专利名称：风力发电变桨减速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种减速装置，具体说是一种适用于风力发电的变桨减速装置。
背景技术：
随着人们对节能、环保、无污染认识的逐步提高和技术发展，风电作为一种可再生 能源，在世界范围内得到迅速发展。风力发电是由风力驱动发电机旋转，风力的大小和方向直接影响风轮的旋转速 度，如不能很好的加以控制，易导致发电频率的不稳定而无法应用，因此风力发电机除了由 偏航减速装置改变承风角度以适应变幻莫测的风向外，还需变桨减速装置改变桨叶迎风角 度，从而让风力发电机组稳定运转，在额定频率下正常发电。目前风力发电机一般有三片 桨叶，每片桨叶都配有一台变桨减速装置，变桨减速装置安装位置处于桨叶根部且密闭于 转子罩内，变桨减速装置受转子罩壳内腔空间限制，一般变桨减速装置采用三级行星传动 结构，输入轴经三级行星传动结构由输出轴输出，其输入轴与输出轴同轴心，输入轴安装电 机后，装置整体高度高，即要求转子罩有比较大的安装空间，转子罩体积大、重量大，制造困 难，成本提高。另外，变桨减速装置需承受变化的风力冲击，因此减速装置的速比较大，对速比的 精确度要求较高，现有采用三级行星传动装置传动的变桨减速装置，因其各级行星传动装 置速比调整精度低，导致整体速比调整精度低，存在较大的速比精确度误差。
发明内容为了解决现有技术中风力发电变桨减速装置体积大、安装空间增大、重量大，导致 安装变桨减速装置的转子罩体积增大，制作困难，生产成本高，且变桨减速装置的速比调整 精度差，存在较大的速比误差等不足，本实用新型的目的是提供一种体积小、重量小，安装 所需转子罩体积小，制造方便，成本低，速比误差小、调整精确度高的风力发电变桨减速装置。本实用新型的目的是这样实现的风力发电机偏航减速装置，包括箱体、电机输入 连接套、太阳轮、行星轮、行星架、内齿圈、输出齿轮轴，箱体包括电机法兰、上箱体、中箱体、 支撑体、油封座，箱体内设有四级行星传动结构，第一级内齿圈经螺栓固定连接在电机法兰 和上箱体之间，第二级内齿圈经螺栓固定连接在上箱体和中箱体之间，第三级内齿圈经螺 栓固定连接在中箱体和支撑体之间，第一级行星架通过花键与第二级太阳轮连接，第二级 行星架通过花键与第三级太阳轮连接，第三级行星架通过花键与第四级太阳轮连接，第四 级行星架通过花键与输出齿轮轴连接；输出齿轮轴通过轴承安装在支撑体内并经油封座密 封，其特征在于所述第一级内齿圈通过螺栓连接于电机法兰内，电机法兰内经轴承安装有 电机输入连接套；所述电机输入连接套与第一级太阳轮经模数相同、牙数相同、压力角为 20°的接合齿连接传动。所述输出齿轮轴上轴承之间设有两个并列的骨架油封；所述支撑体与油封座之间设有端面密封油封。所述支撑体侧壁上设有快放接头。所述各级行星结构的齿轮均采用压力角为25°，顶隙系数为0. 4的齿形；所述各 级行星架均采用双壁整体式结构。所述第一级行星架上用于安装行星轮的轴承为圆柱滚子轴承，其余三级行星架上 用于安装行星轮的轴承为双排滚针轴承。所述电机法兰与上箱体之间、上箱体与第二级内齿圈之间、第二级内齿圈与中箱 体之间、中箱体与第三级内齿圈之间、第三级内齿圈与支撑体之间的连接面均设置有“0”型圈。采用以上技术方案后，本实用新型达到的有益效果是1、电机输入连接套与第一级太阳轮采用模数、牙数相同，压力角为20°的接合齿 联接，第一级太阳轮可浮动，与之啮合的行星轮受力均勻，均载效果好，第一级太阳轮磨损 小，且加工第一级太阳轮一次成型，无需二次花键齿形加工，大大缩短加工周期，降低生产 成本；2、将现有的三级同轴行星传动改进为一级锥齿轮90°直交传动和两级行星传动 结构的组合，变桨减速装置安装电机后，电机位于装置侧边，降低了装置整体高度，缩小安 装空间，重量减小，安装变桨减速装置所需转子罩体积相对缩小，制作方便，生产成本低，便 于运输和现场安装；且使用锥齿轮传动，速比调整精度高，使得整机总速比精度高，速比误 差小，满足客户需求；3、第二级行星架环周均勻设有四只行星轮，四只行星轮分别与其对应的内齿圈和 太阳轮啮合，其太阳轮、行星轮、内齿圈的齿形压力角为25°，顶隙系数为0.4。