专利名称：一种齿轮箱及包括该齿轮箱的风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种齿轮箱。此外，本发明还涉及一种包括上述齿轮箱的风力发电机。
背景技术：
增速机齿轮箱是风力发电机组中的一个重要组成部分，随着单台装机容量的增加，齿轮箱中的齿轮副之间的啮合、轴承之间的摩擦产生的热量也随之增多，为此，增速齿轮箱中的润滑油油量也随之增多。这些润滑油除了起到润滑作用外，还用于各个摩擦副、啮合副的散热，以免轴承的摩擦副因高温发生咬合现象、或者齿轮的啮合副因高温产生齿面胶合现象，进而导致整个齿轮箱失效。在增加润滑油量的同时，也随之带来另一个问题，就是随着气温下降到一定温度， 特别是应用于海上、高原或北方地区，冬季的气温很低，有时甚至达到零下30 40度，这样的环境下齿轮箱停机一端时间后，润滑油会凝固，因此，在下一次开机前一定要对润滑油进行加热。请参考图1，图I为现有技术中的齿轮箱的结构剖视图；下面结合该图简要介绍这种结构的齿轮箱在工作中存在的缺陷。现有技术中，如图I所示，该齿轮箱包括箱体I和箱体I围成的密封腔2，密封腔2 内设置有与齿轮箱型号相配的加热器4，该加热器4与润滑油3直接接触，通过给加热器4 通电起到加热润滑油3的作用。为了缩短润滑油3的加热时间以便快速开机，诸多厂家采用了加大单个加热器功率、增加加热器数量的方法。然而，功率增大的加热器4在通电后温度迅速升高，使得其周围的润滑油3温度也迅速升高，由于齿轮箱润滑油3的热传导率很低，不能迅速将加热器4产生的热量传导出去，导致加热器4周围的润滑油3在高温下容易发生品质变差的现象，特别是在润滑油3经多次加热后，润滑油3品质变差的速度会加快。例如容易发生氧化变质、润滑油3颜色变黑、 产生沉淀物等现象，加速了机件的磨损。为了保证机件不受严重的磨损，工作人员不得不缩短润滑油3的使用时间，增加润滑油3的更换次数，导致齿轮箱的运营成本的增加。有鉴于此，亟待针对现有齿轮箱的结构进行优化设计，使其对齿轮箱的密封腔内的润滑油进行均匀加热，避免加热器周围的润滑油由于温度过高而发生品质变差的现象， 延长润滑油的使用寿命，减小齿轮箱的运营成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种齿轮箱，使其能够对密封腔内的润滑油进行均匀加热，避免密封腔内的润滑油由于局部过热而导致品质变差现象的发生。本发明要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述齿轮箱的风力发电机。为解决上述技术问题，本发明提供一种齿轮箱，包括由箱体围成的密封腔和设于所述密封腔内的润滑油，所述密封腔的底部还设有用于加热所述润滑油的加热器；所述密封腔内还设有将靠近所述加热器的润滑油抽离并输送至远离所述加热器的润滑油循环装置。优选地，所述润滑油循环装置包括壳体和设于所述壳体内的螺杆，所述壳体与所述箱体连接，所述螺杆与所述壳体转动连接，且所述螺杆连接有驱动所述螺杆旋转的动力装置；所述壳体在靠近所述加热器的位置设有进油口，所述壳体在远离所述加热器的位置顶部设有出油口。优选地，还包括出油管路，所述出油管路连接于所述出油口的外部。优选地，所述进油口的数目与所述加热器的数目相等，且每个进油口与每个加热器对应设置。优选地，所述螺杆前端部通过第一轴承与所述壳体转动连接，所述螺杆后端部通过第二轴承与所述壳体转动连接。优选地，所述壳体的前端部设有沟槽，所述沟槽内设有孔用弹性挡圈，用以限制所述第一轴承的轴向位移。优选地，所述螺杆后端部套装有轴承座，所述第二轴承设于所述轴承座内，所述第二轴承外侧还设有轴承压盖，所述轴承压盖通过第一螺钉组件与所述轴承座连接。优选地，所述壳体前端部与所述孔用弹性挡圈之间设有第一密封圈，所述壳体后端部与所述轴承座之间设有第二密封圈，所述轴承座与所述轴承挡圈之间设有第三密封圈。优选地，所述动力装置为减速发电机，所述减速发电机与所述螺杆之间设有联轴器，所述联轴器的两侧分别与所述螺杆的后端部、所述减速发电机通过键连接。本发明提供一种齿轮箱，其密封腔的底部还设有用于加热润滑油的加热器；密封腔内还设有将靠近加热器的润滑油抽离并输送至远离加热器的润滑油循环装置。在一种具体实施方式
