專利名稱：包括行星齒輪的風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有葉輪、機(jī)艙和塔的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中機(jī)艙包括具有行星輪保持裝置的行星齒輪，葉輪輪轂剛性地連接在行星輪保持裝置上，所述行星輪保持裝置連接到或可連接到發(fā)電機(jī)軸上，并且其中行星齒輪包括固定安裝在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)框架上或固定安裝在剛性地與所述框架連接的構(gòu)件上的齒圈，并且其中行星齒輪的行星輪可圍繞中心布置的太陽(yáng)輪運(yùn)行，所述行星輪與可任選地連接在平行齒輪上的所述太陽(yáng)輪接合。
背景技術(shù)：
這種具有葉輪、機(jī)艙和塔的風(fēng)力渦輪機(jī)已經(jīng)為人所知，其中葉輪輪轂剛性地固定在行星齒輪的行星輪保持裝置上，而不是固定在傳統(tǒng)安裝裝置的主軸上。用于行星齒輪的齒圈固定地安裝在公知風(fēng)力渦輪機(jī)的管狀構(gòu)件內(nèi)，所述管狀構(gòu)件剛性地連接在發(fā)動(dòng)機(jī)框架上。行星輪保持裝置的行星輪通過它們的齒與齒圈的內(nèi)齒部分協(xié)作，所述行星輪保持裝置通過布置在齒圈的各自側(cè)部上的徑向軸向滾子軸承和球軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在管狀構(gòu)件的內(nèi)部。由于行星輪是簡(jiǎn)單和寬的結(jié)構(gòu)，并且由于軸承相對(duì)剛性，當(dāng)作用在行星輪保持裝置上的力瞬時(shí)很高的情況下，葉輪破壞的危險(xiǎn)性相當(dāng)大。對(duì)于產(chǎn)生強(qiáng)電力的風(fēng)力渦輪機(jī)來說，這種結(jié)構(gòu)完全不令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種所述類型的風(fēng)力渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)是適于產(chǎn)生非常強(qiáng)的電力的風(fēng)力渦輪機(jī)并且非常緊湊，同時(shí)確保行星輪保持裝置的軸承具有預(yù)定彈性。
按照本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)其特征在于行星輪保持裝置通過至少兩組雙聯(lián)行星輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在齒圈上，由此每組雙聯(lián)行星輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在行星輪保持裝置的支架軸上，并且所述行星輪保持裝置通過外部徑向軸向滾子軸承并通過徑向伸出超過所述齒圈的軸向向后指向的凸緣可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在齒圈的彎曲外側(cè)上。因此獲得非常緊湊的結(jié)構(gòu)，并且行星輪保持裝置可在每組行星輪的每個(gè)行星輪受到葉輪上的大應(yīng)力時(shí)略微屈服，所述葉輪安裝在所述行星輪保持裝置上。
按照本發(fā)明，每組雙聯(lián)行星輪的每個(gè)行星輪可通過雙球面滾子軸承安裝在支架軸上，最好是徑向軸向滾子軸承，其滾子可在軸承外圈的公用球面軌道上運(yùn)行。因此獲得特別好的可能性，即每組行星輪的兩個(gè)行星輪能夠以如下方式進(jìn)行非常微弱的橫向傾斜，使其確保通過行星輪的齒傳遞的應(yīng)力總是在整個(gè)齒的寬度上均勻分布。
另外，行星輪保持裝置的外部徑向軸向滾子軸承可按照本發(fā)明大致與行星輪保持裝置的支架徑向相對(duì)布置，這原來是特別有利的結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明，每組雙聯(lián)行星輪的行星輪的支架軸可通過安裝在行星輪保持裝置上并將該組行星輪的行星輪分開的彈性載板支承。以此方式，即使非常大的力或力矩作用在行星輪保持裝置上，也可獲得單個(gè)行星輪的有效支承。
此外，按照本發(fā)明可在行星齒輪之后設(shè)置輔助行星齒輪，并制成其中以便增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪輪轂的轉(zhuǎn)數(shù)的比例。如上所述，因此可以增加此比例。
按照本發(fā)明，葉輪輪轂可通過螺栓緊固在所述行星輪保持裝置的凸緣上來固定在行星輪保持裝置上，所述螺栓還延伸到外部徑向軸向滾子軸承的外圈內(nèi)，由此獲得葉輪特別可靠的固定。
按照本發(fā)明，行星輪保持裝置的外部徑向軸向滾子軸承的外圈可設(shè)置徑向向內(nèi)的周向突出部，其帶有兩個(gè)局部相互背向的截錐表面并形成該軸承滾子的外軌道，而所述軸承的內(nèi)圈可設(shè)置相應(yīng)的周向凹入部，其帶有兩個(gè)局部相向的截錐表面并同樣形成用于軸承滾子的軌道。以此方式，徑向軸向滾子軸承以特別可靠的方式操作。
另外，按照本發(fā)明，行星輪保持裝置可以是大致的罐形并設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)部軸向指向的突出部，例如通過旋在所述突出部上的端板將所述突出部擠入軌道以便將該載板固定在所述突出部上。以此方式，該載板以特別有效和簡(jiǎn)單的方式緊固。
按照本發(fā)明，外部徑向軸向滾子軸承可安裝在齒圈上的外端凸緣的緊后部，因此強(qiáng)化了齒圈外側(cè)處的行星輪保持裝置的軸承。
最后，按照本發(fā)明，每個(gè)行星輪有利地具有支架寬度的0.35～0.45倍的寬度。


