 3. Joustoreiän halkaisija on 20 - 50 %, edullisesti 30 - 40 % akselin 20 halkaisijasta D.
15
Lisättäessä planeettapyörien määrää kolmesta siirtymää aiheutuu myös mittavirheiden korjaamiseksi. Kyseistä asiaa voitaisiin havainnollistaa vastaavasti kuin kuvissa 6b ja 6c on havainnollistettu kantajan kiertymisestä eli laippojen välisestä siirty-20 mästä aiheutunutta vääristymää. Kyseistä asiaa ei kuitenkaan esitetä, sillä sen esittäminen ei ole relevanttia.
δ
CM
CD
O
CO
X
cc
CL
CD
O
O
LO
00
O
O
CM
Claims (8)
1. Planeettavaihde kierrosnopeuden nostamiseksi, johon planeetta- vaihteeseen kuuluu: 5. aurinkopyörä (12), jolla on keskiakseli (16), - hammaskehä (10), joka sijaitsee aurinkopyörän (12) ympärillä, ja hammaskehällä (10) on sama keskiakseli (16) kuin aurinkopyöräl-lä (12), - planeettapyörästö (14), johon kuuluu vähintään kolme planeetta-10 pyörää (18) asetettuna aurinkopyörän (12) ja hammaskehän (10) väliin koskettaen molempia ollen saman keskeinen aurinkopyörän (12) ja hammaskehän (10) kanssa, ja jossa kussakin planeettapyörässä (18) on sisäkehä (26) , ainakin yksi sitä kantava laakeri (36) ja edelleen tätä laakeria (36) kantava akseli (20), jolla on ensimmäi-15 nen pää (19), toinen pää (21), näiden välinen keskialue (60) ja planeettapyörä (18) on sovitettu pyörimään akselin (20) ympäri, - voiman sisääntuloakseli (46), - planeettapyörästön (14) kantaja (22), johon kuuluu ensimmäinen laippa (24) ja toinen laippa (25), ja ensimmäinen laippa (24) on 20 sisääntuloakselin (46) puolella, ja - jossa planeettapyörän (18) akselin (20) ensimmäinen pää (19) on kiinnitetty kantajan (22) ensimmäiseen laippaan (24) ensimmäisestä kiinnityspäästä (62) tukipituudelta (f), ja planeettapyörän (18) akselin (20) toinen pää (21) on kiinnitetty kantajan (22) toiseen 25 laippaan (25) toisesta kiinnityspäästä (63) tukipituudelta (g) , ensimmäiseen päähän (19) kuuluessa jouston salliva rakenne (40) ryntö-geometrian dynaamiseksi sovittamiseksi, ^ tunnettu siitä, että jouston salliva rakenne (40) käsittää ensimmäi- C\1 , sen kiinnityspään (62) ja keskialueen (60) välissä joustovälin (a) ja O) ? 30 akselin (20) ensimmäiseen päähän (19) muodostetun joustoreiän (66), co >- ja joka joustoväli (a) käsittää akselin ohennuksen keskialueen halit kaisijasta tukipituuden halkaisijaan keskialueen ja tukipituuden CL välissä ohennuksen sijoittuessa aksiaalisesti kokonaan keskialueen o (60) ulkopuolelle ja oleellisesti sanotun ensimmäisen laipan (24) LT) § 35 sisälle, o (M
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen planeettavaihde, tunnettu siitä, että planeettapyörän (18) akselin (20) toisen pään (21) yhteyteen kuuluu toinen jouston salliva rakenne (41) ryntögeometrian dynaamiseksi sovittamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen planeettavaihde, tunnettu siitä, 5 että joustovälin (a) jäykkyys (EI2) on alle 60 %, edullisesti alle 50 %, keskialueen (60) jäykkyydestä (EI2) .
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen planeettavaihde, tunnettu siitä, että toisen kiinnityspään (63) ja keskialueen (60) välissä on toinen 10 joustoväli (b).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen planeettavaihde, tunnettu siitä, että toisen joustovälin (b) jäykkyys (EI3) on alle 75 %, edullisesti alle 60 %, keskialueen (60) jäykkyydestä (EI2) . 15
6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen planeettavaihde, tunnettu siitä, että ensimmäinen joustoväli (a) on vähintään 1,1, edullisesti 1,6 kertaa toinen joustoväli (b).
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen planeettavaihde, ja ensimmäisellä laipalla (24) on paksuus (F), tunnettu siitä, että ensimmäisen kiinnityspään (62) tukipituus (f) on 50 - 90 %, edullisesti 60 - 80 % ensimmäisen laipan (24) paksuudesta (F).
8. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen planeettavaihde, ja toisella laipalla (25) on paksuus (G), tunnettu siitä, että toisen kiinnityspään (63) tukipituus (g) on 75 - 95 %, edullisesti 75 - 85 % ^ toisen laipan (25) paksuudesta (G). o (M σ> o i co X cc CL CO o o LO 00 o o CM
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085006A FI122381B (fi) | 2008-01-03 | 2008-01-03 | Planeettavaihde |
CN2009801017098A CN101918733A (zh) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | 行星式齿轮传动装置中的装置及行星式齿轮 |
BRPI0907259-4A BRPI0907259B1 (pt) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Disposição em um engrenamento planetário e engrenagem planetária |
PCT/FI2009/050001 WO2009083657A1 (en) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Arrangement in a planetary gearing and a planetary gear |
JP2010541076A JP5493079B2 (ja) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | 遊星ギヤ装置の構成、および遊星ギヤ |
EP09700110.1A EP2227643B2 (en) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Arrangement in a planetary gearing and a planetary gearing |
ES09700110T ES2587608T5 (es) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Disposición de un engranaje planetario y un engranaje planetario |
US12/811,647 US8241172B2 (en) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Arrangement in a planetary gearing and a planetary gear |
DK09700110.1T DK2227643T4 (da) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | Anordning i et planetgear og et planetgear |
KR1020107017233A KR101562077B1 (ko) | 2008-01-03 | 2009-01-02 | 유성 기어장치의 배열체 및 유성 기어 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085006A FI122381B (fi) | 2008-01-03 | 2008-01-03 | Planeettavaihde |
FI20085006 | 2008-01-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20085006A0 FI20085006A0 (fi) | 2008-01-03 |
FI20085006A FI20085006A (fi) | 2009-07-04 |
FI122381B true FI122381B (fi) | 2011-12-30 |
Family
ID=39004306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20085006A FI122381B (fi) | 2008-01-03 | 2008-01-03 | Planeettavaihde |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8241172B2 (fi) |
EP (1) | EP2227643B2 (fi) |
JP (1) | JP5493079B2 (fi) |
KR (1) | KR101562077B1 (fi) |
CN (1) | CN101918733A (fi) |
BR (1) | BRPI0907259B1 (fi) |
DK (1) | DK2227643T4 (fi) |
ES (1) | ES2587608T5 (fi) |
FI (1) | FI122381B (fi) |
WO (1) | WO2009083657A1 (fi) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1017854A3 (nl) * | 2007-11-21 | 2009-09-01 | Hansen Transmissions Int | Planetendrager van het kooivormig type. |
FI122381B (fi) | 2008-01-03 | 2011-12-30 | Moventas Oy | Planeettavaihde |
US8348803B2 (en) * | 2008-04-17 | 2013-01-08 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Planetary reduction gear apparatus |
US8672797B2 (en) * | 2008-09-10 | 2014-03-18 | The Timken Company | Power train for wind turbine |
US8313412B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-11-20 | Friede & Goldman, Ltd. | Gear assembly with asymmetric flex pin |
KR101375847B1 (ko) * | 2010-11-09 | 2014-03-17 | 두산중공업 주식회사 | 풍력발전기용 유성기어장치 |
US10605167B2 (en) | 2011-04-15 | 2020-03-31 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine front center body architecture |
US8366385B2 (en) | 2011-04-15 | 2013-02-05 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine front center body architecture |
DE102011075906A1 (de) * | 2011-05-16 | 2012-11-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Flexibler Planetenbolzen |
US8297916B1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-10-30 | United Technologies Corporation | Flexible support structure for a geared architecture gas turbine engine |
US9133729B1 (en) * | 2011-06-08 | 2015-09-15 | United Technologies Corporation | Flexible support structure for a geared architecture gas turbine engine |
