一种风电齿轮箱轴承润滑结构

技术领域

本发明涉及风电设备领域，尤其涉及一种风电齿轮箱轴承润滑结构。

背景技术

目前，风电齿轮箱在工作状态下是依靠强制润滑(即电机泵对轴承进行供油)来实现对行星架的轴承的润滑，而在风电齿轮箱处于空转的工作状态时，为了减少电能的损耗，电动泵是不运行的，进而无法使轴承在齿轮箱内的齿轮在转动或摆动时得到润滑。

针对这种情况，现有的润滑结构主要分为两种，第一种是在行星架上安装有集油盒和接油盘使齿轮转动时能搅动油液腔内的油液，进而使油液能灌入集油盒并通过接油盘上的引流槽流至轴承内，从而延长齿轮箱内的轴承使用寿命。第二种是设置刮油装置从转动的齿轮件端面取油以实现对轴承的润滑。前者由于空转时风速影响齿轮的转动速度和方向，进而影响取油量，无法保证轴承的润滑效果；后者则主要针对平行轴齿轮传动，而风电齿轮箱的行星齿轮传动时因齿圈相对润滑油液面是静止的，太阳轮无法接触到润滑油液面，此外行星轮除了在自转外还在公转(即行星轮的转动轴线是不定的)，无法实现从齿轮件端面刮油。

发明内容

本发明的目的在于提出一种风电齿轮箱轴承润滑结构，该风电齿轮箱轴承润滑结构一方面通过刮油的方式取油能适用于各种转速下的齿轮箱，还可有效控制取油的容量；另一方面由于行星架的转动轴线固定，使得刮油组件能从转动的行星架上取油，可适用于各种齿轮结构，保证轴承在齿轮箱处于空转工况时的润滑效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种风电齿轮箱轴承润滑结构，包括箱体、轴承、行星架、刮油组件和端盖，所述行星架通过所述轴承可转动地安装在所述箱体上，且所述行星架的第一端面与所述箱体的第二端面形成容纳腔；所述刮油组件设置在所述第二端面上并位于所述容纳腔内，所述刮油组件包括刮油件，所述行星架转动时所述刮油件能从所述第一端面上收集油液并使所述油液流入所述轴承内；所述端盖与所述箱体背离所述第二端面的端面连接，且所述行星架部分伸出所述端盖外。

优选地，所述刮油件包括本体部和位于所述本体部一侧的刮油部，所述刮油部与所述本体部形成集油腔，所述刮油部与附着在所述第一端面上的所述油液接触，当所述行星架转动时，所述第一端面上的所述油液被所述刮油部触刮后经所述集油腔对所述轴承进行润滑。

优选地，所述本体部包括与所述行星架相对设置的第一平面、位于所述第一平面一侧并与所述刮油部连接的导流部，所述刮油部和所述导流部形成所述集油腔，所述刮油部凸出于所述第一平面以与附着在所述第一端面上的所述油液接触。

优选地，所述导流部包括依次连接的第一斜面、过渡面和第二斜面，所述第一斜面的两端分别与所述刮油部和所述过渡面弧形过渡连接。

优选地，所述刮油部包括唇边，当所述行星架在受载状态下因发生弹性应变与所述刮油部直接接触时，所述唇边通过与所述第一斜面弧形过渡连接以产生轴向变形以减小对所述刮油件造成的磨损和对所述行星架的所述第一端面产生的刮伤。

优选地，所述本体部向所述集油腔方向延伸形成挡油部，所述挡油部设置在所述第一平面远离所述刮油部的一端，所述挡油部包括挡油面，且所述挡油面与所述第一平面相垂直。

优选地，所述刮油组件还包括设置在所述第二端面上的集油盒，所述集油盒上设置有敞口腔，所述箱体上开设有位于所述敞口腔内的导油孔，所述本体部还包括将所述集油腔中的所述油液导向所述敞口腔的出油部，所述集油腔中的所述油液经出油部流向所述敞口腔后通过所述导油孔流入所述轴承。

