专利名称：风力发电增速齿轮箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮箱，尤其是一种风力发电用增速齿轮箱。
背景技术：
随着不可再生能源在世界范围面临枯竭的窘境，为满足工业化生产和人类生活所 需，人们对太阳能、风力、水力这些可再生能源的关注和利用已日渐提升。其中，风力发电是 一种已经发展相对成熟、转换效率较高的能源开发技术，尤其在高原、沿海等地区有着广泛 的普及应用。在风力发电机中，齿轮箱是其关键部件，目前我国使用的风力发电机用增速齿轮 箱主要靠进口解决。风力发电机增速齿轮箱速比大，因此高速输出轴转速高，而载荷相对低 速级来讲又比较小；而为增加齿轮的重合度，高速级的螺旋角一般较大，带来了较大的轴向 力；且齿轮箱要求设计寿命长，因此合理的轴承选型及布局显得尤为重要。目前在普遍使用 的方式是组合使用双列圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承来支撑增速齿轮箱的输出轴，该方法 的圆柱滚子轴承在承载不足的情况下容易产生打滑现象。另外，目前的轴承设置对于其润 滑和密封也有一定的影响。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述的技术问题，提供一种能够合理满足其高速输出 轴的使用工况的风力发电增速齿轮箱。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现一种风力发电增速齿轮箱，包括齿轮箱体，一端伸出于所述齿轮箱体的动力输出 轴，所述动力输出轴包括一个用于传输动力的齿轮段，所述齿轮箱体上设有轴承座，所述动 力输出轴上套装有第一、第二圆柱滚子轴承和一个四点接触球轴承，所述第一、第二圆柱滚 子轴承的外圈紧贴于相应轴承座内壁，所述四点接触球轴承的外圈与相应轴承座内壁间隙 配合，所述四点接触球轴承位于动力输出轴伸出端的第一圆柱滚子轴承的外侧。进一步地，所述圆柱滚子轴承选用2系圆柱滚子轴承，四点接触球轴承选用3系四 点接触球轴承。进一步地，所述第一圆柱滚子轴承与四点接触球轴承之间设有一个轴承挡圈，所 述轴承挡圈与轴承座紧固连接，并与轴承座的台阶配合压紧所述第一圆柱滚子轴承的外 圈。进一步地，所述轴承挡圈的外圈固定有至少一个防转动挡块，所述防转动挡块的 的凸出部分伸入所述四点角接触球轴承的外圈的凹槽中。进一步地，所述轴承座的外侧紧固设有一个轴承盖板，所述轴承盖板与轴承挡圈 配合均对所述四点角接触球轴承的外圈施有一个夹紧力。进一步地，所述动力输出轴上螺纹连接有一个圆螺母，所述圆螺母将一套设于所 述动力输出轴上的甩油环压紧于所述四点角接触球轴承的内圈，所述甩油环和轴承盖板上均设有密封沟槽。进一步地，所述轴承盖板的外侧紧固设有一个盖板和设有回油通道的油封，所述 轴承盖板与轴承座上均设有0型圈。进一步地，所述风力发电增速齿轮箱内设有一个强制润滑油道，所述强制润滑油 道包括相互联通的、设置于所述箱体、轴承座、轴承挡板上的油孔，以及设置于所述轴承挡 板上的、与所述圆柱滚子轴承和四点接触球轴承的轴承滚道联通的喷油口。进一步地，所述第二圆柱滚子轴承上设有专用于喷射润滑油的、且对准于所述第 二圆柱滚子轴承的轴承滚道的专用喷头。进一步地，所述圆柱滚子轴承的两侧设有用于使所述风力发电增速齿轮箱内形成 储油池的挡油板。本实用新型的有益效果主要体现在1)组合使用2系列圆柱滚子轴承和3系列四点角接触球轴承，合理满足高速输出 轴的使用工况高转速、低载荷、大轴向力、长寿命；2)在轴承挡圈上设计润滑油路，将润滑油直接喷入轴承滚道，有效润滑轴承并能 将热量及时排出；3)使用强制润滑并为轴承设计储油池，合理解决输出轴轴承在动态和静态的下的 润滑要求；4)组合使用接触与非接触密封有效解决高速轴的动静密封；5)使得高速输出轴易于拆装，便于维护。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明
