專利名稱：具有一體形成的轉(zhuǎn)子軸承的風輪機齒輪機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種具有一體形成的轉(zhuǎn)子軸承的風輪機齒輪機構(gòu)，而且，盡管不是專有地，但特別地涉及一種風輪機齒輪機構(gòu)，這種風輪機齒輪機構(gòu)包括行星齒輪級。
背景技術(shù)：
具有一體形成的轉(zhuǎn)子軸承的風輪機齒輪機構(gòu)的優(yōu)點包括低重量和更少的部件。所要解決的問題是轉(zhuǎn)子到風輪機艙的加載路徑，該路徑穿過所述齒輪機構(gòu)的不同部件(且會影響齒輪機構(gòu)的功能)，所要解決的問題還包括一些齒輪機構(gòu)部件的耐用性(和/或可置換性)，這些齒輪機構(gòu)部件包括所述主軸承和密封系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在此描述的本發(fā)明設法提供了至少一些對一體形成的轉(zhuǎn)子軸承配置特有的優(yōu)點，同時提供了對于與這些配置相聯(lián)系的一些缺點的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種用于風輪機的齒輪機構(gòu)，該種風輪機具有一體形成的主轉(zhuǎn)子軸承，而且還包括行星齒輪級，所述一體形成的主轉(zhuǎn)子軸承適于提供轉(zhuǎn)子轂相對于風輪機艙的位置，而且也適于將所述行星齒輪架相對于低速環(huán)形齒輪定位，其中，由于在所述轉(zhuǎn)子轂和艙之間作用的彎曲力矩而生成的力通過所述主軸承基本上直接從所述轉(zhuǎn)子轂傳遞到所述艙上，而且基本上沒有所述彎曲力矩通過所述行星齒輪級的環(huán)形齒輪傳遞到所述艙。
本發(fā)明還教導，優(yōu)選地，行星齒輪架中沒有一部分將任何彎曲力矩傳遞到所述艙上，所述行星齒輪架基本上處于與包含所述行星齒輪的平面相同的軸向平面內(nèi)。
本發(fā)明教導，優(yōu)選地，主轉(zhuǎn)子軸承的外環(huán)固定到所述艙上，而且所述轉(zhuǎn)子轂和行星齒輪架固定到主軸承的內(nèi)環(huán)上。因此，所述主軸承起到兩種作用首先，它作為轉(zhuǎn)子軸承，其次它支撐所述行星齒輪架。在它作為轉(zhuǎn)子軸承的作用中，它將基本上所有的轉(zhuǎn)子力和力矩(但不是驅(qū)動扭矩)傳遞到所述艙結(jié)構(gòu)上。安裝主軸承且其內(nèi)環(huán)支撐行星齒輪架并且將軸承的外環(huán)直接固定到所述艙上(可選地通過主軸承蓋或中間支架結(jié)構(gòu))，導致所述轉(zhuǎn)子力和力矩通過主軸承基本上直接傳遞到所述艙上。
主軸承可以是雙錐形滾柱軸承，如以O形設置且具有分離的內(nèi)環(huán)，但是也可以使用其它類型的主軸承，如包括圓筒軸承的那些軸承。
行星齒輪級的環(huán)形齒輪可以通過中間支架結(jié)構(gòu)固定到所述艙上。該中間支架結(jié)構(gòu)可以直接固定到所述艙上或主軸承的外環(huán)上。
優(yōu)選地，所述行星齒輪相對于所述主軸承可沿行星齒輪架圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸的方向軸向移動地放置。這樣，主軸承就不在與行星齒輪相同的軸向平面內(nèi)。除了主軸承與行星齒輪軸向偏移外，所述主軸承和/或環(huán)形齒輪可以與所述艙的部分軸向偏移，而它們可以固定在該部分上。
更優(yōu)選的是，所述恒星齒輪是作為浮動恒星齒輪而已知的類型，該恒星齒輪可以稍微在與它的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上移動，從而總是處于行星齒輪的中心，而且確保扭矩由每個行星齒輪基本上相等地傳遞。
優(yōu)選地，行星齒輪級的環(huán)形齒輪可選地相對于所述艙可松開地固定。結(jié)果，除了行星齒輪架和主軸承外，齒輪機構(gòu)的所有部分可以拆卸而不必移去所述轉(zhuǎn)子。(為此目的而教導的是，行星齒輪架可以具有兩部分的結(jié)構(gòu)，由此支撐行星軸承和行星齒輪的行星齒輪架的一部分可選性地從固定到主軸承(如主軸承的內(nèi)環(huán))上的行星齒輪架的第二部分上移去)。
本發(fā)明還教導，所述主軸承具有一個比環(huán)形齒輪的外徑小的內(nèi)徑。因此，在安裝過程中，主軸承不可能軸向移動超過環(huán)形齒輪，但是這可以通過主軸承與具有環(huán)形齒輪可以軸向移動通過的大直徑的主軸承相比所生成的優(yōu)點來補償。更特別地，優(yōu)選的是，主軸承的內(nèi)環(huán)軸承表面具有比環(huán)形齒輪的齒形表面直徑更小的直徑。
本發(fā)明還教導，所述主軸承可以設置密封箱來禁止?jié)櫥瑒闹鬏S承漏出，而且所述密封箱可選性地就地從主軸承移去。密封箱可松開地固定到主軸承的內(nèi)環(huán)或外環(huán)上，而且可以設置成可軸向置換的，從而可以檢查密封箱的可替換密封并且在需要時進行替換。優(yōu)選地，利用一個密封箱，該密封箱固定到所述艙上，即是不可旋轉(zhuǎn)的，在這樣的情況下，所述密封可以為分離類型的密封，在密封中的該分離類型將設置在最高位置，在該位置，基本上沒有潤滑劑通過分離類型漏出的危險。


