风电增速传动装置及风力发电机组的制作方法

文档序号:12184942阅读:564来源:国知局

本实用新型涉及风力发电技术领域,尤其是涉及一种风电增速传动装置及风力发电机组。



背景技术:

风电增速箱是风力发电机组中用于增速的齿轮箱,因风轮的转速较低,该低转速远低于发电机所要求的转速,因此,为将风轮在风力作用下产生的动力传递至发电机、并使其得到相应转速以满足发电机的使用要求,本领域技术人员将风电增速箱应用于风力发电机组中,实现将风轮输入的大扭矩、低转速动能转化为低扭矩、高转速动能的目的。

现有技术中,风电增速传动装置有单轴输出式和多轴输出式。

单轴输出式一般采用行星轮系与定轴轮系配合传动,对于大功率风力发电传动系统,单轴输出功率受到限制,该输出方式势必要求发电机具备足够大的尺寸,尺寸过大将增加发电机的制造难度及成本,同时维修、装配过程也较难以进行;另外,采用行星轮系进行传动需考虑各行星之间的均载问题,即,实现均载对增速箱内齿轮、行星架等零部件的制造精度及装配精度的要求较高,进一步增加制造难度及成本。

多轴输出式采用双联齿轮轴进行传动,以最接近的现有技术为例(专利申请号为201310587026.6),该申请公开的风电增速机以输入齿轮轴、双联齿轮轴及输出齿轮轴为传动链,输入齿轮与双联齿轮、双联齿轮与输出齿轮均为外啮合,啮合齿轮之间的接触力不稳定,而风电机组常年安装在高山、荒野、海滩及海岛等风口处,受无规律的变向变负荷的风力作用及强阵风的冲击,齿轮传动的低稳定性无法保证齿轮箱的平稳工作,以及齿轮箱的抗振动及抗冲击性能。

综上,现有技术的风电增速传动装置存在传动稳定性差及成本高的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种风电增速传动装置,以解决现有风电增速传动装置存在传动稳定性差及成本高的问题。

为达到上述目的,本实用新型实施例采用以下技术方案:

一种风电增速传动装置,自动力输入端至动力输出端依次包括:内齿圈;一级传动齿轮,与所述内齿圈啮合;二级传动齿轮,与所述一级传动齿轮通过定传动轴连接。

进一步地,所述一级传动齿轮、所述定传动轴及所述二级传动齿轮形成定传动组,多级所述定传动组依次相啮合形成一组传动链。

进一步地,所述传动链为多组,多组所述传动链沿所述内齿圈的内周均匀分布。

优选地,单组所述传动链的级数为2-4级。

优选地,所述传动链的组数为3-6组。

作为上述技术方案的进一步改进,所述风电增速传动装置还包括多级箱体,自所述动力输入端至动力输出端,所述多级箱体由最低级至最高级依次可拆卸连接,所述内齿圈及多组所述传动链均装设在所述多级箱体内。

进一步地,所述多级箱体的最高级箱体内装设处于最高级及次高级的所述定传动组;且,所述最高级箱体的数目与所述传动链的组数相同。

优选地,所述一级传动齿轮与所述定传动轴一体成型为一级齿轮轴,所述一级齿轮轴与所述二级传动齿轮连接形成所述定传动组。

进一步地,所述定传动轴为所述传动装置的输出轴。

将本实用新型提供的风电增速传动装置装设于风力发电机组中,使机组的风轮轮轴与该装置的内齿圈传动连接,使机组的发电机转子与该装置的定传动轴传动连接,使用时外界风力驱动风轮轮轴旋转,轮轴同步驱动内齿圈实现动力输入,该动力经由定传动轴传递至发电机用于发电。

相比于现有的多轴输出式传动装置,本实用新型提供的传动装置采用内齿圈实现动力输入,替代现有的外啮合输入方式,内齿圈输入可满足大传动比的使用要求,同时可保证啮合齿轮之间的接触稳定性及提高齿轮的弯曲疲劳强度,进而保证整个传动链的传动稳定性,由于风轮长期受无规律变向变负荷的风力作用及强阵风的冲击,内齿圈输入方式可保证齿轮箱的长期平稳工作及其抗振动和抗冲击性能,延长齿轮箱的使用寿命。

