【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種傳動組件，其用于將風力渦輪機的前置齒輪箱級(forerunninggearbox?stage)聯接到發電機。本專利技術還涉及一種包括該傳動組件的風力渦輪機的齒輪箱。本專利技術還涉及一種包括該齒輪箱的風力渦輪機的傳動系。本專利技術還涉及一種包括該傳動系的風力渦輪機。
技術介紹
1、風力渦輪機越來越多地被用于產生電能。風力渦輪機包括塔架和安裝在塔架上的機艙，輪轂被附接到該機艙。轉子被安裝在該輪轂處并且聯接到發電機。多個葉片從該轉子延伸。這些葉片以如下方式定向，即：使得越過葉片的風使轉子轉動，從而驅動發電機。因此，葉片的旋轉能被傳遞到發電機，然后該發電機將機械能轉化成電并將電傳輸到電網。
2、機艙中的主驅動軸將風力渦輪機的轉子連接到齒輪箱，該齒輪箱又驅動使發電機中的轉子轉動的軸。齒輪箱的作用在于將風力渦輪機轉子的低速但高扭矩的驅動軸與高速且低扭矩的發電機轉子聯接。
3、額定功率>1mw的現有風力渦輪機中的大多數齒輪傳動系利用多個齒輪級來實現范圍從大約1:70直到大約1:110的齒輪比。通常，齒輪箱包括以下三級：簡單的行星或周轉第一級，接著是兩個平行偏置級，包括大齒輪和小齒輪，或者第二個簡單的行星級，接著是平行偏置級。高齒輪比使得能夠實現如下發電機，即：與齒輪箱相比，其顯著更小并且成本更低。因此，齒輪箱的輸出軸是高速軸。
4、期望使風力渦輪機齒輪箱的平行級保持良好的對準，以便齒輪在齒輪嚙合部中正確接合，從而承受所有方向上的齒輪力和力矩，并能夠在現場容易地拆卸部件。特別是，在承受
5、齒輪箱昂貴、沉重，并且在20年的使用壽命內通常難以維護和修理。
6、因此，風電行業期望更優化的齒輪傳動系構造，以提供提高的可靠性和可用性、降低的成本、減小的質量和尺寸、更容易的維護以及提高的效率。
7、一種針對上述挑戰的已知解決方案是使用位于齒輪的每一側處的兩個或三個軸承。此類別中最普遍的解決方案是基于在一側上使用具有也稱為面對面構造的“x”型構造的兩個錐形滾子軸承，并且在相對側上使用一個圓柱軸承。然而，該已知解決方案具有以下缺點：它需要齒輪箱殼體中的大量軸向空間，使用3個相對昂貴的軸承，并且另外，必須提供足夠的軸向空間來拆卸高速軸和內軸承。
8、其他已知的解決方案是在軸的一端上使用一個錐形滾子軸承，并在軸的相對端處使用另一個錐形滾子軸承，兩者都布置成“o”型構造，也稱為背對背構造。然而，在該解決方案中，必須為軸承提供分體式殼體，其中必須拆卸沉重的蓋以便接近軸承。
9、風力渦輪機的技術的當前發展趨向于增加風力渦輪機的尺寸以便收集更多的風能，這伴隨著更長的葉片和更高的塔架。隨著產生更多能量，傳動系部件、即齒輪箱、發電機或電力電子設備以及連接到這些傳動系部件的部件的尺寸和重量大小也增加。
10、因此，用于傳動系部件的空間非常有限，并且本專利技術的一個目的在于提供一種簡單的傳動組件，該傳動組件高效地傳遞扭矩，并且與本領域中通常已知的傳動組件或齒輪箱相比，需要較少的部件，這導致減輕的重量和降低的制造成本。
11、這通過根據權利要求1所述的傳動組件、根據權利要求12所述的齒輪箱、根據權利要求13所述的傳動系和根據權利要求15所述的風力渦輪機來實現。
技術實現思路
1、根據本專利技術，用于將風力渦輪機的前置齒輪箱級聯接到發電機的傳動組件被分成輸入側和輸出側，并且包括中速軸、高速軸和齒輪嚙合部。
2、中速軸由中速軸軸承布置結構支撐，并且包括中速軸齒輪。
3、中速軸被構造成繞中速旋轉軸線旋轉。
4、高速軸由高速軸軸承布置結構支撐，并且包括高速軸齒輪。
5、高速軸被構造成繞高速旋轉軸線旋轉。
6、高速軸被構造成比中速軸旋轉得更快，因為所述傳動組件的作用在于將低速但高扭矩的中速軸與高速且低扭矩的發電機轉子聯接。
7、齒輪嚙合部通過中速軸齒輪與高速軸齒輪的接合形成，其中，齒輪嚙合部被構造成在中速軸和高速軸之間傳遞扭矩。
8、垂直于中速旋轉軸線和高速旋轉軸線布置在齒輪嚙合部處的分隔平面將傳動組件的兩側分隔成輸入側和輸出側。輸入側是扭矩進入傳動組件的傳動組件的一側，并且因此也是傳動組件的軸從外部部件接收扭矩的一側。輸出側是扭矩離開傳動組件的傳動組件的一側，并且因此也是傳動組件的軸將扭矩傳輸到外部部件的一側。
