本主题大体上涉及风力涡轮机，且更具体地涉及用于修复风力涡轮机齿轮箱的轴承孔的系统和方法。
背景技术：
风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，且在这点上风力涡轮机获得了更多的关注。现代的风力涡轮机通常包括塔、发电机、齿轮箱、吊舱、和一个或更多个涡轮机叶片。涡轮机叶片使用已知的翼型件原理从风捕获动能并通过旋转能传递动能以经由齿轮箱转动将转子叶片联接至发电机的轴。
风力涡轮机齿轮箱通常包括限定了配置成接纳对应的齿轮箱轴承的各种轴承孔的壳体。随着时间的推移，由于相对于壳体的(多个)关联轴承的滑动和/或旋转，轴承孔中的一个或更多个会变得磨损。这样的磨损会导致轴承孔变得不圆。例如，给定的轴承孔所经历的磨损会初始的沿着孔的一侧，使得该孔呈现椭圆形。不注意的话，增大的孔磨损通常导致(多个)关联轴承的进一步滑动，由此降低齿轮箱的运行效率并增大轴承上发生损坏的可能性。
常规地，当风力涡轮机齿轮箱经历显著的轴承孔磨损时，齿轮箱必须更换，这经常是非常昂贵、困难和费时的过程。由于缺乏用于在吊舱内塔上部修复轴承孔的适合的修复方法，因而当前存在更换齿轮箱的必要性。
因此，在技术上将会受欢迎的是一种用于在原地(例如，吊舱内的塔上部)修复风力涡轮机齿轮箱的轴承孔的简单有效的系统和方法。
技术实现要素：
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地提出，或在描述中是显而易见的，或是通过本发明的实际使用中习得的。
在一方面，本主题针对一种用于修复风力涡轮机齿轮箱内的轴承孔的方法，其中齿轮箱包括限定彼此沿轴向间隔开的第一轴承孔和第二轴承孔的齿轮箱壳体。该方法可大体上包括将轴支撑部件至少部分地安装在第二轴承孔内，以及将可旋转的轴插入穿过限定为穿过轴支撑部件的轴开口，使得可旋转的轴旋转地支撑在轴开口内。另外，该方法可包括在第一轴承孔的第一轴向端和第二轴向端之间设立加工腔，以及经由可旋转的轴的旋转使定位在加工腔内的钻孔刀旋转，以在第一轴向端和第二轴向端之间加工第一轴承孔的内表面。
在另一方面，本主题针对一种用于修复风力涡轮机齿轮箱内的轴承孔的系统。该系统可大体上包括齿轮箱壳体，其限定第一轴承孔和第二轴承孔。第一轴承孔和第二轴承孔可彼此轴向地间隔开。第一轴承孔可限定在第一轴向端和第二轴向端之间延伸的内表面。该系统还可包括孔修复工具，其具有可旋转的轴和联接至可旋转的轴的钻孔刀；第一腔板，其相对于壳体安装在或邻接于第一轴承孔的第一轴向端；以及第二腔板，其相对于壳体安装在或邻接于第一轴承孔的第二轴向端，使得在第一腔板和第二腔板之间限定加工腔。另外，该系统可包括轴支撑部件，其至少部分地安装在第二轴承孔内。轴支撑部件可限定轴开口，可旋转的轴旋转地支撑在该轴开口内。钻孔刀可配置为定位在第一腔板和第二腔板之间限定的加工腔内，使得当可旋转的轴相对于支撑部件旋转时，钻孔刀加工第一轴承孔的内孔表面。
实施方案1.一种用于修复风力涡轮机齿轮箱内的轴承孔的方法，该齿轮箱包括限定第一轴承孔和第二轴承孔的齿轮箱壳体，所述第一轴承孔和所述第二轴承孔彼此沿轴向间隔开，所述方法包括：
将轴支撑部件至少部分地安装在所述第二轴承孔内；
将可旋转的轴插入穿过限定为穿过所述轴支撑部件的轴开口，使得所述可旋转的轴旋转地支撑在所述轴开口内；
在所述第一轴承孔的第一轴向端和第二轴向端之间设立加工腔；以及
经由所述可旋转的轴的旋转使定位在所述加工腔内的钻孔刀旋转，以在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间加工所述第一轴承孔的内表面。
实施方案2.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，在所述第一轴承孔的所述第一轴向端和所述第二轴向端之间设立所述加工腔包括：
将第一腔板安装在或邻接于所述第一轴承孔的所述第一轴向端；以及
将第二腔板安装在或邻接于所述第一轴承孔的所述第二轴向端，使得在所述第一腔板和所述第二腔板之间限定所述加工腔。
实施方案3.根据实施方案2所述的方法，其特征在于，还包括从所述第一轴承孔移除所述齿轮箱的第一输出轴承和喷油环，其中将第一腔板安装在或邻接到第一轴承孔的所述第一轴向端包括将所述第一腔板安装在所述喷油环的先前安装位置。
实施方案4.根据实施方案2所述的方法，其特征在于，还包括密封在所述第一腔板和所述壳体之间限定在或邻接于所述第一轴承孔的所述第一轴向端的界面。
实施方案5.根据实施方案2所述的方法，其特征在于，还包括密封在所述第二腔板和所述壳体之间限定在或邻接于所述第一轴承孔的所述第二轴向端的界面。
实施方案6.根据实施方案2所述的方法，其特征在于，所述第二腔板限定配置成接纳所述可旋转的轴的中央开口。