优选地，所述箱体背离所述第二端面的端面上和/或所述端盖靠近所述箱体的端面上开设有沿所述轴承径向方向的引流槽，所述引流槽与所述导油孔远离所述敞口腔的一端相连通，所述油液能通过所述引流槽从所述导油孔流入所述轴承内。

优选地，所述箱体背离所述第二端面的端面上和/或所述端盖靠近所述箱体的端面上开设有沿所述轴承径向方向的引流槽，所述引流槽与所述导油孔远离所述敞口腔的一端相连通，所述油液能通过所述引流槽从所述导油孔流入所述轴承内。

优选地，所述集油盒包括：

相对设置的敞口端和封闭端，所述油液能从所述敞口端进入并在所述封闭端沉积；

顶部、位于所述顶部两侧并相对设置的第一侧部和第二侧部，所述顶部、所述第一侧部以及所述第二侧部连接形成所述收集油液的所述敞口腔，所述敞口腔靠近所述刮油件的一端为所述敞口端，所述敞口腔远离所述刮油件且与所述敞口端相对设置的一端为所述封闭端，所述第一侧部和所述第二侧部之间的距离沿所述敞口端到所述封闭端的方向逐渐减小，多个至少一个所述导油孔分布于所述敞口腔内。

优选地，所述箱体背离所述第二端面的端面上设置有观察通孔，以便判断所述刮油组件与所述第一端面之间的轴向距离。

有益效果：本发明提供了一种风电齿轮箱轴承润滑结构。当风电齿轮箱在空转状态下时，箱体上的刮油组件能在转动的行星架的第一端面上取油以完成对轴承的润滑。相较于搅油取油的方式，本发明通过刮油的方式取油能适用于各种转速下的齿轮箱，还可有效控制取油量；同时由于行星架的转动轴线固定，使得刮油组件能从转动的行星架上取油，可适用于各种齿轮结构，保证轴承在齿轮箱处于空转工况时的润滑效果。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的风电齿轮箱轴承润滑结构的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的风电齿轮箱轴承润滑结构在一视角下的的部分爆炸图；

图3是本发明具体实施方式提供的风电齿轮箱轴承润滑结构的在另一视角下的爆炸图；

图4是本发明具体实施方式提供的刮油件的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的刮油组件的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的箱体的第二端面的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的箱体背离第二端面的结构示意图。

其中：

1、箱体；11、第二端面；12、导油孔；13、引流槽；14、观察通孔；

2、轴承；

3、行星架；31、第一端面；

4、刮油组件；

41、刮油件；411、刮油部；4111、唇边；

412、导流部；4121、第一斜面；4122、过渡面；4123、第二斜面；

413、出油部；

414、本体部；4141、第一平面；4142；挡油面；

415、集油腔；

42、集油盒；421、敞口腔；422、顶部；423、第一侧部；

5、端盖。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图3所示，本实施提供了一种风电齿轮箱轴承润滑结构，其包括箱体1、轴承2、行星架3、刮油组件4和端盖5，行星架3通过轴承2可转动地安装在箱体1上，且行星架3的第一端面31能与箱体1的第二端面11形成容纳腔；刮油组件4设置在第二端面11上并位于容纳腔内，刮油组件4包括刮油件41，行星架3转动时刮油件41能从第一端面31上收集油液并使油液流入轴承2内；端盖5与箱体1背离第二端面11的端面连接，且行星架3部分伸出端盖5外。

当风电齿轮箱在空转状态下时，箱体1上的刮油件41能在转动的行星架3的第一端面31上取油以完成对轴承2的润滑。相较于搅油取油的方式，本发明通过刮油的方式取油能适用于各种转速下的齿轮箱，还可有效控制取油量；同时由于行星架3的转动轴线固定，使得刮油件41能从转动的行星架3上取油，可适用于各种齿轮结构，保证轴承2在齿轮箱处于空转工况时的润滑效果。

