[发明专利]一种风力发电机组齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其是涉及一种风力发电机组齿轮箱。

背景技术

当前，石油、煤炭等不可再生能源日渐枯竭，能源问题成为困扰世界经 济发展的首要问题，对各种可再生能源的利用日益受到重视。

风能是一种曾经获得广泛利用的可再生能源，在当今新的能源形势下， 对风能进行开发成为当前可再生能源利用的重点，利用风能发电是当前风能 利用的主要手段。

风力发电机组已经获得了广泛研究。风力发电机组使用大型的风轮获得 风力，带动发电机发电，从而实现风力发电。由于风轮在风力作用下的旋转 速度较慢，远远达不到发电机发电所需要的转速，因此，在风轮和发电机之 间，使用齿轮箱变速，将风轮一侧的较低转速增大为足够高的转速，驱动发 电机发电。

风力发电机组工作时受到为无规律的变向变负荷风力作用以及强阵风的 冲击，常年经受酷暑严寒、极端温差的影响，其工作条件极为恶劣。加之， 风力发电机组一般安装在高山、野外、荒滩、海岛等地点，并且安装底座往 往有几十米之高，其维修保养极其困难。因此，对风力发电机组的可靠性和 使用寿命有很高的要求，目前，通常对风力发电机组的无故障工作时间要求 高达二十年。在风力发电机组中，齿轮箱作为主要工作部位，由于机械结构 复杂，是故障概率最高的部件，因而，也是提高风力发电机组可靠性和使用 寿命的重点部位。要在长达二十年的时间中实现无故障运行，对齿轮箱的各 个组成元件都提出了较高的要求。此外，风力发电机组齿轮箱还需要满足一 般齿轮箱的其他工作要求。

不同的风力发电机组有不同的齿轮箱形式，按照传动类型划分，齿轮箱 可以分为圆柱齿轮增速箱、行星齿轮增速箱以及它们相互组合的齿轮箱。不 管具体形式如何变化，风力发电机组齿轮箱都具有若干旋转轴，支撑这些旋 转轴的零件是轴承，现有技术中，在风力发电机组齿轮箱中，一般使用滚动 轴承。

由于轴承对轴的旋转起支撑作用，因此，其对齿轮箱的工作有很大的影 响。首先，轴承摩擦是齿轮箱功率损失的主要来源之一；其次，轴承也是主 要的噪声部件；更为重要的问题是，齿轮箱工作时，轴和轴承的变形会引起 齿轮和轴承齿轮和轴承内外圈轴线的偏斜，使轮齿的载荷分布不均匀，降低 传动件的承载能力。当转速较高时，轴承的使用寿命也会急剧降低，成为影 响齿轮箱工作寿命的主要元件。

现有技术下，滚动轴承的结构如图1所示。该滚动轴承包括外圈11、滚 子12、内圈13。所述外圈11的内径形成外圈滚道，内圈13的外径形成内圈 滚道。另外，该滚动轴承和往往具有保持夹(图未示)。

如图1所示，内圈13的内圈滚道直径d1比装在外圈滚道滚动体的内接 圆的直径d2稍小，两者之间一般为间隙配合。这种情况下，一般只有运动到 下部的两到三个滚动体受力，加上内外圈的轴线不可能完全重合，这就使轴 在工作中不断作小幅度的周向摆动，使轮齿之间出现不均匀的载荷，降低了 传动件的承载能力，并且由于载荷不均匀更易造成轮齿的断齿。而且，轴承 滚动体本身受到变化很大的周期性交变负荷，造成轴承的疲劳寿命降低。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种风力发电机组齿 轮箱，该种齿轮箱的滚动轴承的滚动体受力均匀，可以极大减少所支撑的轴 的周向摆动，使轮齿之间载荷较为均匀，使传动件的承载能力增加，并可减 少轮齿出现断齿。另外，滚动轴承疲劳寿命得到有效延长。

本发明提供的风力发电机组齿轮箱，其齿轮箱中使用的轴承为空心圆柱 滚子轴承。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承包括外圈、空心圆柱滚子和内圈，所 述空心圆柱滚子为轴承的滚动体。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承中，内圈滚道的直径比装在外圈滚道 滚动体的内接圆的直径稍大，两者之间实现过盈配合。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承的外圈带有挡边，内圈不带有挡边； 或者相反，所述的空心圆柱滚子轴承的外圈不带挡边，内圈带有挡边。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承中，滚子没有保持夹。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承中，滚动体为单列、双列或多列的空 心圆柱滚子。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承的滚动体各列之间具有中挡边。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承的滚动体各列之间不设置中挡边。

优选地，所述的空心圆柱滚子轴承中，空心圆柱滚子的空心度为60％- 70％。