实施方案7.根据实施方案6所述的方法，其特征在于，还包括经由在所述可旋转的轴和所述第二腔板之间定位在所述中央开口内的旋转部件将所述可旋转的轴旋转地支撑在限定为穿过所述第二腔板的所述中央开口内。
实施方案8.根据实施方案6所述的方法，其特征在于，还包括密封在所述可旋转的轴和所述第二腔板之间限定在所述中央开口内的径向空隙。
实施方案9.根据实施方案6所述的方法，其特征在于，所述第二腔板限定与所述中央开口径向偏离的第二开口，还包括从所述加工腔穿过所述第二开口移除金属碎片或冷却液中的至少一个。
实施方案10.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，还包括经由在所述可旋转的轴和所述轴支撑部件之间定位在所述轴开口内的旋转部件将所述可旋转的轴旋转地支撑在限定为穿过所述轴支撑部件的所述轴开口内。
实施方案11.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，还包括在所述可旋转的轴的远端已经插入穿过所述轴支撑部件并进入到所述壳体之后，将所述钻孔刀联接至所述可旋转的轴。
实施方案12.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述轴支撑部件包括在所述第二轴承孔内延伸的支撑部分，所述支撑部分限定圆柱形或锥形中的一个。
实施方案13.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，还包括用所述钻孔刀将材料从所述第一轴承孔的所述内表面移除，以扩大所述第一轴承孔的内径，移除的材料用在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间限定的加工腔容纳。
实施方案14.一种用于修复风力涡轮机齿轮箱内的轴承孔的系统，所述系统包括：
齿轮箱壳体，其限定第一轴承孔和第二轴承孔，所述第一轴承孔和所述第二轴承孔彼此轴向地间隔开，所述第一轴承孔限定在第一轴向端和第二轴向端之间延伸的内表面；
孔修复工具，其包括可旋转的轴和联接至所述可旋转的轴的钻孔刀；
第一腔板，其相对于所述壳体安装在或邻接于所述第一轴承孔的所述第一轴向端；
第二腔板，其相对于所述壳体安装在或邻接于所述第一轴承孔的所述第二轴向端，使得在所述第一腔板和所述第二腔板之间限定加工腔；以及
轴支撑部件，其至少部分地安装在所述第二轴承孔内，所述支撑部件限定轴开口，所述可旋转的轴旋转地支撑在该轴开口内，
其中所述钻孔刀配置为定位在所述第一腔板和所述第二腔板之间限定的所述加工腔内，使得当所述可旋转的轴相对于所述支撑部件旋转时，所述钻孔刀加工所述第一轴承孔的内孔表面。
实施方案15.根据实施方案14所述的系统，其特征在于，还包括密封件或密封材料中的一个，其定位在处于或邻接于所述第一轴承孔的所述第一轴向端而限定于所述第一腔板和所述壳体之间的界面处。
实施方案16.根据实施方案14所述的系统，其特征在于，还包括密封件或密封材料中的一个，其定位在处于或邻接于所述第一轴承孔的所述第二轴向端而限定于所述第二腔板和所述壳体之间的界面处。
实施方案17.根据实施方案14所述的系统，其特征在于，还包括定位在限定为穿过所述轴支撑部件的所述轴开口内的旋转部件，所述旋转部件配置成相对于所述轴支撑部件将所述可旋转的轴旋转地支撑在所述轴开口内。
实施方案18.根据实施方案14所述的系统，其特征在于，所述第二腔板限定配置成接纳所述可旋转的轴的中央开口，还包括在所述第二腔板和所述可旋转的轴之间定位在所述中央开口内的旋转部件或密封件中的一个。
实施方案19.根据实施方案18所述的系统，其特征在于，所述第二腔板限定与所述中央开口径向偏离的第二开口，所述第二开口配置成允许金属碎片或冷却液中的至少一个从所述加工腔移除。
实施方案20.根据实施方案14所述的系统，其特征在于，所述轴支撑部件包括在所述第二轴承孔内延伸的支撑部分，所述支撑部分限定圆形或锥形中的一个。
本发明的这些或其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附的权利要求变得更好理解。并入到并组成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且和描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域的技术人员的本发明的完整且开放的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐释，在附图中：
图1示出了风力涡轮机的一个实施例的透视图；
图2示出了适用于结合图1所示的风力涡轮机使用的吊舱的一个实施例的透视、内视图；