現(xiàn)在將參考附圖僅將本發(fā)明的實施例作為例子進行說明，其中所述附圖如下圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的風輪機齒輪機構(gòu)的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的與圖1相似的圖，以及圖3顯示了圖1的實施例橫截面部分，且圖中顯示了彎矩力傳輸路徑。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，圖1顯示了安裝在風輪機艙[1]中的齒輪機構(gòu)，該齒輪機構(gòu)具有直接連接到該齒輪機構(gòu)的低速行星齒輪架[3]上的轉(zhuǎn)子轂[3]。主軸承[4]安裝在所述行星齒輪架上，該主軸承將所述轉(zhuǎn)子轂相對于所述艙定位，并且還將所述行星齒輪架相對于齒輪機構(gòu)的環(huán)形齒輪[13]定位。
主軸承的兩個內(nèi)環(huán)[6]可以利用固定環(huán)[7]定位，該固定環(huán)又定位在轉(zhuǎn)子轂和行星齒輪架之間。在該實施例中，轉(zhuǎn)子螺栓[8]穿過固定環(huán)進入行星齒輪架內(nèi)的螺紋孔中。
齒輪機構(gòu)用螺栓[10]連接到所述艙上，該螺栓穿過主軸承蓋[9]進入主軸承的外環(huán)[5]的螺紋孔中。中間支架[11]用螺栓[12]連接到主軸承的固定外環(huán)上。用于這些螺栓的螺紋孔或是在主軸承外環(huán)中，或是在主軸承蓋中。中間支架用于將齒輪機構(gòu)的其余部分連接到固定結(jié)構(gòu)上。這可以通過用螺栓[14]將它固定到環(huán)形輪[13]上實現(xiàn)。
低速行星齒輪架[3]是兩部分結(jié)構(gòu)，包括固定到主軸承內(nèi)環(huán)上的第一部分[33]和第二部分[34]，該第二部分支撐著行星齒輪轉(zhuǎn)向架和軸承，其中所述第二部分[34]可以通過移去保持螺栓[35]而可選地從第一部分[33]上松開。行星齒輪架包括三個圍繞所述行星齒輪架的旋轉(zhuǎn)軸沿圓周基本均勻間隔的轉(zhuǎn)向架機構(gòu)，而且三組保持螺栓[35]設置在三個沿圓周間隔的位置，這三個位置介于所述行星齒輪轉(zhuǎn)向架之間。
利用密封箱[15]保持用于潤滑所述主軸承的油不會從所述機構(gòu)漏出。所述密封箱可以由可移動的密封收集器構(gòu)成，該密封收集器在形成時可以生成迷宮環(huán)式密封，而且該密封收集器可以采用徑向唇形密封、V形環(huán)密封或其組合。所述的密封唇可以摩擦固定環(huán)[7]、主軸承內(nèi)環(huán)[6]或其組合。
在所述齒輪機構(gòu)安裝在風輪機中之前，固定環(huán)[7]和主軸承蓋[9]用螺栓(在圖1中未示出)放置在適當位置，螺栓被安裝而不與所述艙[1]的匹配面相互干涉，并且轉(zhuǎn)子[3]的功能由螺栓[8]和[10]取代。
圖2顯示了本發(fā)明的第二實施例。在該實施例中，主軸承的外環(huán)[5]通過中間支架[11]安裝到艙結(jié)構(gòu)[1]上。這可以通過利用長螺栓[10A]實現(xiàn)，所述長螺栓穿過主軸承蓋[9]、主軸承外環(huán)[5]和中間支架[11]進入所述艙結(jié)構(gòu)內(nèi)的螺紋孔中。可選地，齒輪機構(gòu)可以使用螺栓[10B]螺栓結(jié)合到所述艙結(jié)構(gòu)上，該螺栓從所述艙的內(nèi)部插入、穿過所述中間支架[11]，而后進入主軸承的外環(huán)內(nèi)的螺紋孔中。
在這種情況下，中間支架[11]和主軸承蓋[9]通過螺栓(在圖2中未示出)放置在適當位置直到所述機構(gòu)安裝在風輪機中，在這時它們的作用被傳遞給螺栓[8]和[10A]或[10B]。
根據(jù)本發(fā)明，主軸承用作為一個用于相對所述艙旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子轂的軸承，而且也為行星齒輪級的行星齒輪架提供支撐。在前述的實施例中，這是通過將轉(zhuǎn)子轂和行星齒輪架相對于主軸承的內(nèi)環(huán)固定而將行星齒輪的環(huán)形齒輪相對于所述艙或是直接或是通過主軸承的外環(huán)固定而獲得的。因此，主軸承可以將所有的軸向和彎曲力矩力基本上直接傳遞到所述艙結(jié)構(gòu)上，而且，所述行星齒輪級基本上只經(jīng)歷了由轉(zhuǎn)子轂提供的驅(qū)動扭矩。圖3顯示了圖1的結(jié)構(gòu)類型，其中主軸承內(nèi)環(huán)支撐行星齒輪架，而且外環(huán)直接固定到所述艙上(通過所述主軸承蓋或中間支架)，而且因此，由轉(zhuǎn)子轂施加的軸向和彎曲力矩力通過所述主軸承基本上直接傳遞到所述艙上。