图1 本实用新型风力发电增速齿轮箱的结构示意图；图2 本实用新型左侧储油池的结构示意图；图3 本新型实用轴承挡圈紧固示意图；图4 本实用新型强制润滑油道示意图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种风力发电增速齿轮箱，如
图1所示的优选实施例，包括一 个齿轮箱体7以及一个设于所述齿轮箱体7内、一端伸出于所述齿轮箱体7的动力输出轴 1，该动力输出轴1用于将动力传输出所示齿轮箱体7。所述动力输出轴7包括一个齿轮段 4，该齿轮段4与齿轮箱体7其他的齿轮配接，用于传输动力。所述齿轮箱体7内固定设有 一个轴承座6。，风力发电增速齿轮箱速比大，因此动力输出轴7转速高，而载荷相对低速级来讲 又比较小；而为了增加齿轮的重合度，高速级的螺旋角一般较大，带来了较大的轴向力；且 齿轮箱要求设计寿命长，因此合理的轴承选型及布局显得尤为重要。本实用新型中，在所述动力输出轴7上套设有至少两个圆柱滚子轴承3、5和一个 四点接触球轴承11，本实施例中两个圆柱滚子轴承3、5分别位于所述动力输出轴7的齿轮 段4的两侧。所述圆柱滚子轴承选用2系圆柱滚子轴承，四点接触球轴承选用3系四点接触球轴承。本实施例使用2系圆柱滚子轴承和3系四点接触球轴承，不但可以避免3系圆柱滚子轴承在承载不足时产生的打滑现象，而且3系四点角接触球轴承能够在承载现有轴向 力下有足够的设计寿命。所述圆柱滚子轴承3、5的外圈紧贴于所述轴承座上，所述四点角接触球轴承11的 外圈与轴承座6在径向上间隙配合，使得全部径向力都由两个圆柱滚子轴承3、5承担，而四 点角接触球轴承11仅仅承受轴向力，如此组合可以充分发挥各轴承的承载优势。同时使用 轴承座6将圆柱滚子轴承3、5及四点角接触球轴承11及润滑密封件(容后详述)组合在 一起，避免了合箱错位对轴承的影响，便于高速输出轴7的拆装，且这样固定-浮动的支持 方式可以有效避免温差带来的轴向尺寸变动，避免出现卡死现象。进一步地，所述第一圆柱滚子轴承5与四点接触球轴承11之间设有一个轴承挡圈 8，如图3所示，所述轴承挡圈8与轴承座6通过多个紧固螺栓18紧固连接，并与轴承座6的 台阶19配合压紧所述第一圆柱滚子轴承5的外圈，起到预防滚球打滑的效果。所述轴承挡 圈8上开有对称的两方形槽，在槽内使用螺钉10将两防转动挡块9固定在轴承挡圈8上， 两防转动挡块9的凸出部分恰好伸入所述四点角接触球轴承11外圈的凹槽中，如此也可以 有效防止外圈的旋转，避免滚球打滑。所述轴承座6的外侧通过螺栓紧固设有一个轴承盖板13，所述轴承盖板13与轴承 挡圈8配合均对所述四点角接触球轴承11的外圈施有一个夹紧力。所述动力输出轴1上螺 纹连接有一个圆螺母14，所述圆螺母14将一套设于所述动力输出轴1上的甩油环12压紧 于所述四点角接触球轴承11的内圈，所述甩油环12和轴承盖板13上均设有密封沟槽，形 成迷宫密封，能够阻止大部分润滑油的泄露。同时在输出轴1外端装有盖板15及油封16， 并设计有相应的回油通道，同时在轴承盖板13和轴承座6上均安装有0形圈，这样就确保 高速轴在动态和静态下都不会产生漏油现象。本实用新型的风力发电增速齿轮箱内设有一个强制润滑油道，如图4所示，所述 强制润滑油道包括相互联通的、设置于所述箱体7、轴承座6、轴承挡板8上的油孔，以及设 置于所述轴承挡板8上的、与所述圆柱滚子轴承和四点接触球轴承的轴承滚道联通的喷油 口。强制润滑油经箱体油孔e进入轴承座6上的油孔a，并经由轴承挡板8上的油孔b达到 喷油口 c和d，使得润滑油能够直接喷入轴承滚道，充分润滑轴承并及时带走轴承的热量。 另一个的圆柱滚子轴承3安装有专用喷头21，对准于该圆柱滚子轴承3的轴承滚道，以确保 润滑充分。结合
图1和图2所示，所述圆柱滚子轴承3、5的两侧设有挡油板2、17，同时齿轮箱 体7呈一定的倾角安装，能在组合体内形成独立的储油池20，这样能保证高速输出轴1各轴 承在润滑系统不能正常工作时仍有润滑油供应。本实用新型组合使用2系列圆柱滚子轴承和3系列四点角接触球轴承，合理满足 高速输出轴的使用工况高转速、低载荷、大轴向力、长寿命；使用多功能轴承挡圈8，同时 实现轴承5和11的外圈固定，且能够将强制润滑油路集成到该挡圈8上，将润滑油直接喷 入轴承滚道，有效润滑轴承并能将热量及时排出；组合使用接触与非接触密封，有效解决高 速输出轴的动、静密封。本实用新型还有多种实现方式。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型要求保 护的范围之内。