中，润滑油循环装置包括设于加热器附近的壳体和设于壳体内的螺杆，壳体与箱体连接，螺杆与壳体转动连接，且螺杆连接有驱动螺杆旋转的动力装置；壳体在靠近加热器的位置设有进油口，壳体在远离加热器的位置设有出油口。采用这种结构形式，在气温较低的情况下，采用加热器对密封腔内的润滑油进行加热，当加热器已经将其周围的润滑油加热至较高温度时，启动润滑油循环装置，动力装置带动螺杆在壳体内部进行旋转运动，将靠近加热器的温度较高的润滑油通过壳体的进油口吸收至壳体内部，随着螺杆的旋转运动，壳体内部的润滑油也随之在壳体内移动，然后经壳体的出油口流出。与此同时，加热器周围的温度较高的润滑油吸收进壳体后，这些润滑油周围的温度较低的润滑油向加热器流动，加热器对这些温度较低的润滑油进行加热，随后这
些润滑油又被润滑油循环装置吸收至壳体内......依次类推，密封腔内的润滑油如此循
环往复运动。由上述工作过程可以看出，采用上述润滑油循环装置后，使得润滑油在齿轮箱密封腔内形成循环流动的状态，即密封腔内的加热器始终对流动的润滑油进行加热，相比现有技术的齿轮箱，本发明所提供齿轮箱的密封腔内的润滑油受热均匀，避免了加热器周围的润滑油温度过高而发生品质变差的现象，大大延长了润滑油的使用寿命，减小了齿轮箱的运营成本。本发明还提供一种风力发电机，包括增速机齿轮箱；该增速齿轮箱采用如上所述的齿轮箱。由于上述齿轮箱具有上述技术效果，因此，包括该齿轮箱的风力发电机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。
图I为现有技术中的齿轮箱的结构剖视图；图2为本发明所提供齿轮箱的一种具体实施方式
的结构示意图；图3为图2的外部轮廓图；图4为图2中的润滑油循环装置安装处的局部放大图；图5为图2中的润滑油循环装置的爆炸图；图6为图2中的壳体的结构示意图；图7为图2中的螺杆的结构示意图；图8为图2中的出油管路的结构示意图。其中，图I至图8中的部件名称与附图标记之间的对应关系为箱体I ;密封腔2 ;润滑油3 ;加热器4 ；润滑油循环装置5 ;进油口 501 ;出油口 502 ;壳体503 ;螺杆504 ;动力装置505 ;出油管路506 ;第一轴承507 ;孔用弹性挡圈508 ;第一密封圈509 ;第二轴承510 ;轴承座511 轴承压盖512 ;第一螺钉组件513 ;第二密封圈514 ;第三密封圈515 ;联轴器516 ;沟槽517 油封518 ;弹性圆柱销519 ;第一管夹520 ;止动垫片521 ;第二管夹522。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种齿轮箱，该齿轮箱能够对密封腔内的润滑油进行均匀加热，避免密封腔内的润滑油由于局部过热而导致品质变差现象的发生。本发明要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述齿轮箱的风力发电机。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图2、图3和图4，图2为本发明所提供齿轮箱的一种具体实施方式
的结构示意图；图3为图2的外部轮廓图；图4为图2中的润滑油循环装置安装处的局部放大图。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的一种齿轮箱，包括由箱体I围成的密封腔2，密封腔2内设有用于润滑和吸收热量的润滑油3，密封腔2的底部还设有用于加热润滑油3的加热器4 ;密封腔2内还设有将靠近加热器4的润滑油3输送至远离加热器4的润滑油循环装置5。在一种具体实施方式