此外，端盖5与箱体1的配合能起到轴向密封轴承2以避免油液向外泄露的作用。

其中，为了使风电齿轮箱的整体结构尽可能紧凑的同时增大容纳腔的容积，在本实施例中，第二端面11向远离第一端面31方向凸起。

如图4所示，本实施例中，刮油件41包括本体部414和位于本体部414一侧的刮油部411，刮油部411与本体部414形成集油腔415，刮油部411与附着在第一端面31上的油液接触，当行星架3转动时，第一端面31上的油液被刮油部411触刮后经集油腔415对轴承2进行润滑。

具体地，本体部414包括与行星架3相对设置的第一平面4141、位于第一平面4141一侧并与刮油部411连接的导流部412，刮油部411和导流部412形成集油腔415，刮油部411凸出于第一平面4141以与附着在第一端面31上的油液接触。

此外，由于刮油部411凸出于本体部414的第一平面4141的所在平面，能保证行星架3上附着的油液只能通过刮油部411进行刮油，有效地控制了刮取油液的容量。

需要说明的是，由于油液附着在行星架3的第一端面31上具有一定的厚度，刮油件41与第一端面31无需抵接，只要刮油件41能刮到油即可，即非接触式刮油。

进一步地，为了方便油液从导流部412流向轴承2，导流部412包括依次连接的第一斜面4121、过渡面4122和第二斜面4123，第一斜面4121的两端分别与刮油部411刮油部411的和过渡面4122弧形过渡连接。

优选地，刮油部411包括唇边4111，当行星架3在受载状态下因发生弹性应变与刮油部411直接接触时，唇边4111通过与第一斜面4121弧形过渡连接以产生细微的轴向变形，进而能够减小在直接接触的情况下对刮油件41造成的磨损和对行星架3的第一端面31产生的刮伤。

其中，唇边4111背离导流部412的一面为刮油面，刮油面可为斜面，以尽可能减少在风电齿轮箱受载状态下变形时唇边4111与行星架3之间的接触面积，即当刮油面倾斜时，唇边4111实际上只有一条刮油边进行刮油。

优选地，由于在行星架3正转和反转时都有可能因弹性应变使刮油面与行星架3的第一端面31直接接触，因此可以在刮油部411上设置两个沿本体部414向设置有刮油部411的一侧方向对称设置的唇边4111，即两个唇边4111之间呈一定夹角，使行星架3无论在正转还是反转时都能减少因直接接触对刮油件41造成的磨损和对行星架3的第一端面31产生的刮伤。当然，在其它实施例中，若不考虑加工成本，也可直接设置至少两个镜像对称的刮油组件4，以适应行星架3的正转和反转下的刮油需求，本实施例不做具体限制。

进一步地，本体部414向集油腔415方向延伸形成挡油部，挡油部设置在第一平面4141远离刮油部411的一端，挡油部包括挡油面4142，且挡油面4142与第一平面4141相垂直，即刮取的油液能从第一平面4141沿挡油面4142流进第二斜面4123再流向轴承2，以避免轴承2内一次性流入过多的油液，进而影响轴承2的润滑效果。

此外，由于本体部414向集油腔415方向延伸形成挡油部，以使第一平面4141呈L型，从而进一步地增加了引导油液从第一平面4141流向挡油面4142的引流面，且由于各引油面的面积不同，进而使所处在不同引流面上的油液流速也不同，提高了对油液整体流量的控制。当然，在其它实施例中，若不考虑加工方便等因素，也可使挡油部和除去挡油部的本体部414之间形成除直角以外的其它角度，本实施例不做具体限制。

进一步地，结合图5和图6所示，刮油组件4还包括设置在第二端面11上集油盒42，集油盒42上设置有敞口腔421，箱体1上开设有位于敞口腔421内的导油孔12，本体部414还包括将集油腔415中的油液导向敞口腔421的出油部413，，即油液经刮油件41刮出后经过集油腔415并通过出油部413流进敞口腔421内，最后通过导油孔12流入轴承2内。本实施例中，刮油件41和集油盒42均通过紧固件可拆卸地设置在箱体1上，在其它实施例中，也可采用其它的方式使刮油件41和集油盒42安装在箱体1上，本实施例不做具体限制。