图3示出了适用于在图1和2所示的风力涡轮机内使用的齿轮箱的一个实施例的截面图；
图4示出了图3所示的齿轮箱的一部分、特别地安装在齿轮箱壳体的一部分内的齿轮箱的输出轴和关联的输出轴承的简化的截面图；
图5示出了图4所示的齿轮箱的一部分的相似的截面图，其中输出轴和关联的输出轴承已从壳体移除；
图6示出了图5所示的齿轮箱的一部分的相似的截面图，带有按照本主题的各方面的相对于壳体安装的用于修复齿轮箱的轴承孔的系统的一个实施例的构件，特别示出了相对于壳体安装的系统的轴支撑部件和第一腔板；
图7示出了图6所示的齿轮箱的一部分的相似的截面图，带有相对于壳体安装的所公开的系统的一个实施例的另外的构件，特别示出了相对于壳体安装的孔修复工具的钻孔刀和可旋转的轴；
图8示出了图7所示的齿轮箱的一部分的相似的截面图，带有相对于壳体安装的所公开的系统的一个实施例的另外的构件，特别示出了相对于壳体安装的第二腔板；
图9示出了图8所示的齿轮箱的一部分的相似的截面图，带有按照本主题的各方面的相对于壳体安装的所公开的系统的另一个实施例的构件；以及
图10示出了按照本主题的各方面的用于修复风力涡轮机齿轮箱的轴承孔的方法的一个实施例的流程图。
零件列表
10风力涡轮机
12塔
14表面
16吊舱
18转子
20可旋转的毂
22转子叶片
24发电机
26控制器
28方向
32调节机构
34俯仰轴线
36偏航轴线
38驱动机构
40转子轴
42发电机轴
46机座
52箱
100齿轮箱
102外壳
104输入侧壳体构件
108输出侧壳体构件
112行星架
118行星小齿轮
114架轴线
120第一行星轴承
122第二行星轴承
124环形齿轮
126斜齿轮齿
128外齿轮齿
130行星齿轮
132恒星齿轮
134斜齿轮齿
136外齿轮齿
142输出轴
144输出齿轮
146包括齿轮齿
148对应的齿轮齿
150第一输出轴承
152第二输出轴承
200系统
202第一轴承孔
204第二轴承孔
206第一内端
208第二内端
210内孔表面
212第二外端
214第二内端
216孔表面
218外座圈
220内座圈
222喷油环
224第二轴承
230轴支撑部件
232可旋转的轴
234修复工具
236第一腔板
238第二腔板
240加工腔
242钻孔刀
244驱动设备
246进入口
248密封材料
250安装凸缘
252支撑部分
254适合的紧固件
256轴开口
258旋转部件
260远端
264适合的紧固件
266密封件
268旋转部件
270密封件
272开口
300方法。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明提供，而不限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
大体上，本发明的主题针对一种用于修复风力涡轮机齿轮箱的轴承孔的系统和方法。在若干实施例中，所公开的系统中的各种构件可以配置为相对于待修复的轴承孔(例如，第一轴承孔)和与被修复的孔轴向对齐的关联轴承孔(例如，第二轴承孔)两者安装。如下文所述，该系统可包括第一和第二腔板，其配置为安装在或邻接第一轴承孔的轴向端部，使得在腔板之间限定或建立密封的或基本密封的加工腔。另外，该系统可以包括相对于第二轴承孔安装的轴支撑部件，其配置为旋转地支撑关联的孔修复工具的可旋转的轴。在这样的实施例中，当孔修复工具的钻孔刀定位于加工腔内并经由轴旋转驱动时，第一轴承孔可以被以这样的方式加工(例如，通过从壳体中移除材料)：增大其内径以校正任何由磨损产生的不圆度。此外，由于腔板的安装，在修复程序期间产生的任何金属碎片可以被容纳在加工腔中，从而防止这些碎片污染齿轮箱壳体的其它部分。
现在参照附图，图1示出了风力涡轮机10的一个实施例的透视图。如所示，风力涡轮机10包括从支撑表面14延伸的塔12、安装在塔12上的吊舱16、和联接到吊舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和至少一个联接到毂20并从毂20向外延伸的转子叶片22。例如，在示出的实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。每个转子叶片22可围绕毂20间隔开以有助于旋转转子18以使动能能够从风转化为可使用的机械能，且随后，电能。例如，毂20可以可旋转地联接到定位在吊舱16内的发电机24(图2)以允许产生电能。
