[发明专利]风力发电机内摆线偏航齿轮箱

说明书

【技术领域】

本发明涉及风电偏航减速技术领域，系发明申请“风力发电三片双摆线偏航减速器”(201010174525.9)的改进，一种风力发电机内摆线偏航齿轮箱。

【背景技术】

七、八十米高空的偏航齿轮箱必需具有高过载力、高可靠性。郑州机械研究所《风力发电及风电齿轮箱概述》指出：“有的风场齿轮箱损坏率高达40-50％，这是因为在频繁受到风载变化冲击情况下，微动磨损造成齿轮早期点蚀超过设计预期。”背景技术主要为四级行星结构：

①南高齿“风力发电偏航齿轮箱”ZL200410064930；

②重齿“风力发电偏航减速齿轮箱”200620111262；

③泰隆“风力发电偏航减速装置”200910034525；

④银川威力“大功率风力发电偏航减速器”20112065216；

⑤天津减速机公司“用于风力发电偏航减速机”200820075290；

⑥华锐公司“风力发电偏航减速齿轮箱”(200820014549)(五级行星)；

主要存在问题：

①现有齿轮箱安全系数较低，承受疲劳载荷时易早期点蚀。此外滚齿、热处理及磨齿应力集中点齿根处易出现微细裂纹，不具高可靠性；

②三只行星轮，过载能力不高；

③四级行星减速使轴向尺寸很长、结构很复杂、维修很不便、价格很高。此外还有下列技术：

(1)摆线+二级行星：天津减速机公司“用于风力发电偏航减速机”200320111939.2缺点是：效率降低了2个百分点、高速级摆线双支点针销弯曲强度低，因而过载能力低、可靠性差；

(2)摆线+摆线：“一种二级包络...”200920127322.7，缺点是：效率降低了4个百分点，此外输出轴两只置于左、右端盘与内摆线轮之间轴承要比常规大出2-3个型号，价很高。

(3)“风力发电三片双摆线偏航减速器”(20101017454525.9)系“摆线+三片双摆线”结构，主要缺点：①“摆线+三片双摆线”结构使效率降低4个百分点，三摆线轮相位差120°无法实现动平衡而会影响减速器使用寿命；

②圆柱滚子轴承径向间隙大，摆线轮平动时产生咔哒、咔哒微小振动，久之出现冲击，导致偏心轴承损坏减速器出现故障；

③销孔磨床静平衡调整麻烦，销孔精度不稳定而会影响减速器使用寿命。

【发明内容】

本发明是“风力发电三片双摆线偏航减速器”(20101017454525.9)改进发明，转用了其中的带均载环W输出机构，目的提供一种高可靠性、过载能力大、轴向短、维修方便、成本低及效率与三级行星相近的风力发电机摆线偏航齿轮箱。

为实现高可靠性、过载能力大、轴向短、维修方便、成本低，采用如下改进技术方案：

(A)三片摆线轮中，中间轮厚度为两侧等厚轮两倍，二者相位错开180°，能实现动平衡；

(B)采用背对背圆锥滚子偏心轴承，径向间隙调到近于零，消除了摆线轮平动时产生振动；

(C)采用摆线轮圈磨齿后与铸铁轮辐精加工件组装结构，其中铸铁轮辐均布销孔可在立式加工中心采用精镗而获得足够高精度，加工效率极高。为提高低硬度销孔表面的使用寿命，销孔中滑配耐磨圈，如：摆线中的外协件高硬度柱套、粉末冶金轴承等等。传统摆线轮均布销孔必需在销孔专用磨床上磨削，由于此时摆线轮处于大偏心位置，而销孔又小必需调整到很高的静平衡才能获得设计要求，加工效率极低，且需配置各种规格的销孔专用磨床；

(D)转用双摆线传动：双摆线的啮合特点是互为包络线的摆线等距线齿轮作为共轭曲线齿轮机构。优点：(1)内摆线齿圈取代针轮，结构简单、另件少；(2)单级减速比很大，据称可达200(《没有针轮的摆线变速机》机械传动2006.04)；(3)内摆线齿圈与外齿摆线轮为纯滚动、完全润滑状态啮合，因此在输入功率相同情况下，可将减速器的体积降低1-2个等级。

【有益效果】

比照发明专利“风力发电机偏航齿轮箱”(ZL200410064930.X)其创造性体现在：

(1)单级减速比可高达143，结构紧凑、重量轻、维修方便、轴向尺寸短；

(2)摆线轮齿无应力集中点，不会断齿，因而比仅有三只行星轮NGW传动承载能力大；

(3)制造成本低45-55％。