权利要求一种风力发电增速齿轮箱，包括齿轮箱体，一端伸出于所述齿轮箱体的动力输出轴，所述动力输出轴包括一个用于传输动力的齿轮段，其特征在于所述齿轮箱体上设有轴承座，所述动力输出轴上套装有第一、第二圆柱滚子轴承和一个四点接触球轴承，所述第一、第二圆柱滚子轴承的外圈紧贴于相应轴承座内壁，所述四点接触球轴承的外圈与相应轴承座内壁间隙配合，所述四点接触球轴承位于动力输出轴伸出端的第一圆柱滚子轴承的外侧。
2.根据权利要求1所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述圆柱滚子轴承选用2 系圆柱滚子轴承，四点接触球轴承选用3系四点接触球轴承。
3.根据权利要求2所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述第一圆柱滚子轴承 与四点接触球轴承之间设有一个轴承挡圈，所述轴承挡圈与轴承座紧固连接，并与轴承座 的台阶配合压紧所述第一圆柱滚子轴承的外圈。
4.根据权利要求3所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述轴承挡圈的外圈固 定有至少一个防转动挡块，所述防转动挡块的的凸出部分伸入所述四点角接触球轴承的外 圈的凹槽中。
5.根据权利要求4所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述轴承座的外侧紧固 设有一个轴承盖板，所述轴承盖板与轴承挡圈配合均对所述四点角接触球轴承的外圈施有 一个夹紧力。
6.根据权利要求5所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述动力输出轴上螺纹 连接有一个圆螺母，所述圆螺母将一套设于所述动力输出轴上的甩油环压紧于所述四点角 接触球轴承的内圈，所述甩油环和轴承盖板上均设有密封沟槽。
7.根据权利要求6所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述轴承盖板的外侧紧 固设有一个盖板和设有回油通道的油封，所述轴承盖板与轴承座上均设有O型圈。
8.根据权利要求7所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述风力发电增速齿轮 箱内设有一个强制润滑油道，所述强制润滑油道包括相互联通的、设置于所述箱体、轴承 座、轴承挡板上的油孔，以及设置于所述轴承挡板上的、与所述圆柱滚子轴承和四点接触球 轴承的轴承滚道联通的喷油口。
9.根据权利要求8所述的风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述第二圆柱滚子轴承 上设有专用于喷射润滑油的、且对准于所述第二圆柱滚子轴承的轴承滚道的专用喷头。
10.根据权利要求8或9所述的任意一种风力发电增速齿轮箱，其特征在于所述圆柱 滚子轴承的两侧设有用于使所述风力发电增速齿轮箱内形成储油池的挡油板。
专利摘要本实用新型提供了一种风力发电增速齿轮箱，包括齿轮箱体，一端伸出于所述齿轮箱体的动力输出轴，所述动力输出轴包括一个用于传输动力的齿轮段，所述齿轮箱体内固定设有一个轴承座，所述动力输出轴上套设有至少两个圆柱滚子轴承和一个四点接触球轴承，所述圆柱滚子轴承的外圈紧贴于所述轴承座上，所述四点接触球轴承的外圈与所述轴承座间隙配合。本实用新型的有益效果主要体现在合理满足高速输出轴的使用工况高转速、低载荷、大轴向力、长寿命；合理解决输出轴轴承在动态和静态的下的润滑要求；易于拆装，便于维护。
文档编号F16H57/02GK201560901SQ20092025659
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者张保松 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司