中，如图2至图4所示，润滑油循环装置5包括设于加热器4 附近的壳体503和设于壳体503内的螺杆504，壳体503与箱体I连接，螺杆504与壳体503 转动连接，且螺杆504连接有驱动螺杆504旋转的动力装置505 ;壳体503在靠近加热器4 的位置设有进油口 501，壳体503在远离加热器4的位置设有出油口 502。采用这种结构形式，在气温较低的情况下，采用加热器4对密封腔2内的润滑油3 进行加热，当加热器4已经将其周围的润滑油3加热至较高温度时，启动润滑油循环装置 5，动力装置505带动螺杆504在壳体503内部进行旋转运动，将靠近加热器4的温度较高的润滑油通过壳体503的进油口 501吸收至壳体503内部，随着螺杆504的旋转运动，壳体 503内部的润滑油也随之在壳体503内移动，然后经壳体503的出油口 502流出。与此同时，加热器4周围的温度较高的润滑油吸收进壳体503后，这些润滑油周围的温度较低的润滑油向加热器4流动，加热器4对这些温度较低的润滑油进行加热，随后这些润滑油又被润
滑油循环装置5吸收至壳体503内......依次类推，密封腔2内的润滑油3如此循环往复运动。由上述工作过程可以看出，采用上述润滑油循环装置5后，使得润滑油3在齿轮箱密封腔2内形成循环流动的状态，即密封腔2内的加热器4始终对流动的润滑油进行加热， 相比现有技术的齿轮箱，本发明所提供齿轮箱的密封腔2内的润滑油3受热均匀，避免了加热器4周围的润滑油温度过高而发生品质变差的现象，大大延长了润滑油3的使用寿命，减小了齿轮箱的运营成本。需要说明的是，上述仅以包括螺杆504和壳体503的润滑油循环装置5为例介绍了上述齿轮箱的技术效果，事实上，上述润滑油循环装置5并不仅限于这种结构形式，还可以采用小型螺杆泵等其他结构形式的润滑油循环装置。在进一步的方案中，一并参考图4、图5和图8，图5为图2中的润滑油循环装置的爆炸图；图8为图2中的出油管路的结构示意图；上述润滑油循环装置5还可以包括出油管路506，出油管路506连接于出油口 502的外部。采用这种结构形式，通过出油管路506将壳体503内部的润滑油3的输送距离加长，使得被输送的温度较高的润滑油更远离加热器4，即密封腔2内润滑油3的循环往复运动的距离加大，更进一步加强润滑油3受热的均匀性。更具体地，如图5所示，还可以采用第一管夹520对出油管路506进行定位，第一管夹520包括第一夹体和第二夹体，第一夹体设有第一管槽，第二夹体设有第二管槽，两个夹体合并后形成的管槽槽口略大于出油管路的横截面。这样，第一管夹能够对出油管路506 进行定位，第一夹体和第二夹体可以采用螺栓进行连接，为进一步增大第一管夹连接的稳定性，还可以在螺栓与第一夹体之间设置制动垫片521。此外，如图4和图8所示，出油管路506下端还可以设有第二管夹522，出油管路 506通过第二管夹522与壳体503连接，这样能够简单方便地将出油管路506固定于壳体 503上，保证润滑油在出油管路506中顺畅地流动，进一步增强润滑油循环装置的工作稳定性。当然，上述出油管路506还可以采用其他方式与壳体503连接。当然，上述具体实施方式
中并未限定出油管路506的具体长度，凡是在出油口 502 的外部连接出油管路506的润滑油循环装置5均属于本发明的保护范围内，用户可以根据实际需要自行设置出油管路506的长度。更具体地，如图6所示，图6为图2中的壳体的结构示意图；上述壳体503开设的进油口 501的数目与加热器4的数目相等，且每个进油口 501与每个加热器4对应设置。例如，上述齿轮箱可以设有三个加热器4，上述润滑油循环装置5可以设有三个进油口 501，每个进油口 501设于每个加热器4的上方。当然，上述进油口 501和加热器4还可以采用其他数目，用户可以根据实际需要自行选择。当然，上述壳体503的进油口 501并不仅限设于加热器4的上方，还可以设于加热器4的下方、左侧或右侧等位置，事实上，凡是将壳体503 的进油口 501设于加热器4的附近，将加热器4附近的温度较高的润滑油吸收至壳体503
6内部的润滑油循环装置5均应当属于本发明的保护范围。还可以进一步设置上述润滑油循环装置5的其他具体结构形式。在另一种具体实施方式