US8550955B2 (en) * | 2011-08-16 | 2013-10-08 | General Electric Company | Pin for planetary gear system |
CN102442624B (zh) * | 2011-10-26 | 2013-07-24 | 杭州欧佩亚海洋工程有限公司 | 风电安装船行星差动升降装置 |
CA2789465C (en) * | 2011-10-27 | 2016-08-09 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine front center body architecture |
CN104081048B (zh) * | 2012-01-16 | 2017-04-05 | 米巴滑动轴承有限公司 | 风力发电设备 |
DE102012214023B3 (de) | 2012-08-08 | 2014-01-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Planetengetriebe mit Planetenträger |
DE102013205432B4 (de) * | 2013-03-27 | 2023-03-30 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Planetengetriebeanordnung mit mindestens zwei axial nebeneinander angeordneten Planetensätzen |
US9574653B2 (en) * | 2013-12-12 | 2017-02-21 | Sonnax Industries, Inc. | Ring gear stabilization for powerglide transmissions |
DE102014200808A1 (de) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Zf Friedrichshafen Ag | Bolzensitz mit Schlupf |
JP2016205603A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 遊星歯車減速機 |
FR3036763B1 (fr) * | 2015-05-27 | 2017-05-26 | Hispano-Suiza | Reducteur a train epicycloidal |
WO2017215758A1 (de) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Güdel Group AG | Planetengetriebe |
EP3708878B1 (de) | 2016-08-19 | 2023-04-19 | Flender GmbH | Planetenträger |
EP3502516A1 (de) | 2017-12-19 | 2019-06-26 | Flender GmbH | Planetengetriebe, antriebsstrang und windkraftanlage |
IT201800005822A1 (it) * | 2018-05-29 | 2019-11-29 | Attacco di un gruppo ingranaggio per un motore a turbina a gas | |
US11428310B2 (en) * | 2019-06-03 | 2022-08-30 | Allison Transmission, Inc. | Stepped spindle |
GB201917781D0 (en) | 2019-12-05 | 2020-01-22 | Rolls Royce Plc | Reliable gearbox for gas turbine engine |
GB201917762D0 (en) | 2019-12-05 | 2020-01-22 | Rolls Royce Plc | Reliable gearbox for gas turbine engine |
GB201917777D0 (en) * | 2019-12-05 | 2020-01-22 | Rolls Royce Plc | High power epicyclic gearbox and operation thereof |
GB201917760D0 (en) | 2019-12-05 | 2020-01-22 | Rolls Royce Plc | Aircraft engine |
FR3136533B1 (fr) | 2022-06-10 | 2024-06-14 | Safran Trans Systems | Porte-satellites pour un reducteur mecanique de turbomachine d’aeronef |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1197709B (de) * | 1963-12-24 | 1965-07-29 | Rheinstahl Huettenwerke Ag | Planetengetriebe mit Lastdruckausgleich |
US3381548A (en) * | 1966-07-25 | 1968-05-07 | Wuelfel Eisenwerk | Planetary gearing |
CH519666A (de) | 1970-02-02 | 1972-02-29 | Schweizerische Lokomotiv | Planetengetriebe |
FR2388158A1 (fr) * | 1977-04-20 | 1978-11-17 | Nadella | Galet de roulement |
US4280376A (en) * | 1979-05-17 | 1981-07-28 | Energistics, Inc. | Planetary gear system and gears therefore |
DE3046934A1 (de) * | 1980-12-12 | 1982-07-15 | Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal, 7480 Sigmaringen | Umlaufstirnzahnradgetriebe |
JPS58203251A (ja) | 1982-05-21 | 1983-11-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遊星歯車装置 |
FR2544043B1 (fr) * | 1983-04-07 | 1987-01-09 | Henry Andre | Dispositif de rattrapage de jeu angulaire pour reducteurs a trains planetaires et reducteur le comprenant |
US5102379A (en) | 1991-03-25 | 1992-04-07 | United Technologies Corporation | Journal bearing arrangement |
IT1250861B (it) * | 1991-11-12 | 1995-04-21 | Fiat Avio Spa | Riduttore di velocita' epicicloidale atto ad essere inserito nella trasmissione tra una turbina a gas ed il compressore d'aria di un motore aeronautico. |
IT1308368B1 (it) * | 1999-02-12 | 2001-12-17 | Fiatavio Spa | Perno per il collegamento di ruote dentate ad un organo di supporto etrasmissione provvista di tale perno. |
CN2559834Y (zh) * | 2002-05-17 | 2003-07-09 | 重庆齿轮箱有限责任公司 | 行星平行轴传动风力发电齿轮箱 |
US6964155B2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-11-15 | United Technologies Corporation | Turbofan engine comprising an spicyclic transmission having bearing journals |
