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一种风电齿轮箱的润滑系统.pdf

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一种 齿轮箱 润滑 系统
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摘要
申请专利号:

CN201510502515.6

申请日:

2015.08.14

公开号:

CN105156646A

公开日:

2015.12.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16H 57/04申请日:20150814|||公开
IPC分类号: F16H57/04(2010.01)I 主分类号: F16H57/04
申请人: 青岛大学
发明人: 华青松; 魏建新; 宋双贺; 张铁柱; 尹怀仙; 张洪信; 马永志
地址: 266000山东省青岛市市南区宁夏路308号
优先权:
专利代理机构: 青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241 代理人: 万桂斌
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法律状态
申请(专利)号:

天狼影视CN201510502515.6

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.07.27|||2016.01.13|||2015.12.16

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种适用于风电齿轮箱的润滑系统,包括储油腔、润滑油管路,所述第一储油腔由一级行星架和齿轮前箱盖通过机械密封组成,第二储油腔由一级太阳轮支撑轴和一级行星架组成,第三储油腔由一级太阳轮支撑轴与二级行星架组成。储油腔之间通过润滑油管相连通,润滑油管设置分路,实现对齿轮箱如轴承、齿轮啮合处需要润滑部分的润滑。本发明使齿轮箱内部的布管设置在行星架、箱体、太阳轮等零部件上,将传动系统和润滑系统有效的结合在一起,达到节约大量的布管、减轻设备重量的结果;齿轮需要润滑的位置如轴承和齿轮啮合处都有润滑油管或喷嘴直接将润滑油送达,润滑效果好;轴承和各啮合点得到充分润滑,风电齿轮箱工作时更安全可靠。

权利要求书

权利要求书
1.  一种风电齿轮箱的润滑系统,涉及一、二级行星传动所有齿轮啮合位置和轴承位置的润滑设计,其特征在于:该润滑系统包括储油腔、润滑油管路,所述第一储油腔(13)由一级行星架(1)和齿轮前箱盖(2)组成;所述第二储油腔(23)由一级太阳轮支撑轴(24)和一级行星架(1)组成;所述第三储油腔(25)由一级太阳轮支撑轴(24)与二级行星架(7)组成;储油腔之间通过润滑油管路相连,所述润滑油管路均设在齿轮箱的机械零部件上。

2.  如权利要求1所述的一种风电齿轮箱的润滑系统,其特征在于:第一、第二储油腔由设置在一级行星架(1)上的主润滑油管路相连,第二、第三储油腔通过一级太阳轮支撑轴(24)上的主润滑油管路相连。

3.  如权利要求1所述的一种风电齿轮箱的润滑系统,其特征在于:一级行星架(1)上除设置有连通第一、第二储油腔的主润滑油管路外还有依次流向一级行星架轴承(11)、一级行星轮/齿圈配管(16)、一级行星架/太阳轮配管(17)、一级柔性销轴(4)的润滑油道分支;一级行星柔性销轴(4)上的润滑油管路与一级行星轮套筒(27)上的润滑油管路相连通;一级太阳轮支撑轴(24)上同时有流向滑动轴承(20)的润滑油支路;二级行星架(7)上有依次流向二级行星轮/齿圈配管(18)、二级行星架/太阳轮配管(19)、二级行星柔性销轴(8)的润滑油管路及其分支;二级行星柔性销轴(8)上的润滑油管路与二级行星轮套筒(28)上的润滑油道相连通。

