[实用新型]风电增速齿轮箱及其空心轴的安装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电领域，更具体地，涉及一种风电增速齿轮箱及其空心轴的安装结构。 

背景技术

随着不可再生能源的逐渐减少、能源单价越来越高，可再生的新能源越来越受到人们的关注，特别是在国家政策的扶持下，很多企业进入各种新能源、清洁能源行列，特别是风能发电行业。国际标准中有着对风力风电机组寿命不得少于20年规定，这一规定包含风力发电机组中每一组件的寿命，如风电增速齿轮箱、发电机等，特别是对风电增速齿轮箱的规定，极为严格，因为其可靠性直接影响整个风力发电机组的可靠性。虽然各个风电齿轮箱生产厂家生产的齿轮箱在功率、内部结构、外观上的设计不同，但是风电增速齿轮箱中的空心轴的安装结构大体上相同。参见图10至图13，现有技术中空心轴安装结构主要有以下两种： 

一种如图10和图11所示，示出了现有技术的圆柱滚子轴承支撑式空心轴安装结构。由图中可以看出，该风电增速齿轮箱内设置有行星轮系和定轴轮系，其中行星轮系包括两级行星轮系，风电增速齿轮箱上还安装有扭力臂2’。一级行星轮系包括行星架31’、内齿圈32’、行星轮33’和太阳轮34’。行星架31’与风轮主轴间隙安装并由风轮主轴驱动。从而带动太阳轮34’转动。二级行星轮系包括行星架41’、内齿圈42’、行星轮43’和太阳轮44’，行星架41’与太阳轮34’同轴联动，从而带动太阳轮44’转动。定轴轮系包括互相啮合的定齿轮61’和定齿轮62’，定齿轮61’和太阳轮44’同轴联动，驱动定齿轮62’转动。定齿轮62’的转轴为动力输出轴，与发电机主轴联动。空心轴5’的第一端穿设在行 星架31’的内孔中，其中空的内孔用于穿设控制风轮中叶片转动方向和角度大小的电缆，空心轴5’的第二端由圆柱滚子轴承9’支撑于风电增速齿轮箱的后端盖上。空心轴5’与行星架31’需同轴联动且相对于风电增速齿轮箱箱体不发生轴向移动。由图11的局部放大图中可以看出，空心轴5’的第一端焊接有法兰盘7’，法兰盘7’与行星架31’通过螺栓连接，从而对空心轴5’形成了周向和轴向的定位安装。此外，法兰盘7’与行星架31’之间通过密封胶密封，以防止齿轮箱内部的润滑油外漏。 

但上述的圆柱滚子轴承支撑式空心轴安装结构，空心轴与行星架之间用螺栓通过法兰盘连接，是刚性连接，因此存在以下问题： 

1）如果行星架31’上的安装空心轴5’的轴孔与行星架两端支承轴承的同轴度非常差时，就会存在空心轴5’与安装其后端的圆柱滚子轴承9’不同心，在行星架31’带动空心轴5’一起旋转时，会对圆柱滚子轴承9’产生附加的弯矩，使轴承寿命缩短； 

2）如果法兰盘7’在焊接后加工时，其与行星架31’接触的端面相对于空心轴7’轴线的垂直度非常差时，同样也存在空心轴与安装其后端的圆柱滚子轴承不同心，同样会对圆柱滚子轴承产生附加的弯矩，使轴承寿命缩短。 

3）行星架前端、后端的轴承，存在一定的游隙，且风电齿轮箱是通过行星架31’与风力发电机组的风轮主轴通过锁紧盘锁紧、把整个齿轮箱悬挂于主轴上，当齿轮箱未运转时，齿轮箱在自身重力的作用下齿轮箱的后端微量下沉，这时，这个微量下沉通过圆柱滚子轴承9’施加到空心轴5’上。对圆柱滚子轴承9’产生附加弯矩的同时，也会对其前端法兰盘7’的紧固螺栓产生不良影响，久而久之，要么螺栓松脱，要么法兰盘7’与行星架的密封性变坏、出现漏油现象。 

4）圆柱滚子轴承9’的内圈的安装，是在空心轴5’穿过行星架31’、一级太阳轮内孔34’、二级太阳轮内孔44’后（如图10所示）安装在空心轴5’上的。当在装配不当或需要进进行维修时，如果一级太阳轮内孔、二级太阳轮内孔的直径小于圆柱滚子轴承9’内圈的外径时，不能将带有 轴承内圈的空心轴组件从一级太阳轮内孔或二级太阳轮内孔拨出，如果一级太阳轮内孔、二级太阳轮内孔的直径设计较大，则太阳轮齿根弯曲强度大大减小；且在拨出空心轴组件时，容易对轴承内圈的外圆面造成划伤。如果将热装的轴承内圈拆下，这又是一个非常困难而又复杂的过程，装配、维修效率大大降低。