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一種風電齒輪箱的潤滑系統.pdf

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一種 齒輪箱 潤滑 系統
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摘要
申請專利號:

CN201510502515.6

申請日:

2015.08.14

公開號:

CN105156646A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16H 57/04申請日:20150814|||公開
IPC分類號: F16H57/04(2010.01)I 主分類號: F16H57/04
申請人: 青島大學
發明人: 華青松; 魏建新; 宋雙賀; 張鐵柱; 尹懷仙; 張洪信; 馬永志
地址: 266000山東省青島市市南區寧夏路308號
優先權:
專利代理機構: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241 代理人: 萬桂斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510502515.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.27|||2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種適用于風電齒輪箱的潤滑系統,包括儲油腔、潤滑油管路,所述第一儲油腔由一級行星架和齒輪前箱蓋通過機械密封組成,第二儲油腔由一級太陽輪支撐軸和一級行星架組成,第三儲油腔由一級太陽輪支撐軸與二級行星架組成。儲油腔之間通過潤滑油管相連通,潤滑油管設置分路,實現對齒輪箱如軸承、齒輪嚙合處需要潤滑部分的潤滑。本發明使齒輪箱內部的布管設置在行星架、箱體、太陽輪等零部件上,將傳動系統和潤滑系統有效的結合在一起,達到節約大量的布管、減輕設備重量的結果;齒輪需要潤滑的位置如軸承和齒輪嚙合處都有潤滑油管或噴嘴直接將潤滑油送達,潤滑效果好;軸承和各嚙合點得到充分潤滑,風電齒輪箱工作時更安全可靠。

權利要求書

權利要求書
1.  一種風電齒輪箱的潤滑系統,涉及一、二級行星傳動所有齒輪嚙合位置和軸承位置的潤滑設計,其特征在于:該潤滑系統包括儲油腔、潤滑油管路,所述第一儲油腔(13)由一級行星架(1)和齒輪前箱蓋(2)組成;所述第二儲油腔(23)由一級太陽輪支撐軸(24)和一級行星架(1)組成;所述第三儲油腔(25)由一級太陽輪支撐軸(24)與二級行星架(7)組成;儲油腔之間通過潤滑油管路相連,所述潤滑油管路均設在齒輪箱的機械零部件上。

2.  如權利要求1所述的一種風電齒輪箱的潤滑系統,其特征在于:第一、第二儲油腔由設置在一級行星架(1)上的主潤滑油管路相連,第二、第三儲油腔通過一級太陽輪支撐軸(24)上的主潤滑油管路相連。

3.  如權利要求1所述的一種風電齒輪箱的潤滑系統,其特征在于:一級行星架(1)上除設置有連通第一、第二儲油腔的主潤滑油管路外還有依次流向一級行星架軸承(11)、一級行星輪/齒圈配管(16)、一級行星架/太陽輪配管(17)、一級柔性銷軸(4)的潤滑油道分支;一級行星柔性銷軸(4)上的潤滑油管路與一級行星輪套筒(27)上的潤滑油管路相連通;一級太陽輪支撐軸(24)上同時有流向滑動軸承(20)的潤滑油支路;二級行星架(7)上有依次流向二級行星輪/齒圈配管(18)、二級行星架/太陽輪配管(19)、二級行星柔性銷軸(8)的潤滑油管路及其分支;二級行星柔性銷軸(8)上的潤滑油管路與二級行星輪套筒(28)上的潤滑油道相連通。