说明书

说明书一种风电齿轮箱的润滑系统
技术领域
本发明涉及齿轮箱的润滑技术领域,特别涉及一种风电齿轮箱的润滑系统。
背景技术
润滑系统是风电齿轮箱的重要组成部分,其结构形式对齿轮箱的工作性能、作业安全性及使用寿命产生重要影响。根据统计,风电齿轮的故障中,约75%故障直接或间接由润滑系统故障引起,如轴承的点蚀失效,通常是因为滚道的载荷过大,加上摩擦效果,导致滚道接触部位温升加剧,如果润滑系统此时不能及时地通过热交换带走热量,轴承温度会超出允许范围,使轴承迅速失效。对于齿轮而言,常见的失效形式是齿面胶合、点蚀和腐蚀等,而这些失效形式也与啮合点的润滑状况息息相关。因此,如何通过润滑系统,经济、有效地将润滑油输送到各个关键润滑点,是提高齿轮箱可靠性的关键。
目前的润滑管路设计普遍采取在齿轮箱箱体外部和内部布管的形式,基本没有利用齿轮箱内部的结构件,如行星架和箱体等。这种设计的缺点是:(1)内部润滑布管不仅成本高,同时也增加了重量:(2)布管越多.润滑油流经的线路越长,润滑油压损失越大,造成额外功率损耗;(3)布管对齿轮箱内部空间也提出了更高要求;⑷布管对空间的需求往往导致箱体过大、过重设计;(5)布管越多,接口也越多,增加了润滑系统泄露和减压的风险。因此,对于齿轮箱来说,设计一种既能降低费用成本,又能保证良好密封性,进而提高润滑系统可靠性的润滑系统是非常必要的。
哈尔滨东安发动机有限公司申请的“滑油润滑系统”的发明专利(申请号为“201110421140.2”),特点是利用行星架等零部件上设置油路,取代部分布管,节省了布管空间,但未能对齿轮箱零部件充分利用,仍然存在中心管等单独的油路布管,并未采用一体式布管润滑系统结构形式,油管接口处容易漏油的问题依然存在。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服现有技术的不足,解决布管成本高、齿轮箱重的问题,降低润滑系统泄露和减压的风险,将传动系统和润滑系统相结合,形成真正一体式的润滑系统。
这种风电齿轮箱润滑系统应用于由两级行星加一级平行轴齿轮传动组成的风电齿轮箱中。齿轮箱内的两级行星采用串联方式,轮毂输入功率全部流经每一级行星传动副。涉及一、二级行星传动所有齿轮啮合位置和轴承位置的润滑设计。
本发明的技术方案是该润滑系统包括储油腔、润滑油管路,所述第一储油腔由一级行星架和齿轮前箱盖通过机械密封组成;所述第二储油腔由一级太阳轮支撑轴和一级行星架组成;所述第三储油腔由一级太阳轮支撑轴与二级行星架组成;储油腔之间通过润滑油管路相连,所述润滑油通道均设置在齿轮箱的机械零部件上。
行星架通过齿轮箱机械泵/外装电泵,将润滑油池中的润滑油由润滑油入口泵入第一储油腔。
第一储油腔中的润滑油分为五部分分流:第一部分经由设置在一级行星架上的润滑油通道流至一级行星架上的一级行星架轴承,使该轴承得到润滑。润滑油通过和该轴承内润滑点的热交换,将摩擦热量带走,通过前箱盖上的润滑油通道流至回油腔,该回油腔中的润滑油经前箱盖上的润滑通道流入中箱体内的油池中;第二部分通过一级行星架上的润滑油通道流入一级行星轮/齿圈配管,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第三部分通过—级行星架上的润滑油通道流入一级行星轮/太阳轮配管,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第四部分通过一级行星架上的润滑油通道流至第二储油腔;第五部分通过一级行星架上的润滑油通道,流经一级行星柔性销轴上的润滑油通道,再经过一级行星轮套筒上的润滑油通道,流至一级行星轮轴承,以保证该轴承位置的润滑。
一级太阳轮通过一级太阳轮支撑轴上的滑动轴承支撑,流至第二储油腔中的润滑油一部分通过一级太阳轮支撑轴上的润滑油管路流至该滑动轴承,保证其得到润滑。其余部分主要用于第二级行星传动的润滑。
—级太阳轮支撑轴与二级行星架组成第三储油腔。润滑油通过—级太阳轮支撑轴上的润滑油管路流至第三储油腔后,主要流向三个方向:第一部分由设置在二级行星架上的润滑油通道流至二级行星轮/齿圈配管,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第二部分通过二级行星架上的润滑油通道流入二级行星轮/太阳轮配管,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第三部分通过二级行星架上的润滑油通道,流经二级行星柔性销轴上的润滑油通道,再经过二级行星轮套筒上的润滑油通道,流至二级行星轮轴承,保证该轴承位置的润滑。
