[发明专利]风力发电设备的减速装置及具备输出小齿轮的减速装置

说明书

技术领域

本申请主张基于2011年3月2日申请的日本专利申请第2011-045534号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明尤其涉及一种使用于风力发电设备的减速装置及具备输出小齿轮的减速装置。

背景技术

专利文献1中公开有使用于风力发电设备的减速装置。作为风力发电设备的控制，有相对于风控制短舱(发电室)在水平面内的方向(旋转)的偏航控制或者相对于风控制风车叶片的方向(倾斜)的桨距控制等，但均可通过由马达或液压缸驱动的减速装置实现。

使用于风力发电设备的减速装置包括本专利文献1的减速装置，大多在减速机构的一部分或全部使用行星齿轮减速机构。行星齿轮减速机构具备有行星齿轮、轮架及从该轮架突出且贯穿所述行星齿轮的多个行星销，通过该多个行星销(内销)从所述轮架取出行星齿轮的自转或公转成分。轮架与减速装置的输出轴连结，输出轴上设置有输出小齿轮。例如为偏航驱动装置时，输出小齿轮与设置于风力发电设备的圆筒支柱侧的内齿轮(或外齿轮)啮合，以其反作用驱动(安装有减速装置的)短舱。

由于风力发电设备在自然环境下设置，因此有时偶尔受到狂风或疾风。若这种强风施加于风车叶片，则呈风车叶片自身旋转或该风车叶片使短舱旋转的状态。由此，各减速装置呈从输出侧受到巨大负荷的状态。其结果，减速装置呈现出原来的输出轴变成输入轴的增速装置的动态，并导致发生减速装置内的各部件或马达等因过强的转矩(或转速)强制地旋转的状态。

在该专利文献1中公开有如下结构，即设法通过组装限制上述多个行星销的轮架相反侧的限制环来谋求作用于行星销的荷载的分散或轻量化的结构。根据此结构，能够防止只有一部分行星销较大地变形的现象。

专利文献1：日本特开2010-236357号公报(段落[0024]、图1)

然而，即使是具备如该专利文献1的“限制多个行星销的轮架相反侧的限制环”的结构，作为以大自然为对象的风力发电设备的结构，也仍存在强度上不够充分的一面。

例如，若为了增大行星销的强度而加大该内销的粗细，则虽然能够获得强度上的富余，但内销粗细的增大会成为减速装置整体大小增大的主要原因，作为在狭窄的短舱内设置的设备会成为很大的缺点。另外，还会成为导致成本增大、重量增大、动力损失增大的主要原因。

发明内容

本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其课题在于，能够以小型且低成本减轻通常运行时的传递损耗，并且提高高负荷时的支承刚性，即使在如从输出小齿轮侧施加过大负荷的状况下，也有效地防止减速装置各要件的破损或故障等。

本发明是通过设为如下结构来解决上述课题的，一种具备与设置于风力发电设备的主体侧的齿轮啮合的输出小齿轮的减速装置，其中，具备：行星齿轮减速机构，其包括行星齿轮、轮架及从该轮架突出且贯穿所述行星齿轮的多个行星销，并且通过该多个行星销从所述轮架取出行星齿轮的自转或公转成分；及限制环，限制所述多个行星销的轮架相反侧的各端部，所述减速装置的外壳和所述限制环对向配置，在组装时具有微小间隙，若在所述减速装置的特定部分传递的荷载L超过预定值Lo，则相互接触，并且将应在所述特定部分传递的疲劳等效荷载设为Le、作为传递的界限的极值荷载设为Lm时，该预定值Lo设定在Le＜Lo＜Lm的范围。

另外，风力发电设备的主体侧的“主体”是指“相对于组装有减速装置的部件相对移动的部件或装置”。例如为风力发电设备的偏航驱动装置时，相对于组装有减速装置的短舱的结构部件相对移动的圆筒支柱相当于“主体”，为桨距驱动装置时，相对于组装有减速装置的短舱的结构部件相对移动的风车叶片相当于“主体”。

本发明所涉及的限制环不仅限制多个行星销的轮架相反侧的各端部，而且能够在“预定条件下”其外周与外壳的内周抵接而从外壳侧获得支承反作用力。

更具体而言，本发明所涉及的限制环在减速装置的特定部分(例如输出轴：详细内容后述)传递的荷载(也可认为是转矩)L超过预定值Lo的时刻从外壳侧获得支承反作用力。并且在本发明中，该预定值Lo规定为如下。

在这种风力发电设备中，包含减速装置的各设备设计成能够确保最低20年的使用年限，但持续施加20年也不损坏的荷载称作“疲劳等效荷载”。另外，在20年期间只起动1次也不损坏的传递的界限荷载称作“极值荷载”。