如所示，风力涡轮机10还可以包括位于吊舱16中央的涡轮机控制系统或涡轮机控制器26。然而，将认识到的是，涡轮机控制器26可以设置在风力涡轮机10上或中的任何位置，在支撑表面14上的任何位置或大体上在任何其它位置。涡轮机控制器26可以大体上配置为控制风力涡轮机10的各种运行模式(例如，启动或关闭次序)和/或构件。例如，控制器26可以配置为控制每个转子叶片22的叶片节距或俯仰角(即，相对于风的方向28确定转子叶片22的透视的角)，以通过相对于风调节至少一个转子叶片22的角位置来控制转子叶片22上的载荷。例如，涡轮机控制器26可以通过将适配的控制信号/命令传递到风力涡轮机10的节距控制器来单独地或同时地控制转子叶片22的俯仰角，其可以配置为控制风力涡轮机的多个节距驱动或变桨调节机构32(图2)的运行。具体地，转子叶片22通过一个或更多个变桨轴承(未示出)可旋转地安装在毂20上，使得俯仰角可以通过使用变桨调节机构32沿着他们的俯仰轴线34旋转转子叶片22来调节俯仰角。另外，随着风的方向28变化，涡轮机控制器26可配置为围绕偏航轴线36控制吊舱16的偏航方向以关于风的方向28定位转子叶片22，由此控制作用在风力涡轮机10上的载荷。例如，涡轮机控制器26可能配置为将控制信号/命令传递到风力涡轮机10的偏航驱动机构38(图2)，使得吊舱16可围绕偏航轴线30旋转。
现在参照图2，按照本主题的各方面示出了图1所示的风力涡轮机10的吊舱16的一个实施例的简化、内部视图。如所示，发电机24可设置在吊舱16内。大体上，发电机24可联接到风力涡轮机10的转子18，以用于从由转子18产生的旋转能量产生电能。例如，转子18可包括联接到毂20来用于与其一起旋转的主转子轴40。发电机24可随后联接到转子轴40，使得转子轴40的旋转驱动发电机24。例如，在所示的实施例中，发电机24包括穿过齿轮箱44可旋转地联接到转子轴40的发电机轴42。将认识到的是，转子轴40通常可以由位于风力涡轮机塔12顶上的支架或机座46支撑在吊舱16内。
另外，如以上所述，涡轮机控制器26还可以位于风力涡轮机10的吊舱16内。例如，如示出的实施例中所示，涡轮机控制器26设置在安装到吊舱16的一部分上的控制箱52中。然而，在其它实施例中，涡轮机控制器26可设置在风力涡轮机10上和/或内的任何其它适合的位置或远离风力涡轮机10的任何适合的位置。此外，如上所述，涡轮机控制器26还可以连通地联接到风力涡轮机10的各种构件，以用于大体上控制风力涡轮机和/或该构件。例如，涡轮机控制器26可连通地联接到风力涡轮机10的(多个)偏航驱动机构38，以用于相对于风的方向28(图1)来控制和/或改变吊舱16的偏航方向。类似地，涡轮机控制器26还可以穿过变桨控制器30连通地联接到风力涡轮机10(示出了其中的一个)的每个变桨调节机构32，以用于相对于风的方向28控制和/或改变转子叶片22的俯仰角。例如，涡轮机控制器26可以配置为将控制信号/命令传递到每个变桨调节机构32，使得变桨调节机构32的一个或更多个致动器(未示出)可以被用来相对毂20旋转叶片22。
现在参照图3，按照本主题的各方面示出了适合于在风力涡轮机10内使用的齿轮箱100的一个实施例的截面图。如所示，齿轮箱100可以包括配置为包封齿轮箱100的各种内部构件的外壳体102。在一个实施例中，壳体102可由多个壳体构件形成，诸如输入侧壳体构件104、中央壳体构件106和输出侧壳体构件108。壳体102可以经由支撑销110支撑在关联的风力涡轮机10的吊舱16内。
如图3所示，壳体102可以包封配置为相对于壳体102围绕架轴线114旋转的行星架112。设置在行星架112的第一端的输入毂116可以配置为联接到风力涡轮机10的转子轴40。如图3所示，为了围绕架轴线114的轨道运动，行星架112可以配置为将多个行星小齿轮118(示出了其中一个)支撑在其中。此外，为了相对于行星架112的旋转，第一和第二行星轴承120，122可配置为接合和支撑行星小齿轮118。
齿轮箱100还可以包括环形齿轮124，其相对于壳体102固定。如图3所示，环形齿轮124可包括内直齿或螺旋齿轮齿126的阵列，配置为与行星小齿轮118的相应的外齿轮齿128接合或啮合。因此，当旋转运动从转子轴40传递到行星架112时(例如，经由输入毂116)，行星小齿轮118可以围绕他们自己的轴线相对于行星架112旋转。
此外，齿轮箱100可包括多个行星齿轮130(仅示出其中一个)，其中每个行星齿轮130联接到行星小齿轮118中的一个来用于与其一起旋转。行星齿轮130可继而配置为旋转地驱动安装在行星架112内的恒星齿轮132。例如，如图3所示，恒星齿轮132可包括多个外部直齿或螺旋齿轮齿134，其配置为与相应的行星齿轮130的外部齿轮齿136啮合。结果，行星齿轮130的旋转行动可引起恒星齿轮132围绕架轴线114的旋转。