說明書

說明書一種風電齒輪箱的潤滑系統
技術領域
本發明涉及齒輪箱的潤滑技術領域,特別涉及一種風電齒輪箱的潤滑系統。
背景技術
潤滑系統是風電齒輪箱的重要組成部分,其結構形式對齒輪箱的工作性能、作業安全性及使用壽命產生重要影響。根據統計,風電齒輪的故障中,約75%故障直接或間接由潤滑系統故障引起,如軸承的點蝕失效,通常是因為滾道的載荷過大,加上摩擦效果,導致滾道接觸部位溫升加劇,如果潤滑系統此時不能及時地通過熱交換帶走熱量,軸承溫度會超出允許范圍,使軸承迅速失效。對于齒輪而言,常見的失效形式是齒面膠合、點蝕和腐蝕等,而這些失效形式也與嚙合點的潤滑狀況息息相關。因此,如何通過潤滑系統,經濟、有效地將潤滑油輸送到各個關鍵潤滑點,是提高齒輪箱可靠性的關鍵。
目前的潤滑管路設計普遍采取在齒輪箱箱體外部和內部布管的形式,基本沒有利用齒輪箱內部的結構件,如行星架和箱體等。這種設計的缺點是:(1)內部潤滑布管不僅成本高,同時也增加了重量:(2)布管越多.潤滑油流經的線路越長,潤滑油壓損失越大,造成額外功率損耗;(3)布管對齒輪箱內部空間也提出了更高要求;⑷布管對空間的需求往往導致箱體過大、過重設計;(5)布管越多,接口也越多,增加了潤滑系統泄露和減壓的風險。因此,對于齒輪箱來說,設計一種既能降低費用成本,又能保證良好密封性,進而提高潤滑系統可靠性的潤滑系統是非常必要的。
哈爾濱東安發動機有限公司申請的“滑油潤滑系統”的發明專利(申請號為“201110421140.2”),特點是利用行星架等零部件上設置油路,取代部分布管,節省了布管空間,但未能對齒輪箱零部件充分利用,仍然存在中心管等單獨的油路布管,并未采用一體式布管潤滑系統結構形式,油管接口處容易漏油的問題依然存在。
發明內容
本發明的目的是提供一種克服現有技術的不足,解決布管成本高、齒輪箱重的問題,降低潤滑系統泄露和減壓的風險,將傳動系統和潤滑系統相結合,形成真正一體式的潤滑系統。
這種風電齒輪箱潤滑系統應用于由兩級行星加一級平行軸齒輪傳動組成的風電齒輪箱中。齒輪箱內的兩級行星采用串聯方式,輪轂輸入功率全部流經每一級行星傳動副。涉及一、二級行星傳動所有齒輪嚙合位置和軸承位置的潤滑設計。
本發明的技術方案是該潤滑系統包括儲油腔、潤滑油管路,所述第一儲油腔由一級行星架和齒輪前箱蓋通過機械密封組成;所述第二儲油腔由一級太陽輪支撐軸和一級行星架組成;所述第三儲油腔由一級太陽輪支撐軸與二級行星架組成;儲油腔之間通過潤滑油管路相連,所述潤滑油通道均設置在齒輪箱的機械零部件上。
行星架通過齒輪箱機械泵/外裝電泵,將潤滑油池中的潤滑油由潤滑油入口泵入第一儲油腔。
第一儲油腔中的潤滑油分為五部分分流:第一部分經由設置在一級行星架上的潤滑油通道流至一級行星架上的一級行星架軸承,使該軸承得到潤滑。潤滑油通過和該軸承內潤滑點的熱交換,將摩擦熱量帶走,通過前箱蓋上的潤滑油通道流至回油腔,該回油腔中的潤滑油經前箱蓋上的潤滑通道流入中箱體內的油池中;第二部分通過一級行星架上的潤滑油通道流入一級行星輪/齒圈配管,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第三部分通過—級行星架上的潤滑油通道流入一級行星輪/太陽輪配管,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第四部分通過一級行星架上的潤滑油通道流至第二儲油腔;第五部分通過一級行星架上的潤滑油通道,流經一級行星柔性銷軸上的潤滑油通道,再經過一級行星輪套筒上的潤滑油通道,流至一級行星輪軸承,以保證該軸承位置的潤滑。
一級太陽輪通過一級太陽輪支撐軸上的滑動軸承支撐,流至第二儲油腔中的潤滑油一部分通過一級太陽輪支撐軸上的潤滑油管路流至該滑動軸承,保證其得到潤滑。其余部分主要用于第二級行星傳動的潤滑。
—級太陽輪支撐軸與二級行星架組成第三儲油腔。潤滑油通過—級太陽輪支撐軸上的潤滑油管路流至第三儲油腔后,主要流向三個方向:第一部分由設置在二級行星架上的潤滑油通道流至二級行星輪/齒圈配管,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第二部分通過二級行星架上的潤滑油通道流入二級行星輪/太陽輪配管,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第三部分通過二級行星架上的潤滑油通道,流經二級行星柔性銷軸上的潤滑油通道,再經過二級行星輪套筒上的潤滑油通道,流至二級行星輪軸承,保證該軸承位置的潤滑。