9、因此，表述“分成輸入側和輸出側”意味著垂直于中速旋轉軸線和高速旋轉軸線布置在齒輪嚙合部處的分隔平面將傳動組件的輸入側與輸出側分隔。
10、根據本專利技術，中速軸和高速軸兩者各自包括聯接端。中速軸的聯接端被布置在輸入側處，并且被構造成聯接到前置齒輪箱級的輸出。高速軸的聯接端被布置在輸出側處，并且被構造成聯接到發電機的輸入。特別地，所述聯接可以是直接或間接聯接。
11、根據本專利技術，高速軸齒輪和/或中速軸齒輪由相應的軸承以懸臂方式支撐。
12、以懸臂方式支撐意味著軸承布置結構僅布置在齒輪的一側上，并且齒輪在另一側上沿徑向方向不受支撐。特別地，對于相應的軸，軸承布置結構被布置在傳動組件的輸入側上或者傳動組件的輸出側上，但是軸并不在輸入側和輸出側兩者上由軸承布置結構支撐。
13、換句話說，懸臂方式意味著軸僅由位于相應軸的輸入側上或輸出側上的軸承布置結構支撐。
14、通過僅在軸齒輪的一側上布置軸承布置結構，為每個高速軸和中速軸提供足夠的支撐，同時減少了傳動組件中使用的軸承數量，從而減少了空間需求，并且具有高效傳遞扭矩的經濟解決方案。另外，這些軸至少部分地通過傳動組件的輸入與將扭矩傳遞至傳動組件的扭矩傳遞部件之間或者傳動組件的輸出與從傳動組件接收扭矩的扭矩接收部件之間的每個聯接端處的聯接來承載，所述扭矩傳遞部件例如像行星齒輪箱級的前置齒輪箱級，所述扭矩接收部件例如發電機。在特殊布置結構中，聯接可能以如下方式設計，即使得軸部分地由該聯接來支撐。
15、這些軸也由齒輪嚙合部承載。然而，這些軸僅在一側上在軸齒輪和軸的端部之間受到支撐。
16、即使該懸臂支撐需要軸和軸承支撐件的略微更剛性的設計，這種構造總體上也導致減輕的重量和降低的制造成本，特別是通過縮短平行級的軸，并且通過避免需要用于軸承的沉重的可分離殼體。
17、高速軸的聯接端與發電機的輸入軸之間的聯接可以是直接或間接聯接。類似地，中速軸的聯接端與前置齒輪箱級之間的聯接可以是直接或間接聯接。
18、特別地，中速軸和高速軸兩者各自包括：徑向支撐的軸部分，在該軸部分處布置相應的軸承布置結構；以及齒輪部分，在該齒輪部分處以如下方式布置相應的軸齒輪，即使得軸以懸臂方式被徑向支撐。
19、如果軸承布置結構被布置在軸的聯接端所在的相對側處，則軸包括自由端，該自由端是軸的從齒輪朝向聯接端的相對側軸向延伸的部分，并且不構造成聯接到任何其他部件或者將扭矩傳輸到任何本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種傳動組件(3)，其用于將風力渦輪機(14)的前置齒輪箱級(19)聯接到發電機(16)，所述傳動組件(3)被分成輸入側(20)和輸出側(21)，并且包括：
2.根據權利要求1所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)或所述中速軸軸承布置結構(23)中的一個被布置在所述輸入側(20)上，并且另一個被布置在所述輸出側(21)上。
3.根據權利要求2所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)被布置在所述輸出側(21)處，并且所述中速軸軸承布置結構(23)被布置在所述輸入側(20)處。
4.根據權利要求2所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)被布置在所述輸入側(20)處，并且所述中速軸軸承布置結構(23)被布置在所述輸出側(21)處。
5.根據權利要求1所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和所述中速軸軸承布置結構(23)兩者相對于所述分隔平面(30)被布置在相同側(20、21)處。
6.根據權利要求5所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構