圖1表示本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)；圖2是機(jī)艙一部分的示意圖，其表示風(fēng)力渦輪機(jī)的葉輪輪轂如何連接在所述風(fēng)力渦輪機(jī)的行星齒輪上，通過機(jī)艙的橫截面視圖表示所述行星齒輪和相鄰的部分；以及圖3以放大比例表示圖2的中央部分。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的風(fēng)力渦輪機(jī)包括葉輪1、機(jī)艙2和塔3。如圖2和3所示，機(jī)艙2包括行星齒輪4，并且葉輪1的輪轂6剛性地固定在所述行星齒輪4的行星輪保持裝置5上。行星齒輪4連接到或可連接到未示出的發(fā)電機(jī)的軸上。行星齒輪4包括轉(zhuǎn)動(dòng)徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置有齒7a的齒圈7。齒圈7固定地安裝在殼體部分8上，該殼體部分繼而剛性地連接在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)框架9上。齒圈7可任選地直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)框架9上。行星齒輪4包括與中央布置的太陽(yáng)輪14接合的行星輪17，該太陽(yáng)輪包括管狀延伸部15。平行齒輪30可插入管狀延伸部和未示出的發(fā)電機(jī)軸之間。所述平行齒輪示意表示。平行齒輪的輸出軸以31表示。輪轂6包括三個(gè)開口16，只表示其中之一，并且葉輪葉片可固定在這些開口中。行星輪保持裝置通過所述行星輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在齒圈7中。行星輪以至少兩組雙聯(lián)行星輪的形式設(shè)置，其中一組雙聯(lián)行星輪17包括行星輪17a和17b。第二組雙聯(lián)行星輪與第一組雙聯(lián)行星輪相同，并且沒有在附圖中出現(xiàn)。每組雙聯(lián)行星輪17在支架內(nèi)安裝在支架軸19上，該支架固定在剛性連接在行星輪保持裝置5上的載板21上。行星輪保持裝置另外通過外部徑向軸向滾子軸承27可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在齒圈7的彎曲外側(cè)7b上。此徑向軸向滾子軸承27安裝在所述外側(cè)7b和行星輪保持裝置5上的軸向向后凸緣23之間，所述凸緣徑向伸出超過齒圈7。
如所示，每組雙聯(lián)行星輪的每個(gè)行星輪17a或17b可通過雙球面軸承25安裝在支架軸19上。此滾子軸承25最好是徑向軸向滾子軸承，其滾子25’可在軸承外圈25上的公共球面軌道25”上運(yùn)行，參考圖3。對(duì)于行星輪17a的以上陳述同樣適用于行星輪17b以及行星齒輪中的另外可能的行星輪。
如圖所示，行星輪保持裝置凸緣23的徑向軸向滾子軸承27可放置在齒圈的外表面7a上的位置處，所述位置與行星輪保持裝置5的支架相對(duì)，支架通過具有一組雙聯(lián)行星輪的支架軸形成。
載板21可具有略微的彈性，并且如所示每個(gè)支架的行星輪17a和17b可通過板21分開，所述行星輪布置在所述板21的各自一側(cè)上。
輔助行星齒輪34可安裝在行星齒輪4之后并與其連接，表示出所述輔助行星齒輪34的殼體。此輔助行星齒輪用來增加未示出的發(fā)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)數(shù)和葉輪輪轂6的轉(zhuǎn)數(shù)的比例。
葉輪輪轂6可通過多個(gè)螺栓33緊固在保持裝置的凸緣23上而固定在行星輪保持裝置5上，螺栓同樣延伸到外部徑向軸向滾子軸承27的外圈27a中。軸承中的外圈27a可包括徑向向內(nèi)周向突出部27a’，其具有兩個(gè)局部相互背向的截錐表面并形成軸承滾子27a的外軌道27a”，而所述軸承內(nèi)的內(nèi)圈27b包括相應(yīng)的周向凹入部，其具有兩個(gè)局部相互面向的截錐表面并同樣形成軸承滾子27a的軌道27b”。
行星輪保持裝置5可以是大致的罐形并設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)部軸向指向的突出部5b。通過由螺栓41旋在突出部上的端板40將所述突出部擠入軌道36以便將該載板21固定在這些軸向指向的突出部上。
如果風(fēng)力渦輪機(jī)在使用時(shí)經(jīng)受特別大的風(fēng)力時(shí)，載板21和雙聯(lián)行星輪17a和17b可略微屈服，由此所述載板可略微彈性變形，行星輪的軸承內(nèi)的滾子25’可在支架軸19略微轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在球面軌道25”上略微運(yùn)動(dòng)。因此，通過行星輪傳遞的力是在接合位置處沿每個(gè)齒均勻分布的壓力載荷。
本發(fā)明可以進(jìn)行改型而不偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有葉輪(1)、機(jī)艙(2)和塔(3)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中機(jī)艙包括具有行星輪保持裝置(5)的行星齒輪(4)，葉輪輪轂(6)剛性地連接在行星輪保持裝置上，所述行星輪保持裝置連接到或可連接到發(fā)電機(jī)軸上，并且其中行星齒輪(4)包括固定安裝在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)框架(9)上或固定安裝在剛性地與所述框架連接的構(gòu)件上的齒圈(7)，并且其中行星齒輪的行星輪(14)圍繞中心布置的太陽(yáng)輪(14)運(yùn)行，所述行星輪與任選地連接在平行齒輪(30)上的所述太陽(yáng)輪(14)接合，其特征在于行星輪保持裝置(5)通過至少兩組(17)雙聯(lián)行星輪(17a、17b)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在齒圈(7)上，由此每組雙聯(lián)行星輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在行星輪保持裝置的支架軸(19)上，并且所述行星輪保持裝置(5)通過外部徑向軸向滾子軸承(28)并通過徑向伸出超過所述齒圈的軸向向后指向的凸緣(23)可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在齒圈(7)的彎曲外側(cè)(7b)上。