在传动时， 第二级行星传动结构承受的扭矩最大，因此第二级行星传动结构对整体性能影响较大，采 用四只行星轮均勻设置于第二级行星架环周，使第二级行星传动结构的均载能力更强，从 整体上提高了变桨减速装置的承载能力和抗冲击能力，变桨减速装置运行更稳定，使用寿 命更长；4、第一级内齿圈采用螺栓连接于前机壳内部，前机壳加工方便，节省齿轮材料，减 轻了整机的重量；支撑体侧壁上设有快放接头，代替常用的放油油塞，在更换润滑油时，不 易污染变速装置和周边装置，减少环境污染，符合环保要求；支撑体与油封座接合面上设有 端面密封油封，可以防止灰尘进入影响轴承寿命；前机壳与轴承座、前机壳与电机法兰的止 口定位连接面设有“ 0 ”型圈，保证了变速装置的高密封性能。本实用新型的变桨减速装置采用一级锥齿轮90°直交传动和两级行星传动结构 组合传动的方式，解决了传统三级同轴行星传动结构导致变速装置高度过高的问题，变桨 减速装置高度低，安装空间小，质量轻，安装变桨减速装置所需转子罩体积小，制作方便，生 产成本低，便于运输和现场安装；该变桨减速装置的承载能力和抗冲击能力大，使用寿命 长，速比调整精度高，密封性能好，适合大型风场风力发电使用。
图1是本实用新型的结构示意图。图中电机法兰1，前机壳2，支撑体3，锥齿轮轴4，锥齿轮5，第一级内齿圈6，第二
4级内齿圈7，第一级行星架8，第一级行星轮9，第一级太阳轮10，第二级行星架11，第二级行 星轮12，第二级太阳轮13，输入轴连接套14，输出轴15，端面密封油封16，轴承17，行星轴 18、181，“0”型圈19，锥齿轮连接套20，轴承座21，快放接头22，油封座23。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。图1所示，风力发电变桨减速装置主要包括电机法兰1、前机壳2、支撑体3、锥齿 轮轴4、锥齿轮5、输出轴15、第一级内齿圈6、第二级内齿圈7。第一级内齿圈6通过螺栓 固定于前机壳2内，第二级内齿圈7通过螺栓固定连接于前机壳2、支撑体3之间；电机法 兰1通过螺栓垂直连接于前机壳2 —侧，电机法兰1内设有输入轴连接套14，输入轴连接 套14与锥齿轮轴4过盈连接；前机壳2上部密封连接轴承座21，轴承座21经轴承17连接 锥齿轮连接套20 —端，锥齿轮连接套20另一端经轴承17连接在前机壳2内，锥齿轮连接 套20上经平键固定连接锥齿轮5，锥齿轮5与锥齿轮轴4啮合，锥齿轮与输入轴连接套14 成90° ；锥齿轮5通过锥齿轮连接套20与第一级太阳轮10连接，第一级太阳轮10分别与 第一级内齿圈6、第一级行星轮9相互啮合，第一级行星架8通过花键与第二级太阳轮13连 接，第二级行星架11上设有四只第二级行星轮12，第二级太阳轮13分别与第二级内齿圈 7、第二级行星轮12相互啮合，第二级太阳轮13、第二级行星轮12、第二级内齿圈7齿形压 力角为25°，顶隙系数为0. 4，第二级行星架11通过花键与输出轴15连接，输出轴15经油 封座23与支撑体3密封，输出轴15经花键连接输出，锥齿轮5与第一级太阳轮10、第二级 太阳轮13、输出轴15同轴；支撑体3与油封座23上设有端面密封油封16 ；第一级行星轮 9、第二级行星轮12内分别设有行星轴18、181，行星轴18、181内均设有润滑油孔；前机壳2 与轴承座21、前机壳2与电机法兰1的止口定位连接面设有“0”型圈19;支撑体3壳体侧 壁上设有快放接头22。安装时，将风力发电变桨减速装置置于单片桨叶的根部，变桨减速装置的输入连 接套14连接伺服电机，其输出轴经花键连接同步带轮，由皮带连接变桨减速装置的同步带 轮和桨叶根部的同步带轮；工作时，当风速发生变化时，控制电路将会同步启动伺服电机， 伺服电机通过输入连接套14带动锥齿轮副转动，锥齿轮5通过锥齿轮连接套20带动第一 级太阳轮10转动，第一级太阳轮10与第一级行星轮9和第一级内齿圈6啮合，运动中带动 第一级行星架8与第二级太阳轮13同步转动，第二级太阳轮13与第二级行星轮12、第二级 内齿圈7啮合，运动中带动第二级行星架11与输出轴15转动，由输出轴15上的同步带轮 带动桨叶根部的同步带轮转动，从而改变桨叶的迎风角度。本实用新型采用锥齿轮副速比1 5，第一级行星传动结构速比1 5，第二行星 传动结构速比1 5. 067，变桨减速装置总速比达1 126. 675，传动速比精确到0.001，整 体精确高，速比误差小。