中，如图4和图5所示，上述螺杆504前端部通过第一轴承 507与壳体503转动连接，螺杆504后端部通过第二轴承510与壳体503转动连接。采用轴承连接螺杆504和壳体503，可以简单方便地实现螺杆504相对壳体503转动，具体的方案中，上述第一轴承507可以具体为圆柱滚子轴承，上述第二轴承510可以具体为双列球轴承，当然，还可以采用其他的轴承。还可以进一步设置上述润滑油循环装置5中螺杆504前端部与壳体503的具体连接方式。结合图5和图6，上述壳体503的前端部可以设有沟槽517，沟槽517内设有孔用弹性挡圈508，用以限制第一轴承507的轴向位移。采用这种结构形式，利用孔用弹性挡圈 508的弹性能够简单方便地实现对第一轴承507的限位，避免其在前后方向进行移动。当然，除了采用沟槽517和孔用弹性挡圈508结合的方式对第一轴承507进行轴向限位，这里还可以采用其他限位部件对第一轴承507进行限位。更进一步地，上述壳体503前端部与孔用弹性挡圈508之间还可以设有第一密封圈509。这样，能够加强螺杆504前端部与壳体503的密封性，避免壳体503内的润滑油3 从壳体503前端泄漏，进一步加强润滑油循环装置5的工作稳定性。需要说明的是，本文中的方位词“前”指的是图4中从左至右的方向，方位词“后” 指的是图4中从右至左的方向，应当理解，这些方位词的出现是以附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。还可以进一步设置上述润滑油循环装置5中螺杆504后端部与壳体503的具体连接方式。在另一种具体实施方式
中，上述螺杆504后端部套装有轴承座511，第二轴承510 设于轴承座511内，第二轴承510外侧还设有轴承压盖512,轴承压盖512通过第一螺钉组件513与轴承座511固定连接。采用这种结构形式，轴承座511与轴承压盖512实现了对第二轴承510的位置的固定，保证第二轴承510不会在螺杆504的轴向发生移动。当然，轴承压盖512与轴承座 511除了采用第一螺钉组件513连接，还可以采用其他方式连接。更进一步地，上述壳体503后端部与轴承座511之间可以设有第二密封圈514，轴承座511与轴承挡圈之间可以设有第三密封圈515。与上述第一密封圈509的作用类似，这样，能够加强螺杆504后端部与轴承座511、 轴承压盖512与轴承座511的密封性，避免壳体503内的润滑油3从壳体503后端泄漏，进一步加强润滑油循环装置5的工作稳定性。上述轴承压盖512与第二轴承510之间还可以设有两个双作用油封518。采用油封518可以防止灰尘、水气等由外向内侵入第二轴承510中，也可以限制轴承中的润滑油3 泄漏，进一步增强第二轴承510的工作稳定性。当然，这里还可以设置其他数目的油封，用户可以根据实际需要自行选择。还可以进一步设置上述润滑油循环装置5的其他具体结构。在另一种具体实施方式
中，上述动力装置505可以为减速发电机，减速发电机与螺杆504之间设有联轴器516，联轴器516的两端部分别与螺杆504的后端部、减速发电机通过键连接。采用这种结构，启动减速发电机，减速发电机能够通过联轴器516带动螺杆504旋转，实现润滑油3循环流动的功能。具体地，如图7所示，图7为图2中的螺杆的结构示意图；上述螺杆504后端部、减速发电机的输出轴可以均设有外花键，联轴器516的前端部和后端部可以均设有与外花键配合的内花键，安装时将联轴器516的两端部分别于螺杆504 的后端部、减速发电机通过花键连接，从而实现润滑油循环装置5的动力传递。当然，还可以采用其他种类的键连接。更具体地，上述联轴器516还可以在螺杆504安装处与减速发电机安装处之间设有第一通孔，该第一通孔沿联轴器516的径向设置，该第一通孔内设有弹性圆柱销519。这样，弹性圆柱销519可以起到定位的作用，防止联轴器516在轴向发生滑移，保证动力传递的稳定性。本发明还提供一种风力发电机，包括增速齿轮箱；增速齿轮箱采用如上的齿轮箱。由于上述齿轮箱具有上述技术效果，因此，包括该齿轮箱的风力发电机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。以上对本发明所提供的一种齿轮箱及包括该齿轮箱的风力发电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种齿轮箱，包括由箱体⑴围成的密封腔⑵和设于所述密封腔⑵内的润滑油(3)，所述密封腔(2)的底部还设有用于加热所述润滑油(3)的加热器(4);其特征在于，所述密封腔(2)内还设有将靠近所述加热器(4)的润滑油(3)抽离并输送至远离所述加热器(4)的润滑油循环装置(5)。