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，每組雙聯(lián)行星輪的每個(gè)行星輪通過最好是徑向軸向滾子軸承的雙球面滾子軸承(25)安裝在支架軸(19)上，軸承的滾子(25’)在軸承外圈(25)的公用球面軌道(25”)上運(yùn)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，行星輪保持裝置(23)的外部徑向軸向滾子軸承(27)與行星輪保持裝置(5)的支架(19)大致徑向相對(duì)布置。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，每組雙聯(lián)行星輪的行星輪(17a、17b)的支架軸(19)通過安裝在行星輪保持裝置(85)上并將該組行星輪的行星輪(17a、17b)分開的彈性載板(21)支承。
5.如權(quán)利要求1～4中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，在行星齒輪(4)之后設(shè)置輔助行星齒輪(34)，并與其連接，所述輔助行星輪齒輪(34)增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪輪轂(6)的轉(zhuǎn)數(shù)的比例。
6.如權(quán)利要求1～5中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，葉輪輪轂(6)通過螺栓(33)緊固在所述行星輪保持裝置的凸緣(23)上來固定在行星輪保持裝置(5)上，所述螺栓還延伸到外部徑向軸向滾子軸承(27)的外圈(27a)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1～6中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，行星輪保持裝置(5)的外部徑向軸向滾子軸承(27)的外圈(27a)包括徑向向內(nèi)的周向突出部(27a’)，其帶有兩個(gè)局部相互背向的截錐表面(27a”)并形成該軸承滾子(27a)的外軌道，而所述軸承的內(nèi)圈(27b)設(shè)置相應(yīng)的周向凹入部，其帶有兩個(gè)局部相向的截錐表面并同樣形成用于軸承滾子(27a)的軌道(27b”)。
8.如權(quán)利要求1～7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，行星輪保持裝置(5)是大致的罐形并設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)部軸向指向的突出部(5b)，通過螺釘(41)旋在所述突出部上的端板(40)將所述突出部(5b)擠入軌道(36)以便將該載板(21)固定在所述突出部上。
9.如權(quán)利要求1～8中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，外部徑向軸向滾子軸承(27)安裝在齒圈(7)上的外端凸緣(28)的緊后部。
10.如權(quán)利要求1～8中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，每個(gè)行星輪具有支架寬度的0.35～0.45倍的寬度。
全文摘要
一種具有葉輪(1)、機(jī)艙(2)和塔(3)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中機(jī)艙包括具有行星輪保持裝置(5)的行星齒輪(4)，葉輪輪轂(6)剛性地連接在行星輪保持裝置上，所述行星輪保持裝置連接到或可連接到發(fā)電機(jī)軸上，并且其中行星齒輪(4)包括固定安裝在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)框架(9)上或固定安裝在剛性地與所述框架連接的構(gòu)件上的齒圈(7)，并且其中行星齒輪的行星輪(14)圍繞中心布置的太陽(yáng)輪(14)運(yùn)行，所述行星輪與任選地連接在平行齒輪(30)上的所述太陽(yáng)輪(14)接合，其特征在于行星輪保持裝置(5)通過至少兩組(17)雙聯(lián)行星輪(17a、17b)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在齒圈(7)上，由此每組雙聯(lián)行星輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在行星輪保持裝置的支架軸(19)上，并且所述行星輪保持裝置(5)通過外部徑向軸向滾子軸承(28)并通過徑向伸出超過所述齒圈的軸向向后指向的凸緣(23)可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在齒圈(7)的彎曲外側(cè)(7b)上。
文檔編號(hào)F16H1/28GK1556896SQ02811174
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月2日
發(fā)明者M·克里斯坦森, M 克里斯坦森 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司