权利要求1.一种风力发电变桨减速装置，包括箱体、第一级内齿圈(6)、第二级内齿圈(7)、输 出轴(15)，箱体包括电机法兰(1)、前机壳(2)、轴承座(21)、第二级内齿圈、支撑体(3)、 油封座(23)，箱体内设有两级行星齿轮传动机构，第一级太阳轮(10)与其对应的行星轮、 内齿圈相互啮合后通过第一级行星架(8)输出，第一级行星架通过花键连接第二级太阳轮 (13)，第二级太阳轮与其对应的行星轮、内齿圈相互啮合后通过第二级行星架(11)输出， 第二级行星架通过花键与输出轴连接，其特征在于所述第一级太阳轮(10)通过花键与锥 齿轮连接套(20) —端连接，锥齿轮连接套该端通过轴承支承于前机壳(2)内，锥齿轮(8) 通过平键固定于锥齿轮连接套上，锥齿轮连接套另一端通过轴承支承于轴承座(21)上，轴 承座固定于前机壳上，锥齿轮与第一级太阳轮、第二级太阳轮(13)、输出轴(15)同轴；所述 电机法兰(1)垂直连接于前机壳上，输入连接套(14)经轴承固定在电机法兰内，一锥齿轮 轴(4)与输入连接套过盈配合，锥齿轮轴(4)与锥齿轮(5)啮合，输入连接套与锥齿轮、各 级太阳轮、输出轴呈90°设置。
2.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述第一级内齿圈(6) 经螺栓锁紧于前机壳(2)内壁。
3.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述支撑体(3)壳体侧 壁上设有快放接头(22)。
4.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述支撑体(3)与油封 座(23)接合面上设有端面密封油封(16)。
5.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述第二级行星架(11) 环周均勻设有四只第二级行星轮(12)，四只第二级行星轮与第二级内齿圈(7)、第二级太 阳轮(13)啮合，其太阳轮、行星轮、内齿圈齿形压力角为25°，顶隙系数为0.4。
6.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述前机壳(2)与轴承 座(21)、前机壳与电机法兰⑴的止口定位连接面设有“0”型圈(19)。
7.根据权利要求1所述的风力发电变桨减速装置，其特征是所述输出轴(15)经花键 输出。
专利摘要本实用新型涉及一种风力发电变桨减速装置，箱体内设有两级行星结构相互连接依次传动至输出轴，所述第一级行星传动结构的太阳轮经锥齿轮连接套连接一锥齿轮，锥齿轮与各级太阳轮、输出轴同轴，所述箱体前机壳上连接电机法兰，电机法兰经输入连接套过盈连接锥齿轮轴，锥齿轮轴与锥齿轮啮合，输入连接套与锥齿轮呈90°设置。本实用新型采用一级锥齿轮90°直交传动和两级行星传动结构组合传动，降低了变桨减速装置安装电机后整体高度，所需转子罩体积小，制作方便，生产成本低，便于运输和现场安装，该变桨减速装置的承载能力和抗冲击能力大，使用寿命长，速比调整精度高，适合大型风场风力发电使用。
文档编号F03D7/00GK201786554SQ201020529248
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者孔霞, 张玉圣, 蔡云龙 申请人:江苏泰隆减速机股份有限公司