US6994651B2 (en) * | 2003-10-07 | 2006-02-07 | The Timken Company | Epicyclic gear system |
GB0326951D0 (en) * | 2003-11-20 | 2003-12-24 | Hansen Transmissions Int | Gear transmission unit wit planetary gears |
JP4464669B2 (ja) * | 2003-12-03 | 2010-05-19 | 株式会社小松製作所 | 風力発電用増速機 |
DE102004004351B4 (de) | 2004-01-29 | 2006-06-08 | Nordex Energy Gmbh | Umlaufgetriebe für eine Windenergieanlage |
DE102004023151B4 (de) | 2004-05-07 | 2006-02-02 | Jahnel-Kestermann Getriebewerke Gmbh & Co. Kg | Umlaufgetriebe |
FI117252B (fi) | 2004-07-15 | 2006-08-15 | Moventas Oy | Sovitelma planeettavaihteistossa |
GB2413836B (en) | 2005-07-08 | 2006-04-12 | Orbital 2 Ltd | A gear mounting |
DE602006011904D1 (de) | 2005-08-01 | 2010-03-11 | Timken Co | Epizyklisches antriebssystem mit flexpins |
US8020665B2 (en) * | 2006-11-22 | 2011-09-20 | United Technologies Corporation | Lubrication system with extended emergency operability |
FI122381B (fi) | 2008-01-03 | 2011-12-30 | Moventas Oy | Planeettavaihde |
US8075442B2 (en) * | 2008-09-05 | 2011-12-13 | General Electric Company | System and assembly for power transmission and generation in a wind turbine |
US8550955B2 (en) * | 2011-08-16 | 2013-10-08 | General Electric Company | Pin for planetary gear system |
-
2008
- 2008-01-03 FI FI20085006A patent/FI122381B/fi active IP Right Grant
-
2009
- 2009-01-02 CN CN2009801017098A patent/CN101918733A/zh active Pending
- 2009-01-02 ES ES09700110T patent/ES2587608T5/es active Active
- 2009-01-02 KR KR1020107017233A patent/KR101562077B1/ko active IP Right Grant
- 2009-01-02 BR BRPI0907259-4A patent/BRPI0907259B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-01-02 DK DK09700110.1T patent/DK2227643T4/da active
- 2009-01-02 JP JP2010541076A patent/JP5493079B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-02 EP EP09700110.1A patent/EP2227643B2/en active Active
- 2009-01-02 WO PCT/FI2009/050001 patent/WO2009083657A1/en active Application Filing
- 2009-01-02 US US12/811,647 patent/US8241172B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100292044A1 (en) | 2010-11-18 |
DK2227643T4 (da) | 2019-08-12 |
ES2587608T5 (es) | 2019-12-03 |
JP2011508860A (ja) | 2011-03-17 |
FI20085006A (fi) | 2009-07-04 |
KR101562077B1 (ko) | 2015-10-20 |
BRPI0907259B1 (pt) | 2019-08-20 |
DK2227643T3 (en) | 2016-09-05 |
WO2009083657A9 (en) | 2010-04-08 |
BRPI0907259A2 (pt) | 2015-07-14 |
WO2009083657A1 (en) | 2009-07-09 |
EP2227643B1 (en) | 2016-05-25 |
ES2587608T3 (es) | 2016-10-25 |
EP2227643A4 (en) | 2011-08-03 |
EP2227643B2 (en) | 2019-05-01 |
KR20100116596A (ko) | 2010-11-01 |
JP5493079B2 (ja) | 2014-05-14 |
EP2227643A1 (en) | 2010-09-15 |
US8241172B2 (en) | 2012-08-14 |
CN101918733A (zh) | 2010-12-15 |
FI20085006A0 (fi) | 2008-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI122381B (fi) | Planeettavaihde | |
EP1685336B1 (en) | Gear transmission unit with planet carrier | |
KR20100124716A (ko) | 캐리어 비틀림이 보정되고, 플렉스핀 상에 탑재된 두 개의 피니언 어레이를 갖는 유성 기어 시스템 | |
JP4372157B2 (ja) | 遊星歯車装置を備える歯車伝動装置 | |
CN102272482B (zh) | 用于齿轮装置的组合齿轮部件和形成组合齿轮部件的方法 | |
EP1855001B1 (en) | A gearbox for a wind turbine | |
US20100303626A1 (en) | Epicyclic gear stage for a wind turbine gearbox, a wind turbine gearbox and a wind turbine | |
AU2004320940A1 (en) | Wind turbine drive assembly | |
CN102308124A (zh) | 带有锥形柔性销的齿轮组件 | |
US8357070B2 (en) | Method of compensating gear carrier bearing misalignment under load | |
EP2241780B1 (en) | Planetary reduction gear apparatus | |
EP2215357B1 (en) | Epicyclic gear stage for a wind turbine gearbox, a wind turbine gearbox and a wind turbine | |
JP6237273B2 (ja) | 風力発電装置用継手部材及び風力発電装置 | |
US8783134B2 (en) | Gearing | |
AU2008200952A1 (en) | Gear transmission unit with planet carrier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 122381 Country of ref document: FI |