一級、二級行星輪軸承,一級、二級行星傳動齒輪嚙合點的潤滑油在與潤滑點的潤滑油經過熱交換后,帶走熱量,回歸到中箱體內的油池。齒輪箱機械泵/外裝電泵將油池的潤滑油吸出,并通過管路輸送到齒輪箱外部的熱交換器,再通過熱交換器的潤滑油釋放其中的熱量,使溫度降低,然后再次被泵入齒輪箱的潤滑油入口,由此形成了風電齒輪箱的一個循環潤滑系統。
本發明的所有潤滑油管路均設置于行星架、箱體和太陽輪等零部件上,形成真正一體式的潤滑系統結構,消除了齒輪箱內部單獨布管的存在,減少了布管成本、降低齒輪箱重量,同時因為潤滑系統中油腔與各潤滑油通道并不是通過配管相連,而是直接連通,降低了漏油的風險。
附圖說明
附圖是本發明的結構示意圖
附圖標記說明:一級行星架1;前箱蓋2;一級太陽輪3;一級行星柔性銷軸4;一級內齒圈5;中箱體6;二級行星架7;二級行星柔性銷軸8;二級內齒圈9;后箱體10;一級行星架軸承11;回油腔12;第一儲油腔13;一級行星輪軸承14;二級行星輪軸承15;一級行星輪/齒圈配管16;一級行星輪/太陽輪配管17;二級行星輪/齒圈配管18;二級行星輪/太陽輪配管19;滑動軸承20;潤滑油入口21;機械式密封22;第二儲油腔23;—級太陽輪支撐軸24;第三儲油腔25;油池26;一級行星輪套筒27;二級行星輪套筒28。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員詳細理解本發明的技術方案,下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。
如圖1所示,本發明潤滑系統包括儲油腔、潤滑油管路,所述第一儲油腔13由一級行星架1和齒輪前箱蓋2通過機械式密封組成;所述第二儲油腔23由一級太陽輪支撐軸24和一級行星架1組成;所述第三儲油腔25由一級太陽輪支撐軸24與二級行星架7組成;儲油腔之間通過潤滑油管路相連,所述潤滑油通道均設在齒輪箱的機械零部件上。
行星架通過齒輪箱機械泵/外裝電泵,將潤滑油池中的潤滑油由潤滑油入口21泵入第一儲油腔13。
第一儲油腔13中的潤滑油分為五部分分流:第一部分經由設置在一級行星架1上的潤滑油通道流至一級行星架1上的一級行星架軸承11,使該軸承得到潤滑。潤滑油通過和該軸承內潤滑點的熱交換,將摩擦熱量帶走,通過前箱蓋2上的潤滑油通道流至回油腔12,該回油腔12中的潤滑油經前箱蓋2上的潤滑通道流入中箱體6內的油池26中;第二部分通過一級行星架1上的潤滑油通道流入一級行星輪/齒圈配管16,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第三部分通過—級行星架1上的潤滑油通道流入一級行星輪/太陽輪配管17,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第四部分通過一級行星架1上的潤滑油通道流至第二儲油腔23;第五部分通過一級行星架1上的潤滑油通道,流經一級行星柔性銷軸4上的潤滑油通道,再經過一級行星輪套筒27上的潤滑油通道,流至一級行星輪軸承14,以保證該軸承位置的潤滑。
一級太陽輪3通過一級太陽輪支撐軸24上的滑動軸承20支撐,流至第二儲油腔23中的潤滑油一部分通過一級太陽輪支撐軸24上的潤滑油管路流至該滑動軸承20,保證其得到潤滑。其余部分主要用于第二級行星傳動的潤滑。
—級太陽輪支撐軸24與二級行星架7組成第三儲油腔25。潤滑油通過—級太陽輪支撐軸24上的潤滑油管路流至第三儲油腔25后,主要流向三個方向:第一部分由二級行星架7上的潤滑油通道流至二級行星輪/齒圈配管18,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第二部分通過二級行星架7上的潤滑油通道流入二級行星輪/太陽輪配管19,通過安裝在配管上的噴嘴,將潤滑油噴射在該齒輪嚙合點;第三部分通過二級行星架7上的潤滑油通道,流經二級行星柔性銷軸8上的潤滑油通道,再經過二級行星輪套筒28上的潤滑油通道,流至二級行星輪軸承15,保證該軸承位置的潤滑。
一級、二級行星輪軸承,一級、二級行星傳動齒輪嚙合點的潤滑油在與潤滑點的潤滑油經過熱交換后,帶走熱量,回歸到中箱體6內的油池26中。齒輪箱機械泵/外裝電泵將油池的潤滑油吸出,并通過管路輸送到齒輪箱外部的熱交換器,再通過熱交換器的潤滑油釋放其中的熱量,使溫度降低,然后再次被泵入齒輪箱的潤滑油入口21,由此形成了風電齒輪箱的一個循環潤滑系統。
以上所述的僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明的創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。

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