此外，如图3所示，齿轮箱100可以包括输出级140，其包括输出轴142和输出齿轮144。输出齿轮144配置为旋转地联接在输出轴142和恒星齿轮132之间。例如，如图3所示，输出齿轮144在其内周处可以固定到恒星齿轮132的一部分上并可以包括围绕其外周配置为与安装在输出轴142上的输出小齿轮(未示出)的对应齿轮齿148啮合的齿轮齿146。同样的，恒星齿轮132的旋转可以通过输出齿轮144传递以旋转驱动输出轴142。如图3所示，输出轴142的一部分可以从壳体102向外延伸以允许输出轴142联接到风力涡轮机10的发电机24。此外，如图3所示，输出轴142可通过一个或更多个输出轴承150，152支撑来在壳体102内旋转。例如，如以下将描述的，第一输出轴承150可以安装在限定于壳体102内的第一轴承孔(图3未示出)内，而第二输出轴承152可以安装在限定在壳体102中的第二轴承孔(图3未示出)内。
现在参照图4-8，将按照本主题的各方面描述用于修复风力涡轮机齿轮箱100的轴承孔的系统200的一个实施例。具体地，图4示出了上述齿轮箱100的输出级140的一部分的简化、示意性截面图，特别示出了安装在齿轮箱壳体102内的输出轴142和第一与第二输出轴承150，152。图5示出了图4所示的齿轮箱壳体102的一部分的相同的截面图，其中各种其它齿轮箱构件为描述目的被移除。此外，图6-8示出了按照本主题的各方面的图4和5所示的齿轮箱壳体102的相同的截面图，特别地示出了公开的系统100的安装在壳体102内以允许壳体102的关联的轴承孔被修复的一个或更多个构件。
如图示的实施例所示那样，齿轮箱壳体102可以配置为限定迎风的或第一轴承孔202和与第一轴承孔202轴向间隔分开的下风的或第二轴承孔204。如图5特别所示，第一轴承孔202可在第一外端204和与第一外端204相对的第一内端206之间轴向延伸，其中第一内端206定位为最靠近第二轴承孔204且第二外端204定位为更远离第二轴承孔204。此外，第一轴承孔202可包括在其轴端206，208之间延伸的第一内孔表面210(图5)，其限定第一轴承孔202的内周。类似地，如图5所示，第二轴承孔204可以在第二外端212和与第二外端212相对的的第二内端214之间轴向延伸，其中第二内端214定位为最靠近第一轴承孔202且第二外端定位为更远离第一轴承孔202。此外，第二轴承孔204可包括在其轴端212，214之间延伸的第二内孔表面216，其限定第二轴承孔204的内周。
如以上所述那样，齿轮箱100的输出轴承150，152可配置为接收在轴承孔202，204内以允许输出轴142相对于壳体102可旋转地支撑。例如，如图4所示，迎风的或第一输出轴承150可配置为安装在第一轴承孔202内，而下风的或第二输出轴承152可配置为安装在第二轴承孔204内。在该实施例中，每个轴承150，152的外座圈218可配置为经由设于外座圈218和它的相应的轴承孔202，204的内孔表面210，216(图5)之间的摩擦界面相对于壳体102固定。此外，如图4所示，每个轴承150，152的内座圈220可配置为可旋转地联接到输出轴142。同样的，每个输出轴承150，152的输出轴142和内座圈220可配置为相对于壳体102和每个输出轴承150，152的外座圈218两者旋转。
应认识到的是，各种其它齿轮箱相关的构件可与输出轴142、输出轴承150，152中的一个或两者和/或关联的轴承孔202，25操作相关而安装。例如，如图4所示，喷油环222可配置为在邻接第一输出轴承150的位置处安装在第一轴承孔202的第一外端206(图5)。如通常所理解的，喷油环222可配置成允许在第一输出轴承150的外和内座圈218，220之间供给油以润滑轴承150。此外，如图4所示，在一个实施例中，第二轴承224可以邻接第二输出轴152安装以相对于壳体102为输出轴142提供额外的旋转支撑。
如以上所述那样，在运行的延长时间之后，输出轴承150，152中的一个或两者的外座圈218会开始在(多个)轴承150，152和邻接轴承孔202，204之间限定的界面上滑动，这会导致(多个)内轴承孔表面210，216随着时间的推移变得磨损。由于(多个)内轴承孔表面210，216磨损而变得更加不圆，在关联的(多个)轴承150，152的邻接外座圈218和壳体102之间滑动的发生会显著地增加，由此消极地影响齿轮箱100的性能和运行。在该示例中，公开的系统200和关联的方法可用于执行磨损轴承孔的原地、塔上修复。应认识到的是，出于描述的目的，系统200将在本文中大体上描述为用于修复齿轮箱100的输出级140的迎风的或第一轴承孔202。然而，在其它实施例中，公开的系统200可用于修复齿轮箱100的输出级140的下风的或第二轴承孔204或任何其它适合的齿轮箱100的轴承孔。