權(quán)利要求
1.一種用于風輪機的齒輪機構(gòu)，該種風輪機具有一體形成的主轉(zhuǎn)子軸承，并包括行星齒輪級，所述一體形成的主轉(zhuǎn)子軸承適于提供轉(zhuǎn)子轂相對于風輪機艙的位置，并適于將所述行星齒輪架相對于低速環(huán)形齒輪定位，其特征在于，由于在所述轉(zhuǎn)子轂和艙之間作用的彎曲力矩而生成的力通過所述主軸承基本上直接從所述轉(zhuǎn)子轂傳遞到所述艙上，而且所述彎曲力矩基本上沒有通過所述行星齒輪級的環(huán)形齒輪傳遞到所述艙上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述行星齒輪架中沒有一部分向所述艙傳遞任何所述彎曲力矩，所述行星齒輪架基本上處于與包含所述行星齒輪的平面相同的軸向平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述主轉(zhuǎn)子軸承的該外環(huán)或每個外環(huán)固定到所述艙上，而且所述轉(zhuǎn)子轂和行星齒輪架固定到所述主軸承的內(nèi)環(huán)上。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述主軸承可以是雙錐形滾柱軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述雙錐形滾柱軸承包括兩個系列的以O型結(jié)構(gòu)設置的錐形滾柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述雙錐形滾柱軸承包括分離的內(nèi)環(huán)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述主軸承的外環(huán)通過主軸承蓋基本上直接固定到所述艙上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述主軸承通過中間支架基本上直接固定到所述艙上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述中間支架直接固定到所述艙上或所述主軸承的外環(huán)上。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述行星齒輪的位置相對于所述主軸承可沿行星齒輪架圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸的方向軸向偏移。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述行星齒輪級的環(huán)形齒輪可選地可松開地固定到所述艙上，藉此至少所述行星齒輪和環(huán)形齒輪可以被拆卸而不必移去所述轉(zhuǎn)子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，除了所述主軸承和行星齒輪架中至少一個或其一部分外，所述齒輪機構(gòu)的所有部分可以被拆卸而不必移去所述轉(zhuǎn)子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述行星齒輪架為兩部分的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括支撐所述行星齒輪的一部分，所述一部分可選地可松開地固定到所述行星齒輪架的第二部分上，該第二部分基本上直接相對于所述主軸承固定。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述主軸承設置有密封箱，該密封箱設置成可選地就地從主軸承移去。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述密封箱可以相對于所述主軸承軸向偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述密封箱包括在圓周上不連續(xù)的密封。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪機構(gòu)，且基本上與參考附圖在此之前說明的一樣。
全文摘要
在一種用于風輪機的齒輪機構(gòu)中且風輪機的類型為包括行星齒輪級和適于提供轉(zhuǎn)子轂相對于風輪機艙的位置并且也適于將所述行星齒輪架相對于低速環(huán)形齒輪定位的一體形成的主轉(zhuǎn)子軸承，其中，由于在所述轉(zhuǎn)子轂和艙之間作用的彎曲力矩而生成的力通過所述主軸承基本上直接從所述轉(zhuǎn)子轂傳遞到所述艙上，而且所述彎曲力矩基本上沒有通過所述行星齒輪級的環(huán)形齒輪傳遞到所述艙上。
文檔編號F03D11/00GK1714238SQ200380103569
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者彼得·弗拉芒, 瓦倫·施莫克, 羅格·博蓋爾特 申請人:漢森傳動系統(tǒng)國際公司