本实施例中，出油部413与导流部412连接。

示例性地，出油部413设置在第二斜面4123远离过渡面4122的一端，第一斜面4121和第二斜面4123均向出油部413倾斜。

示例性地，导油孔12沿轴承2轴向方向相贯通的，导油孔12的一端设在敞口腔421内。

示例性地，紧固件为螺钉或螺栓。

此外，只需通过增设的刮油件41和集油盒42就可实现取油，不仅与现有技术相比减少了许多部件，还降低了风电齿轮箱内部加工精度的要求。

在其它实施例中，若不考虑集油效率，刮油组件4也可无需使用集油盒42，即刮油组件4只包括刮油件41，并在刮油件41上设有与导油孔12相连的引流孔，以实现油液经刮油件41刮出后沿引流孔流进敞口腔421内并通过导油孔12流入轴承2内。当然，若还有其他结构能满足只需刮油件41便可将其刮到的油液引导至轴承2进行润滑也可，本实施例不做具体限制。

本实施例中，结合图7所示，为了能使油液从导油孔12流入轴承2内，箱体1背离第二端面11的端面上和/或端盖5靠近箱体1的端面上开设有沿轴承2径向方向的引流槽13，引流槽13与导油孔12远离敞口腔421的一端相连通，以使油液能通过引流槽13从导油孔12流入轴承2内。在本实施例中，箱体1背离第二端面11的端面上和端盖5靠近箱体1的端面上均开设有沿轴承2径向方向的引流槽13，以提高对轴承2润滑的效果。当然，在其它实施例中，考虑到降低加工工序，也可只在箱体1背离第二端面11的端面上或端盖5靠近箱体1的端面上开设沿轴承2径向方向的引流槽13，本实施例不做具体限制。

具体地，集油盒42包括相对设置的敞口端和封闭端以及顶部422、位于顶部422两侧并相对设置的第一侧部423和第二侧部，顶部422、第一侧部423以及第二侧部连接形成收集油液的敞口腔421，敞口腔421靠近刮油件41的一端为敞口端，敞口腔421远离刮油件41且与敞口端相对设置的一端为封闭端，油液能从敞口端进入并在封闭端沉积，至少一个导油孔12分布于敞口腔421内。

进一步地，为了便于油液能快速从集油盒42流进导油孔12，第一侧部423和第二侧部之间的距离沿敞口端到封闭端的方向逐渐减小。

示例性地，多个导油孔12分布于敞口腔421内，以提高油液进入轴承2的速率。

进一步地，箱体1背离第二端面11的端面上设置有观察通孔14，以便判断刮油组件4与第一端面31之间的轴向距离，从而确保刮油部411能在行星架3上刮到油液的同时不与行星架3接触，即非接触式润滑。其中，本实施例对观察通孔14在箱体1背离第二端面11的端面上的具体位置不做具体限制，只要能通过观察通孔14看到刮油组件4和第一端面31之间的轴向间隙即可。

作为优选，为了提高对轴承2的润滑效率，刮油组件4设置有多个，多个刮油组件4周向间隔设置在第二端面11上。当然，与刮油组件4相配合的导油孔12、引流槽13均相应地设置有多个。其中，观察通孔14的数量本实施例不做具体限制，若只需通过一个观察通孔14便可观察到多个刮油组件4分别与第一端面31的轴向距离也行。

风电齿轮箱轴承润滑结构过程如下：行星架3通过轴承2相对箱体1转动，处于第二端面11的刮油件41的刮油部411的唇边4111从行星架3的第一端面31处刮取油液，油液经导流部412从出油部413流进集油盒42的敞口腔421并在封闭端处沉积，随后从导油孔12流出并通过引流槽13流进轴承2内，完成对轴承2的润滑。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。