相比于现有的单轴输出式传动装置,本实用新型提供的传动装置采用内齿圈与定传动轴结合的方式,替代现有行星轮系与定轴轮系结合的方式,无需考虑均载问题,无需安装均载机构及行星架,整个装置的结构简单化,安装维修操作的便捷性提高,各齿轮的制造精度及安装精度要求低,进而制造难度及成本低;另外,本实用新型提供的传动装置可同时外接多个发电机,实现大功率输出,尺寸较小的发电机也可满足其使用要求。

本实用新型的另一目的在于提供一种风力发电机组,所述风力发电机组包括风轮、发电机及如上所述的风电增速传动装置,所述风轮的轮轴与所述传动装置的所述内齿圈传动连接,所述发电机的转子与所述传动装置的所述定传动轴传动连接。

上述风力发电机组相比于现有技术的有益效果,同于上述风电增速传动装置相比于现有技术的有益效果,此处不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中:

图1为本实用新型实施例提供的风电增速传动装置的装配图。

附图标记:

1-内齿圈,2-一级齿轮轴,3-二级传动齿轮,4-第一轴承,5-左端轴承,6-右端轴承,7-输入轴;

21-一级传动齿轮,22-定传动轴;

Ⅰ-一级定传动组,Ⅱ-二级定传动组,Ⅲ-三级定传动组,Ⅵ-四级定传动组;

A-一级箱体,B-二级箱体,C-三级箱体。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1,以图1示出的传动装置作为本实用新型的具体实施例,该实施例提供的装置自动力输入端至动力输出端依次包括:内齿圈1、一级齿轮轴2及二级传动齿轮3,其中,一级齿轮轴2由一级传动齿轮21和定传动轴22一体成型构成,该一级传动齿轮21与内齿圈1啮合,二级传动齿轮3与一级传动齿轮21通过定传动轴22连接。

将上述风电增速传动装置装设于风力发电机组中,使机组的风轮轮轴与该装置的内齿圈1通过输入轴7传动连接,使机组的发电机转子与该装置的定传动轴22传动连接,使用时外界风力驱动风轮轮轴旋转,轮轴同步驱动内齿圈1实现动力输入,该动力经由定传动轴22传递至发电机用于发电。

进一步地,一级传动齿轮21、定传动轴22及二级传动齿轮3形成定传动组,多级定传动组依次相啮合形成一组传动链,该传动链为多组,多组传动链沿内齿圈1的内周均匀分布,多组传动链的输出端通过联轴器同时连接多个发电机,以实现大功率输出,满足大功率发电机组的使用要求。

此基础上,上述风电增速传动装置还包括多级箱体,自动力输入端至动力输出端,多级箱体由最低级至最高级依次可拆卸连接,内齿圈1及多组传动链均装设在所述多级箱体内,该多级箱体的最高级箱体内装设处于最高级及次高级的定传动组;且,最高级箱体的数目与传动链的组数相同。

具体地,图1所示装置中,由多级定传动组依次相啮合形成的传动链为4组,单组传动链的级数为4级,自动力输入端至动力输出端,单组传动链包括依次相啮合的一级定传动组Ⅰ、二级定传动组Ⅱ、三级定传动组Ⅲ及四级定传动组Ⅵ;每一级定传动组均包括一级传动齿轮21、定传动轴22及二级传动齿轮3,一级传动齿轮21与二级传动齿轮3通过定传动轴22连接。

进一步地,一级定传动组Ⅰ的一级传动齿轮21与该装置的内齿圈啮合1,内齿圈1与该装置的输入轴连接,实现通过内齿圈输入动力的目的;在二级定传动组Ⅱ至四级定传动组Ⅵ中,下一级定传动组的一级传动齿轮21与上一级定传动组的二级传动齿轮3啮合,实现动力传递过程,最终由四级定传动组Ⅵ的定传动轴22输出动力。

该实施例中,传动链的组数的4组,因此,4组传动链的输出端上均可连接发电机,该装置同时可连接4台发电机,相比于现有的单轴输出式传动装置,其输出功率大,可满足大功率发电机组的使用要求,同时,所需发电机的尺寸不必太大,较小尺寸的发电机也可满足其使用,间接降低发电机的制造难度及成本,发电机组的拆装维修亦实现便捷化。

在未给出的实施例中,传动链可优选为3组、5组或6组,一般不超过6组,超过6组的传动装置的结构过于复杂,不利于拆装及维修。此基础上,在未给出的实施例中,根据实际所需传动比的不同,单组传动链的级数可优选为2级或3级。