2.根据权利要求I所述的齿轮箱，其特征在于，所述润滑油循环装置(5)包括壳体 (503)和设于所述壳体(503)内的螺杆(504)，所述壳体(503)与所述箱体(I)连接，所述螺杆(504)与所述壳体(503)转动连接，且所述螺杆(504)连接有驱动所述螺杆(504)旋转的动力装置(505);所述壳体(503)在靠近所述加热器(4)的位置设有进油口(501)，所述壳体(503)在远离所述加热器(4)的位置顶部设有出油口(502)。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，还包括出油管路(506)，所述出油管路 (506)连接于所述出油口 (502)的外部。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述进油口(501)的数目与所述加热器(4)的数目相等，且每个进油口(501)与每个加热器(4)对应设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的齿轮箱，其特征在于，所述螺杆(504)前端部通过第一轴承(507)与所述壳体(503)转动连接，所述螺杆(504)后端部通过第二轴承(510)与所述壳体(503)转动连接。
6.根据权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述壳体(503)的前端部设有沟槽，所述沟槽内设有孔用弹性挡圈(508)，用以限制所述第一轴承(507)的轴向位移。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，所述螺杆(504)后端部套装有轴承座 (511)，所述第二轴承(510)设于所述轴承座(511)内，所述第二轴承(510)外侧还设有轴承压盖(512)，所述轴承压盖(512)通过第一螺钉组件(513)与所述轴承座(511)连接。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，所述壳体(503)前端部与所述孔用弹性挡圈(508)之间设有第一密封圈(509)，所述壳体(503)后端部与所述轴承座(511)之间设有第二密封圈(514)，所述轴承座(511)与所述轴承挡圈之间设有第三密封圈(515)。
9.根据权利要求1-4任一项所述的齿轮箱，其特征在于，所述动力装置(505)为减速发电机，所述减速发电机与所述螺杆(504)之间设有联轴器(516)，所述联轴器(516)的两侧分别与所述螺杆(504)的后端部、所述减速发电机通过键连接。
10.一种风力发电机，包括增速机齿轮箱；其特征在于，所述增速齿轮箱采用如权利要求1-9任一项所述的齿轮箱。
全文摘要
本发明公开了一种齿轮箱，包括由箱体(1)围成的密封腔(2)和设于所述密封腔(2)内的润滑油(3)，所述密封腔(2)的底部还设有用于加热所述润滑油(3)的加热器(4)；所述密封腔(2)内还设有将靠近所述加热器(4)的润滑油(3)抽离并输送至远离所述加热器(4)的润滑油循环装置(5)。采用上述润滑油循环装置后，使得密封腔内的润滑油受热均匀，避免了加热器周围的润滑油温度过高而发生品质变差的现象，大大延长了润滑油的使用寿命，减小了齿轮箱的运营成本。本发明还提供一种风力发电机，包括增速机齿轮箱；该增速齿轮箱采用如上所述的齿轮箱，具有相同的技术效果。
文档编号F03D11/02GK102536686SQ20121000645
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者尹素格, 王初亮, 王洪涛 申请人:三一电气有限责任公司