[发明专利]组合式风电增速箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合式风电增速箱，属于风力发电机组中的一个部件，主要应用在大功率风电机组中，如功率为2.5MW-10MW的风电机组中，甚至可以应用在功率大于10MW的风电机组中，具有可靠性高、易拆装、易维修等特点。

背景技术

风电增速箱是风力发电机组的重要机械部件，风电增速箱的主要功能是将风轮叶片在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使发电机得到相应的转速，从而实现发电机的发电功能。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所需要的转速，通过风电增速箱就能够把风轮的转速经过增速后输送到发电机中，从而提高了发电机的转速，使发电机达到发电所需的转速。由于风电机组在运行过程中受到无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，长年经受酷暑严寒和极端温差的影响，以及一些特殊气象状况的出现，皆可导致风电机组发生故障，而风电机组中狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动系统的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上，从而造成风电机组出现故障而停机。大量的实践证明，风电机组上的这个薄弱环节常常就是机组中的风电增速箱，也就是说风电增速箱是整个风电机组中故障发生率最高的部件。

传统的风电增速箱是整体式的，即风电增速箱中的一级行星和两级平行轴圆柱齿轮副同在一个箱体内，使得整个增速箱的体积和重量都很大，从而给风电增速箱的搬运和安装带来较大的不便。如申请日为2003年06月10日，公告号为CN2661956的中国专利中，公开了一种风电连轴增速箱，该增速箱就是整体式的，整体式结构的增速箱主要存在下列缺点：

1、由于风力资源在高山、荒野、海滩、海岛等处较为丰富，故风电机组必须安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，这就使得风电机组所处的自然环境较差，交通不便，从而给设备的运输和安装带来更大的困难。在现有的风电机组中，这类整体式风电增速箱是安装在塔顶机舱狭小空间内的，一旦风电增速箱出现故障，风电增速箱的维修就相当困难，不能在塔顶机舱内直接进行维修，需要将整个风电增速箱从塔顶上拆卸下来后再进行维修。因为这类风电增速箱的体积和重量都很大，导致整个风电增速箱从塔顶上拆卸下来十分的困难，只能使用专用的巨型吊车才能将塔顶上的风电增速箱吊到地面上，然后再对风电增速箱进行维修，这就大大提高了风电增速箱的维修费用，每次的维修成本就高达数十万元，且要耗费较多的人力资源和物力资源，从而提高了增速箱生产厂家的负担，增加了生产成本。

2、在传统的一级行星和两级平行轴圆柱齿轮传动增速箱中，由于斜齿内齿圈、行星轮、太阳轮依次啮合的结构特性，决定了支承行星轮的圆柱滚子轴承除承受正常的径向载荷外，还始终承受扭转力矩的作用，致使圆柱滚子轴承偏载，加剧了轴承的磨损，易造成行星轮的损坏，该部件就成了增速箱中故障率最高的环节。如申请日为2006年08月30日，公告号为CN200943679的中国专利中，公开的一种风电增速箱就是属于这种类型的风电增速箱，该增速箱中的行星轮和轴承极易损坏，使得设备的总体性能较差，需要经常进行维护和维修，而且该专利中的风电增速箱也是一体式的，使得设备的维护和维修极为不便。

虽然增速箱生产厂家不断采用新技术、新工艺提高增速箱的产品质量，如申请日为2008年11月12日，公告号为CN201293074的中国专利中，公开了一种双联行星双臂式风电增速箱，该增速箱中采用了双联行星双臂式的结构，虽然能对太阳轮轮齿的强度得到一定的提高，但是整体的结构较为复杂，设备的安装和拆卸较为困难，而且增速箱是一体式的结构，使用较为不便，设备的维修和维护成本高。又如申请日为2005年05月31日，公告号为CN2916260的中国专利中，公开了一种风电增速齿轮箱，该增速箱同样也为一体式的结构。由于增速箱是风电机组传递动力的主要载体，在强烈的冲击载荷等恶劣工况条件下，增速箱仍是风电机组中故障率最高的部件，增速箱生产厂家每年都为因增速箱故障停机而造成的损失付出大笔赔偿金，使得部分厂家的生产难以维系。

综上所述，风力发电属于清洁环保型能源，是国家大力支持的朝阳产业，发展空间巨大，研究出一种高可靠性以及便于维修的风电增速箱具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，高可靠性、易拆装、易维护的组合式风电增速箱。