本实用新型对所提供风电增速传动装置的传动链组数及单组传动链的级数不做具体规定。传动链的组数不同,则上述装置的整体结构复杂程度及输出功率不同;单组传动链的级数不同,则上述装置传递动力时的传动比不同,实际使用中,可综合考虑所需功率及传动比进行选取或设计。

特别地,在二级定传动组Ⅱ中,定传动轴22由通过花键连接的左传动轴和右传动轴组成,一级传动齿轮21与左传动轴一体成型为一级齿轮轴2。

针对上述多级箱体而言,图1所提供装置的多级箱体包括一级箱体A、二级箱体B及三级箱体C,其中三级箱体C为最高级箱体,自动力输入端至动力输出端,一级箱体A、二级箱体B及三级箱体C依次可拆卸连接,以便于拆装及后续维修上述装置,简化拆装及维修操作过程。

其中,一级箱体A内装设内齿圈1,以及一级定传动组Ⅰ中的一级齿轮轴2。

二级箱体B内装设一级定传动组Ⅰ中的二级传动齿轮3,以及二级定传动组Ⅱ中的一级传动齿轮21及左传动轴。

三级箱体C内,除了装设三级定传动组Ⅲ和四级定传动组Ⅵ外,还装设有二级定传动组Ⅱ的右传动轴。

并且,一级箱体为一个,二级箱体为一个,三级箱体为4个,即,三级箱体的数目与传动链的组数相同,以便于处于最高级的定传动组与发电机之间的联轴器处于相互独立的空间中。

使用上述传动装置需对其中的内齿圈、各齿轮及各定传动轴进行轴向定位及径向定位,请继续参阅图1,本实施例中,内齿圈1上套设有第一轴承4,实现对内齿圈的径向定位,第一轴承4的端盖与第一箱体A连接,实现对内齿圈的轴向定位。

在一级定传动组Ⅰ中,一级齿轮轴2的齿轮两侧分别套设有左端轴承5和右端轴承6,以实现径向定位,该左端轴承5与第一箱体A连接,实现对该齿轮轴的轴向定位。

在二级定传动组Ⅱ中,一级齿轮轴2的齿轮两侧分别套设有左端轴承5和右端轴承6,以实现径向定位,该右端轴承6与第二箱体B连接,以实现轴向定位。

在三至四级定传动组Ⅲ、Ⅵ中,一级齿轮轴2的齿轮两侧分别套设有左端轴承5和右端轴承6,以实现径向定位,两个右端轴承6均与第三箱体连接,以实现轴向定位。

至于各定传动组及各轴承在多级箱体中的装设方式,上述实施例只是给出了其中一种可实现的具体方式,实际设计时,可根据整个传动链的布置形式对箱体的级数进行限定,并灵活设置各限位轴承的装设位置。

相比于现有的多轴输出式传动装置,本具体实施例提供的传动装置采用内齿圈实现动力输入,替代现有的外啮合输入方式,内齿圈输入可满足大传动比的使用要求,同时可保证啮合齿轮之间的接触稳定性及提高齿轮的弯曲疲劳强度,进而保证整个传动链的传动稳定性,由于风轮长期受无规律变向变负荷的风力作用及强阵风的冲击,内齿圈输入方式可保证齿轮箱的长期平稳工作及其抗振动和抗冲击性能,延长齿轮箱的使用寿命。

相比于现有的单轴输出式传动装置,本实用新型提供的传动装置采用内齿圈与定传动轴结合的方式,替代现有行星轮系与定轴轮系结合的方式,无需考虑均载问题,无需安装均载机构及行星架,整个装置的结构简单化,安装维修操作的便捷性提高,各齿轮的制造精度及安装精度要求低,进而制造难度及成本低;另外,本实用新型提供的传动装置可同时外接多个发电机,实现大功率输出,尺寸较小的发电机也可满足其使用要求。

本实施例的另一目的在于提供一种风力发电机组,所述风力发电机组包括风轮、发电机及如上所述的风电增速传动装置,所述风轮的轮轴与所述传动装置的所述内齿圈传动连接,所述发电机的转子与所述传动装置的所述定传动轴传动连接。

具体地,发电机转子与上述传动装置的定传动轴通过联轴器连接,以实现纠偏的目的。

上述风力发电机组相比于现有技术的有益效果,同于上述风电增速传动装置相比于现有技术的有益效果,此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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