一级、二级行星轮轴承,一级、二级行星传动齿轮啮合点的润滑油在与润滑点的润滑油经过热交换后,带走热量,回归到中箱体内的油池。齿轮箱机械泵/外装电泵将油池的润滑油吸出,并通过管路输送到齿轮箱外部的热交换器,再通过热交换器的润滑油释放其中的热量,使温度降低,然后再次被泵入齿轮箱的润滑油入口,由此形成了风电齿轮箱的一个循环润滑系统。
本发明的所有润滑油管路均设置于行星架、箱体和太阳轮等零部件上,形成真正一体式的润滑系统结构,消除了齿轮箱内部单独布管的存在,减少了布管成本、降低齿轮箱重量,同时因为润滑系统中油腔与各润滑油通道并不是通过配管相连,而是直接连通,降低了漏油的风险。
附图说明
附图是本发明的结构示意图
附图标记说明:一级行星架1;前箱盖2;一级太阳轮3;一级行星柔性销轴4;一级内齿圈5;中箱体6;二级行星架7;二级行星柔性销轴8;二级内齿圈9;后箱体10;一级行星架轴承11;回油腔12;第一储油腔13;一级行星轮轴承14;二级行星轮轴承15;一级行星轮/齿圈配管16;一级行星轮/太阳轮配管17;二级行星轮/齿圈配管18;二级行星轮/太阳轮配管19;滑动轴承20;润滑油入口21;机械式密封22;第二储油腔23;—级太阳轮支撑轴24;第三储油腔25;油池26;一级行星轮套筒27;二级行星轮套筒28。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员详细理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明润滑系统包括储油腔、润滑油管路,所述第一储油腔13由一级行星架1和齿轮前箱盖2通过机械式密封组成;所述第二储油腔23由一级太阳轮支撑轴24和一级行星架1组成;所述第三储油腔25由一级太阳轮支撑轴24与二级行星架7组成;储油腔之间通过润滑油管路相连,所述润滑油通道均设在齿轮箱的机械零部件上。
行星架通过齿轮箱机械泵/外装电泵,将润滑油池中的润滑油由润滑油入口21泵入第一储油腔13。
第一储油腔13中的润滑油分为五部分分流:第一部分经由设置在一级行星架1上的润滑油通道流至一级行星架1上的一级行星架轴承11,使该轴承得到润滑。润滑油通过和该轴承内润滑点的热交换,将摩擦热量带走,通过前箱盖2上的润滑油通道流至回油腔12,该回油腔12中的润滑油经前箱盖2上的润滑通道流入中箱体6内的油池26中;第二部分通过一级行星架1上的润滑油通道流入一级行星轮/齿圈配管16,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第三部分通过—级行星架1上的润滑油通道流入一级行星轮/太阳轮配管17,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第四部分通过一级行星架1上的润滑油通道流至第二储油腔23;第五部分通过一级行星架1上的润滑油通道,流经一级行星柔性销轴4上的润滑油通道,再经过一级行星轮套筒27上的润滑油通道,流至一级行星轮轴承14,以保证该轴承位置的润滑。
一级太阳轮3通过一级太阳轮支撑轴24上的滑动轴承20支撑,流至第二储油腔23中的润滑油一部分通过一级太阳轮支撑轴24上的润滑油管路流至该滑动轴承20,保证其得到润滑。其余部分主要用于第二级行星传动的润滑。
—级太阳轮支撑轴24与二级行星架7组成第三储油腔25。润滑油通过—级太阳轮支撑轴24上的润滑油管路流至第三储油腔25后,主要流向三个方向:第一部分由二级行星架7上的润滑油通道流至二级行星轮/齿圈配管18,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第二部分通过二级行星架7上的润滑油通道流入二级行星轮/太阳轮配管19,通过安装在配管上的喷嘴,将润滑油喷射在该齿轮啮合点;第三部分通过二级行星架7上的润滑油通道,流经二级行星柔性销轴8上的润滑油通道,再经过二级行星轮套筒28上的润滑油通道,流至二级行星轮轴承15,保证该轴承位置的润滑。
一级、二级行星轮轴承,一级、二级行星传动齿轮啮合点的润滑油在与润滑点的润滑油经过热交换后,带走热量,回归到中箱体6内的油池26中。齿轮箱机械泵/外装电泵将油池的润滑油吸出,并通过管路输送到齿轮箱外部的热交换器,再通过热交换器的润滑油释放其中的热量,使温度降低,然后再次被泵入齿轮箱的润滑油入口21,由此形成了风电齿轮箱的一个循环润滑系统。
天狼影视以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。   内容来自专利网smcema.com转载请标明出处

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