[发明专利]行星齿轮单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的齿轮单元。更具体的，本发明涉及一种行星齿轮单元、一种包括这种行星齿轮单元的齿轮箱和包括这种齿轮箱的风力涡轮机。

背景技术

用于风力涡轮机的齿轮箱可包括至少一个行星齿轮单元，该行星齿轮单元包括行星架、行星齿轮、太阳齿轮和环形齿轮。图1a和图1b示意性地图示出一个现有技术的行星齿轮单元10。该行星齿轮单元10包括壳体1，在该壳体中设置多个行星齿轮2、多个行星轴3和一个行星架4。行星齿轮2由行星轴承2a旋转支撑。行星齿轮单元10进一步包括环形齿轮5和太阳齿轮6，用于与行星齿轮2相互作用。行星架4包括具有多个孔8的后板7，行星轴3延伸穿过所述孔。行星架4连接到风力涡轮机的转子毂(未显示出)并且通过行星架轴承9旋转地安装到壳体1内(见图1b)。

齿轮箱设计是已知的，其中实际上旋转支撑着行星架的行星架轴承也作为用于支撑与行星架4相连的转子毂的主轴承。然而，使用一个主轴承同时支撑转子毂和行星架4的刚度相比于其中使用分开的轴承支撑转子毂和行星架4的更为常规设计中的刚度低。当使用一个主轴承同时支撑转子毂和行星架4时，可能会在行星架4和环形齿轮5之间出现未对准，这会增加促使行星齿轮2损坏的风险。

如在现有技术中已知的，解决该问题的已知方案为以或多或少的柔性的方式将行星轴3安装到行星架4。然而，在这种情况下并且在特殊环境，例如在特殊的载荷下，行星轴3可能沿着它们自己的轴线并且相对于行星架4旋转。在齿轮箱的运行期间的行星轴3的转动会造成损坏。结果，可能减少行星齿轮单元10的寿命。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种行星齿轮单元，一种包括这种行星齿轮单元的齿轮箱和一种包括这种齿轮箱的风力涡轮机。

在第一个方面，本发明提供一种行星齿轮单元，包括：

-行星架，该行星架包括后板并且设置有行星轴，该行星轴绕行星架的轴线均匀分布且延伸通过后板中的孔，每个行星轴通过行星轴承可旋转地支撑一对行星齿轮，该行星齿轮安装在环形齿轮和太阳齿轮之间以用于相互作用，和

-键，该键设置在至少一个行星轴中的键槽中，且延伸至后板，以用于防止至少一个行星轴绕其自身轴线旋转，

其中，该键和键槽设置在定位于从转子侧向前看、绕至少一个行星轴的圆周沿顺时针方向在45°和270°之间的位置处。由此，0°定义为从转子侧向前看、与离后板中心的最大距离相对应并且离后板一侧最近的在行星轴圆周上的点。

根据优选实施例，键和键槽可设置在行星齿轮单元中的每个行星轴中。

键和键槽可设置成使得在通过摩擦作用防止行星轴相对后板旋转的情况下，后板的弹性变形造成键和键槽在后板中移位从而使得在行星轴中的键和键槽之间基本不存在接触。

此外，优选地，键和键槽不设置在后板中的孔的位置或高应力区域处。孔中的高应力区域的存在和位置取决于行星齿轮单元的类型以及由此取决于使用的后板的类型。然而，对于每个类型的后板，本领域的技术人员能容易确定这样的高应力区域沿着后板中的孔的存在和位置。

通过提供根据本发明实施例所述的键和键槽，将防止行星轴绕其自身轴线相对行星架旋转，而不限制这些轴的自由度并且不打乱行星齿轮单元的正常功能，更具体地不打乱后板的正常功能。

根据本发明的具体实施例，键和键槽可设置在定位于90°和270°之间或90°和225°之间的位置。

根据本发明进一步的具体实施例，键和键槽可设置在定位于90°和200°之间或90°和180°之间或100°和225°之间或100°和200°之间或100°和180°之间的位置。

根据具体实施例，后板可为负重板，行星轴安装在该负重板上并且该负重板通过双头螺栓连接到行星架的其余部分，每个行星轴支撑一对行星齿轮，每对行星齿轮安装在负重板的相对置的位置上。

本发明实施例所使用的适合的键可为本领域技术人员所知的具有任何合适形状的键，并且举例而不是限制，可具有矩形或圆形。

在第二个方面，本发明提供一种齿轮箱，该齿轮箱包括根据本发明实施例的行星齿轮单元。该行星齿轮单元包括：

-行星架，该行星架包括后板且设置有行星轴，该行星轴绕行星架轴线均匀分布且延伸通过后板中的孔，每个行星轴通过行星轴承旋转支撑一对行星齿轮，该行星齿轮设置在环形齿轮和太阳齿轮之间用于相互作用，和

-键，该键设置在至少一个行星轴中的键槽中且延伸至后板用于防止至少一个行星轴绕其自身轴线旋转，