[发明专利]行星齿轮机构、轴承结构、风力发电装置及行星齿轮的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及行星齿轮机构、轴承结构以及使用了它们的风力发电装置，尤其涉及行星齿轮机构的行星齿轮所适用的轴承结构。

背景技术

行星齿轮机构是作为增速器、减速器而被广泛使用的机构之一。行星齿轮机构具有能够以少的级数获得大的减速比，且能够传递大的转矩的优点。这样的优点适合于风力发电装置，行星齿轮机构作为风力发电装置的增速器被广泛采用。

将行星齿轮机构适用于风力发电装置时的一个问题是行星齿轮的轴承的寿命。在将行星齿轮机构作为风力发电装置的增速器使用的情况下，在行星齿轮上作用有大的载荷。作为行星齿轮机构的行星齿轮的轴承，当前大多使用滚动轴承，但在滚动轴承上作用有大的载荷时，会引起滚动轴承的寿命的降低。尤其是在近些年开发的大输出的风力发电装置中，载荷的增大成为重大的问题。

作为用于实现行星齿轮的轴承的长寿命化和小型化的方法，发明者研究出使用滑动轴承作为设置在行星齿轮的内周的轴承的方法。滑动轴承由于通过流体油膜压力来承受载荷，因此能耐受大的载荷。若适用耐受大的载荷的滑动轴承，则有可能会实现免维护的行星齿轮机构。

在滑动轴承的使用中，材质、结构的选择对寿命产生大的影响。尤其是在如风力发电装置那样载荷非常大的装置的行星齿轮机构的行星齿轮所适用的滑动轴承中，要求进行材质、结构的选择以耐受载荷。例如，通过背面金属来从背面支承由PEEK(聚醚醚酮)材料以外的树脂材料形成的表面层的结构的滑动轴承是能耐受高载荷的滑动轴承的结构之一。

另一方面，能耐受高载荷的滑动轴承在可成形的形状上存在制约，这在向行星齿轮的组装方面会产生困难性。例如，通过背面金属来从背面支承由PEEK材料以外的树脂材料形成的表面层的结构滑动轴承的制成对于特别大型的滑动轴承来说，在技术方面、成本方面难以成形为圆筒形(轴衬)，这样结构的滑动轴承例如成形为半圆筒形。另一方面，将成形为半圆筒形的滑动轴承向行星齿轮的内周面的组装存在困难性。轴承向行星齿轮的内周面的组装通常通过热装进行，但是无法通过热装来组装成形为半圆筒形的滑动轴承。另外，若通过焊接将滑动轴承接合于行星齿轮的内周面，则行星齿轮被局部性加热而容易引起热变形，并且无法进行滑动轴承的更换，因而不优选。例如在日本特开平11-201167号公报中也言及到滑动轴承的形状的制约。

专利文献1：日本特开平11-201167号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于能够将在可成形的形状上存在制约的轴承作为行星齿轮的轴承进行组装的技术。

在本发明的一个观点中，行星齿轮机构具备行星齿轮和插入到行星齿轮的行星销。行星齿轮具备：在外周面形成齿且设有贯通孔的齿轮部件；插入到贯通孔中，且设有供行星销插入的插入孔的中间壳体；与中间壳体的插入孔接合的多个滑动轴承部件。多个滑动轴承部件构成将行星销和行星齿轮保持成能够旋转的滑动轴承。

在一实施方式中，将中间壳体与滑动轴承部件以不可分离的方式接合，将行星齿轮与中间壳体以可分离的方式接合。在此，优选通过焊接将中间壳体与滑动轴承部件接合，通过热装将行星齿轮与中间壳体接合。

优选中间壳体在与行星轮架对置的面上具备作为推力轴承发挥功能的至少一个推力衬垫，其中，该行星轮架与行星销连结。在推力衬垫为多个的情况下，优选推力衬垫互相分离而配置成环状。

在本发明的另一观点中，轴承结构具备：中间壳体，其插入到在外周面形成有齿的齿轮部件上设置的贯通孔中，且设有供销插入的插入孔；多个滑动轴承部件，它们与所述中间壳体的所述插入孔接合。该多个滑动轴承部件构成滑动轴承。

在本发明的另一观点中，风力发电装置具备：风车转子，其包括旋翼头和与旋翼头结合的风车叶片；增速器，其包括与旋翼头连结的输入轴；发电机，其与增速器的输出轴连结。增速器包括行星齿轮机构。行星齿轮机构具备行星齿轮和插入到行星齿轮的行星销。行星齿轮具备：在外周面形成有齿，且设有贯通孔的齿轮部件；插入到贯通孔中，且设有供行星销插入的插入孔的中间壳体；与中间壳体的插入孔接合，且沿行星销的周向排列配置的多个滑动轴承部件。多个滑动轴承部件构成将行星销和行星齿轮保持成能够旋转的滑动轴承。