如图8特别示出的，在若干实施例中，系统200可包括配置为至少部分地安装在齿轮箱壳体102的第二轴承孔204内的轴支撑部件230。如将在下面描述的，轴支撑部件230可配置为旋转地支撑孔修复工具234的镗杆或可旋转的轴232。此外，如图8所示，系统200可包括安装在或邻接于第一轴承孔204的相反轴向端206，208(图5)的第一和第二加工腔板236，238，使得在腔板236，238之间限定或建立加工腔240。如将在下面描述的，孔修复工具234的钻孔刀242可定位在形成于腔板236，238之间的加工腔240内并经由轴232旋转以允许加工第一轴承孔202。具体地，当钻孔刀242在加工腔240内旋转时，第一轴承孔202的内孔表面210通过从壳体142移除邻近的材料而加工，以增大轴承孔202的内径。在此情况下，在修复过程期间产生的金属削或其它金属碎片可以被容纳在腔板236，238之间的加工腔240内。
应认识到的是，除了可旋转的轴232和钻孔刀242，孔修复工具234还可以包括定位在齿轮箱壳体102外侧的驱动设备244来用于旋转地驱动轴232。例如，驱动设备244可对应于驱动马达或任何其它适合的配置成使轴232在足够的切削速度下旋转以允许钻孔刀244加工第一轴承孔202的内孔表面210的驱动装置。还应认识到的是，钻孔刀242通常可以对应于任何适合的配置成加工孔的内表面的孔切削工具，诸如单点切削工具、飞刀，或任何其它适合的配置成如本文中所描述地起作用的切削机构。
为了开始修复过程，齿轮箱100的输出级140的各种构件可从壳体中移除。例如，如图5所示，输出轴142、输出轴承150，152，喷油环222和第二轴承224已经从壳体102中移除。应认识到的是，可使用任何适合的拆卸过程从壳体102中移除这些构件。例如，在一个实施例中，第二输出轴承152和第二轴承224可穿过第二轴承孔204的第二外端212而从壳体102中移除。一旦这些轴承152，224被移除，输出轴142就可以通过轴向地拉轴穿过第二轴承孔204而从壳体102中移除。第一输出轴承150和喷油环222随后可以从壳体102中移除。在一个实施例中，第一输出轴承150和喷油环222可经由在壳体102(例如，在轴承孔202，204之间的位置)内限定的进入口246(图4-8中虚线所示)从壳体102中移除。
在齿轮箱构件已被移除之后，公开的系统200的各构件可安装在壳体102中，例如，如图6所示，在若干实施例中，第一腔板236和轴支撑部件230两者都初始地安装在齿轮箱壳体102内。在一个实施例中，第一腔板236可经由进入口246安装在壳体102内。例如，第一腔板236可插入穿过进入口246并随后移动到它的安装位置。
通常，第一腔板236可对应于配置成安装在第一轴承孔202的外端206(图5)处以用作用于修复过程期间产生的金属削和/或其它金属碎片的外屏蔽层或屏障的实心盘坯或挡板。例如，在一个实施例中，第一腔板236可配置为安装在喷油环222的典型位置。在该实施例中，第一腔板236可大体上配置成限定仅稍小于第一轴承孔202的内径的外径，使得在第一腔板236和壳体102之间在第一轴承孔202的外端206上提供显著紧的装配。此外，如图6所示，密封件和/或适合的密封材料248可提供在第一腔板236和第一轴承孔202之间的界面上以防止金属碎片进入限定在这些构件之间的任何径向空隙。例如，在一个实施例中，粘土或油脂可用于密封限定在第一腔板236和第一轴承孔202的内孔表面210之间的(多个)径向空隙。
此外，如图6中所示，轴支撑部件230可配置为相对于壳体102安装，使得支撑部件230的一部分接纳在第二轴承孔204内。例如，在若干实施例中，轴支撑部件230可包括配置成联接到壳体102的外安装凸缘250和从外安装凸缘250轴向延伸到第二轴承孔204内的位置的支撑部分252。如图6所示，在一个实施例中，外安装凸缘250可配置成相对于第二轴承孔204径向向外延伸，以允许安装凸缘250围绕轴承孔204的外周联接到壳体102。例如，外安装凸缘250可配置成限定紧固件开口(未示出)的环形阵列，其与在壳体102中限定的对应的紧固件开口(未示出)的阵列对齐。在该实施例中，适合的紧固件254(例如，螺栓)可插入穿过对齐的开口以将安装凸缘250联接到壳体102。
如图6所示，轴支撑部件230的支撑部分252可配置成在第二轴承孔204内轴向延伸。在一个实施例中，支撑部分252可以是锥形，以便限定渐缩的轮廓。在该实施例中，当相对于壳体102安装轴支撑部件230时，支撑部分252可配置成沿轴向推入第二轴承孔204，直到支撑部分252的外表面接触第二轴承孔204的内孔表面216，由此确保支撑部分252相对于轴承孔204居中。备选地，轴支撑部件230的支撑部分252可配置成具有任何允许它如本文中所描述的起作用的其它适合的形状。例如，如以下将要参照图9描述的，支撑部分252可以为圆柱形。