7.根據權利要求5所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和所述中速軸軸承布置結構(23)兩者均被布置在所述輸出側(21)處。
8.根據前述權利要求中任一項所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和/或所述中速軸軸承布置結構(23)包括與相應的軸(4、5)同軸布置的一對錐形滾子軸承(1)。
9.根據權利要求8所述的傳動組件(3)，其中，所述一對錐形滾子軸承(1)被布置成X型構造或O型構造。
10.根據權利要求8或9所述的傳動組件(3)，其中，所述一對錐形滾子軸承(1)被軸向保持在所述軸(4)的徑向支座(8)和保持環(9)之間。
11.根據前述權利要求中任一項所述的傳動組件(3)，其中，所述中速軸軸承布置結構(23)和/或所述高速軸軸承布置結構(22)被支撐在殼體(11)上，特別是齒輪箱殼體上。
12.一種用于風力渦輪機(14)的齒輪箱(18)，包括前置齒輪箱級(19)以及聯接到所述前置齒輪箱級(19)的輸出的根據權利要求1至11中任一項所述的傳動組件(3)。
13.一種風力渦輪機(14)的傳動系，包括主軸承單元(17)、聯接到所述主軸承單元(17)的輸出的主軸(15)、聯接到所述主軸(15)的根據權利要求1至11中任一項所述的傳動組件(3)以及聯接到所述傳動組件(3)的輸出的發電機(16)。
14.一種風力渦輪機(14)的傳動系，包括主軸承單元(17)、聯接到所述主軸承單元(17)的輸出的主軸(15)、聯接到所述主軸(15)的根據權利要求12或13所述的齒輪箱(18)以及聯接到所述齒輪箱(18)的輸出的發電機(16)，其中，傳動組件(3)被布置在前置齒輪箱級(19)和所述發電機(16)之間。
15.一種風力渦輪機(14)，包括根據權利要求13或14所述的傳動系。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種傳動組件(3)，其用于將風力渦輪機(14)的前置齒輪箱級(19)聯接到發電機(16)，所述傳動組件(3)被分成輸入側(20)和輸出側(21)，并且包括：
2.根據權利要求1所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)或所述中速軸軸承布置結構(23)中的一個被布置在所述輸入側(20)上，并且另一個被布置在所述輸出側(21)上。
3.根據權利要求2所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)被布置在所述輸出側(21)處，并且所述中速軸軸承布置結構(23)被布置在所述輸入側(20)處。
4.根據權利要求2所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)被布置在所述輸入側(20)處，并且所述中速軸軸承布置結構(23)被布置在所述輸出側(21)處。
5.根據權利要求1所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和所述中速軸軸承布置結構(23)兩者相對于所述分隔平面(30)被布置在相同側(20、21)處。
6.根據權利要求5所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和所述中速軸軸承布置結構(23)兩者均被布置在所述輸入側(20)處。
7.根據權利要求5所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和所述中速軸軸承布置結構(23)兩者均被布置在所述輸出側(21)處。
8.根據前述權利要求中任一項所述的傳動組件(3)，其中，所述高速軸軸承布置結構(22)和/或所述中速軸軸承布置...
【專利技術屬性】
技術研發人員：P·薩恩斯德烏加特塞維利亞，
申請(專利權)人：西門子歌美颯可再生能源創新與技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。