此外，如图6所示，轴向延伸的轴开口256可限定为穿过轴支撑部件230。在若干实施例中，轴开口256可配置成接纳用于旋转地支撑关联的孔修复工具234的可旋转的轴232的一个或更多个构件。例如，如图6所示，旋转部件258(例如，轴承或衬套)可安装在轴支撑部件230的轴开口256内，以用于支撑修复工具234的可旋转的轴232。
现在参照图7，在轴支撑部件230的安装之后，孔修复工具234的可旋转的轴232和钻孔刀242可相对于壳体102安装。具体地，如图7所示，轴232可插入穿过由轴支撑部件230限定的轴开口256，使得轴232经由旋转部件258相对于轴支撑部件230旋转地支撑。一旦轴232的一部分已经插入穿过轴支撑部件230并进入限定在第一和第二孔202，204之间的轴向空间，钻孔刀242可经由进入口246安装到轴232的远端260。例如，轴232可被轴向插入到壳体102中，直到轴232的远端260与进入口246对齐。维修操作员会随后可穿过进入口246达到壳体102内并将钻孔刀242安装在轴232上。轴232随后会进一步轴向推入壳体102，直到钻孔刀242定位在第一轴承孔202内。
现在参照图8，在孔修复工具234的旋转轴232和钻孔刀242安装后，第二腔板238可被插入壳体102(例如，经由进入口246)内并围绕修复工具轴232安装。具体地，在一个实施例中，第二腔板238可对应于形成为两件构造的圆形或盘形部件，诸如通过将第二腔板238形成为圆形或盘形板的分离的半部。在该实施例中，当第二腔板238的分离构件围绕可旋转的轴组装时，第二腔板238可限定中央开口262，轴232延伸穿过该中央开口262。
此外，如图8所示，第二腔板238可配置为在第一轴承孔202的内端214(图5)处固定在壳体102内。例如，在若干实施例中，第二腔板238的一部分可配置为相对于第一轴承孔202径向向外延伸，以允许第二腔板238围绕轴承孔202的外周联接到壳体102。在这些实施例中，第二腔板238可限定紧固件开口(未示出)的环形阵列，其配置成与在壳体102中限定的对应的紧固件开口(未示出)的阵列对齐。其后，适合的紧固件264(例如，螺栓)可插入穿过对齐的开口以在第一轴承孔202的内端214处将第二腔板238紧固到壳体102。此外，如图8所示，当将第二腔板238联接到壳体102时，密封件266(例如，o形环)或适合的密封材料可安装在限定于第一腔板238和壳体102之间的界面上以密封界面。
应认识到的是，在一个实施例中，第二腔板238还可以配置为用作用于孔修复工具234的可旋转的轴232的第二轴支撑部件。例如，如图8所示，旋转部件268(例如，拼合轴承或衬套)可以安装在由第二腔板238限定的中央开口262内。同样，旋转部件268可配置为相对于第二腔板238旋转地支撑轴232。备选地，如以下将参照图9描述的，可旋转的轴232可配置为延伸穿过第二腔板238的中央开口262，而不在其中被旋转支撑。
如上所述，通过在第一轴承孔202的相对轴向端206，208(图5)处安装第一和第二腔板236，238，密封的或基本密封的加工腔240可限定在腔板236，238之间，当加工第一轴承孔202时，钻孔器242可沿着该加工腔240横穿。因此，当第一轴承孔202在被加工时，修复过程期间产生的任何金属碎片会保持容纳在腔240中，由此防止碎片污染齿轮箱202的其它部分。
应认识到的是，一旦各种系统构件已相对于壳体102安装，则孔修复工具234可用于加工出或以其它方式修复第一轴承孔202。具体地，通过相对于壳体102在加工腔240内旋转钻孔刀242(例如，经由轴232和关联的驱动设备244)和通过轴向地沿着腔240的整个轴向长度移动钻孔刀242，钻孔刀242可以以增加轴承孔202的直径的方式来将材料从壳体102移除，以便形成仍然与第二轴承孔204同心的完全地圆形的，加工的孔(例如，与之前由孔的磨损表面限定的椭圆形相对)。在这情况下，加工腔240可在加工过程期间定期清理或可在修复过程完成之后清理。例如，在一个实施例中，在第一和第二腔板236，238之间的钻孔刀242的每个轴向通道之后，第二腔板238会被移除以允许从加工腔240内清理出金属碎片。
在第一轴承孔202已修复之后，各种系统构件会随后从壳体102中移除(例如，通过反向上面描述的安装程序)。此后，各种齿轮箱构件会重新安装回壳体102内。然而，应认识到的是，给定新的更大直径的第一轴承孔202，第一输出轴承152可替换为新的具有相对应的更大外径的输出轴承或衬套可安装在现有的输出轴承152和修复后的轴承孔202之间来适应增加的孔径。
应认识到的是，在备选的实施例中，上述系统构件中的一个或更多个可具有任何其它适合的构造，其允许该(多个)构件与公开的孔修复过程关联使用。例如，图9示出了上述系统200的一个实施例，其中轴支撑部件230和第二腔板238两者的构造已按照本主题的各方面来改变。
如图9所示，与上述锥形相对，轴支撑部件230的支撑部分252可以为圆柱形。在该实施例中，支撑部分252可以配置为限定仅比第二轴承孔204的直径稍小的外部直径，使得在支撑部分252和第二轴承孔204之间提供显著紧的配合，由此允许支撑部分204恰当居中在轴承孔204内。
此外，如图9所示，与将第二腔板238配置为第二轴支撑部件相对，可旋转的轴232可以配置为延伸穿过第二腔板238的中央开口262，而不经由旋转部件在其中旋转地支撑。在该实施例中，密封件或适合的密封材料可安装在中央开口262内以密封限定在轴232和第二腔板238之间的径向空隙。例如，如图9所示，密封件270(例如，刷密封件)可安装在轴232和第二腔板238之间的中央开口262中以密封它们之间限定的径向间隙。例如，当可旋转的轴232能够单独由轴支撑部件230支撑而不以显著影响被修复孔的期望尺寸/形状的方式偏移时，可利用该实施例。
此外，在一个实施例中，除了中央开口262之外，一个或更多个第二开口272可限定为穿过第二腔板238。例如，如图9所示，第二开口272可限定为穿过第二腔板238，其径向偏离于中央开口262。在该实施例中，在修复程序期间，第二开口272可利用于从加工腔240中移除金属碎片和(可选地)冷却液。例如，真空软管可联接到第二开口272以允许金属碎片(和/或冷却液)从加工腔240排出。
现在参照图10，按照本主题的各方面示出了用于在风力涡轮机齿轮箱内修复轴承孔的方法300的一个实施例的流程图。大体上，本文中将参照上面参照图4-9描述的系统200来描述方法300。然而，应认识到的是，公开的方法300可在具有任何其它适合系统构造的系统中实施。另外，尽管为了描述和讨论的目的，图10描述了以特定顺序执行的步骤，但本文中讨论的方法不限于任何特定的顺序或排列。使用本文中提供的公开的本领域技术人员将认识到的是本文中公开的方法的各种步骤可以以各种方式省略、重新排列、组合、和/或改写而不偏离本公开的范围。
如图10所示，在(302)，该方法300可包括将轴支撑部件至少部分地安装在与待修复的轴承孔共轴对齐的轴承孔内。具体地，如上所述，当齿轮箱100的输出级140的第一轴承孔202在修复中时，轴支撑部件230可相对于齿轮箱100的输出级140的第二轴承孔204安装。例如，轴支撑部件230的支撑部分252可插入到第二轴承孔204内，使得轴支撑部件230相对于轴承孔204居中。
另外，在(304)，方法300可包括将第一腔板安装在或邻接于被修复的轴承孔的第一轴向端。例如，如上所述，在一个实施例中，第一腔板236可以安装到第一轴承孔202的外端206。在该实施例中，例如第一腔板236可以定位在齿轮箱100的喷油环222的典型安装位置。
此外，在(306)，方法300可包括将可旋转的轴插入穿过限定为穿过轴支撑部件的轴开口，使得可旋转的轴旋转地支撑在开口内。具体地，如上所述，可旋转的轴232可插入穿过安装在由轴支撑部件230限定的轴开口256中的旋转部件258，以允许可旋转的轴232相对于轴支撑部件230旋转地支撑在轴开口256中。此外，在一个实施例中，一旦轴232已经插入穿过轴支撑部件230，孔修复工具234的钻孔刀242可安装在轴232的远端260上。
仍然参照图10，在(308)，方法300可包括将第二腔板安装在或邻接于被修复的轴承孔的第二轴向端，使得在第一和第二腔板之间限定加工腔。例如，如上所述，第二腔板238可安装在与第一腔板236相对的第一轴承孔202的内端208上，以允许密封的或基本密封的加工腔240限定在腔板236，238之间。在该实施例中，例如第二腔板238可形成为两件式构造，以允许第二腔板238围绕可旋转的轴232安装。
此外，在(310)，方法300可包括经由可旋转的轴的旋转来旋转定位在加工腔内的钻孔刀，以加工被修复的轴承孔的内表面。具体地，一旦腔板236，238已经相对于被修复的孔安装，则钻孔刀242可在加工腔240中旋转以修复或以其它方式加工轴承孔202的内孔表面210。在这情况下，在加工过程期间产生的任何金属碎片会被容纳于在腔板236，238之间限定的加工腔240中。
应认识到的是，方法300还可包括各种其它步骤和/或要素。例如，在每个加工经过之后和/或在加工过程的完成后，修复的轴承孔可被清洁以移除容纳在加工腔240中的任何金属碎片。此外，方法300可包括一个或更多个测量步骤，以允许测量被修复的轴承孔和相对的孔之间的同心度。例如，在一个实施例中，钻孔刀242可从轴232中移除并替换为配置成测量轴承孔之间的同心度的测量设备(例如，千分尺)。在该实施例中，轴232可以相对于修复的轴承孔旋转以允许测量设备用于检验同心度。
本书面描述使用了实例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。