一种大兆瓦风电齿轮箱行星架轴承布置结构

技术领域

本申请涉及一种大兆瓦风电齿轮箱行星架轴承布置结构，属于风电齿轮箱技术领域。

背景技术

目前，国内外市场上现有的风电齿轮箱行星架的轴承布置结构，由图1可见，包括；设有行星架1，前箱盖2，上风向轴承3，前箱体4，内齿圈5，中箱体6，下风向轴承7。在这种风电齿轮箱行星架轴承布置形式中，上风向轴承3和下风向轴承7之间的轴向距离较大，并且上风向轴承和下风向轴承采用面对面圆锥滚子轴承，此类轴承安装方式会进一步导致齿轮箱的轴向尺寸占用较大，导致风电齿轮箱的体积尺寸较大，造成制造成本较高。另一种采用满滚子轴承作为上风向轴承和下风向轴承，则会导致上风向轴承负载大而容易打滑失效，安全性和可靠性较差。另外，上风向轴承3装配于行星架1与前箱体4之间，下风向轴承7装配于行星架1与中箱体6之间，两个轴承分别位于行星架1左侧和右端，导致上风向轴承3和下风向轴承7的安装拆卸比较复杂。

为了解决上述问题，现有技术中，公开号为CN107387743B，公开一种大型风电齿轮箱行星架轴承布置结构，提出将左轴承，即上风向轴承和右轴承，即下风向轴承安装于下风向箱体侧，以减少风电齿轮箱的轴向宽度。同时左轴承和右轴承为同样规格的小型圆锥滚子轴承，以降低左轴承的尺寸，起到降低生产成本的作用。但此类轴承布置只适用于小型风电齿轮箱，原因在于：左轴承，即上风向轴承所在的行星架一侧是与风电叶片输入轴相连接的，左轴承主要起到对风电叶片输入轴的支撑作用，承受多自由度方向载荷。因此左轴承采用大体积，大内径的大型轴承结构。而该专利中的左轴承采用与右轴承相同的规格和内径的小型圆锥滚子轴承，并只安装于行星架的右侧。这会导致风电叶片的输入轴与行星架左侧之间没有轴承支撑，导致输入轴上负荷的位置距离轴承支点距离较远，会造成轴的倾覆力矩变大，从而导致输入轴的绕曲变形增大。在同等使用环境下，此类轴承布置会降低输入轴的使用周期，导致后期维护成本上升，甚至会因输入轴变形断裂造成断轴的情况。因此亟需一种风电齿轮箱行星架轴承布置结构，以解决现有风电齿轮箱行星架，因左轴承和右轴承间距较大，造成齿轮箱体积较大，生产成本高，而采用单侧安装轴承的方式，存在安全性和可靠性低的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题与不足，本申请提供一种大兆瓦风电齿轮箱行星架轴承布置结构，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种大兆瓦风电齿轮箱行星架轴承布置结构，包括行星架、前箱体、内齿圈、中箱体、上风向轴承和下风向轴承；前箱体和中箱体分别安装并环绕于行星架的两侧，内齿圈位于前箱体和中箱体之间，且内齿圈装配与行星架上，上风向轴承装配于行星架和前箱体之间，下风向轴承内置式的装配于中箱体和行星架之间；行星架位于中箱体的一侧设有沿轴向向内凹陷的装配孔，中箱体的内部与装配孔相对应的位置设有沿轴向向内延伸的装配部；下风向轴承的外圈安装于装配孔，下风向轴承的内圈安装于装配部。

具体的，中箱体上的装配部的轴向宽度与行星架的装配孔的轴向宽度相一致。这样设置可实现装配部和装配孔之间形成下风向轴承的安装空腔，同时起到节约轴向宽度的作用。

具体的，下风向轴承朝向行星架的端面与行星架的装配孔的孔底紧靠，下风向轴承的朝向中箱体的端面与中箱体的装配部远离行星架的一侧端面紧靠。通过下风向轴承装配于行星架和中箱体之间，通过装配孔的端面和中箱体的装配部的端面对下风向轴承进行限制，从而避免下风向轴承在运转过程中发生轴向窜动，能够更好地工作。

具体的，行星架的装配孔的轴向宽度尺寸与下风向轴承的外圈尺寸相一致。这样设置可减少行星架的轴向宽度，起到减少齿轮箱尺寸的作用，从而降低生产成本。

具体的，前箱体的远离上风向轴承的一侧安装有前箱盖，前箱盖与上风向轴承外圈端面紧靠，上风向轴承的内圈端面与行星架紧靠。通过配置前箱盖对行星架内的上风向轴承和下风向轴承的轴承游隙进行调整并预紧处理，能较好地保证上风向轴承和下风向轴承的预紧刚性。

具体的，前箱盖上设有密封件，密封件安装于前箱盖和行星架之间；密封件为迷宫密封。通过设置密封件能够提高行星架的润滑密封性，保证行星架更好地运转。本申请的密封件可为现有技术中常用的轴承密封件，优选为迷宫密封。

具体的，上风向轴承和下风向轴承是不同规格的圆锥滚子轴承。根据轴承承载力，本申请将上风向轴承设置成大型圆锥滚子轴承，以承载多自由度方向载荷，提高安全性和可靠性。下风向轴承采用小型圆锥滚子轴承，降低生产制作成本。

具体的，上风向轴承和下风向轴承同方向配置。这样可使得上风向轴承和下风向轴承的承载能力更好，从而使得行星架的安全性和可靠性更好。

具体的，上风向轴承的内圈与行星架过盈配合，其外圈与前箱体过盈配合；下风向轴承的内圈与中箱体过盈配合，其外圈与行星架过盈配合。这样设置能够较好地防止上风向轴承和下风向轴承发生跑圈及微动磨损，提高上风向轴承和下风向轴承的使用寿命。同时，使得上风向轴承和下风向轴承的支撑刚度更高，更加不会打滑失效，从而使得齿轮箱的安全性和可靠性得到更好的提高。

具体的，前箱体、内齿圈和中箱体采用双头螺栓可拆卸地连接。这使得前箱体、内齿圈和中箱体可拆卸地结构比较简单，并使得三者的拆卸更换维修也比较方便容易。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本申请通过将下风向轴承设置为内置于行星架布置形式，以实现减少齿轮箱的轴向空间，使得齿轮箱结构紧凑，从而减少风电齿轮箱的重量和生产成本。

本申请通过将上风向轴承和下风向轴承同方向顺序的装配于行星架，以实现增大行星架两侧的轴承的跨距，使得上风向轴承和下风向轴承的承载能力更好，以提升上风向轴承和下风向轴承的整体预紧刚性，提高行星架的安全性和可靠性。

本申请通过在行星架设置向内凹陷的装配孔以及在中箱体内侧设置沿轴向向内延伸的装配部，用于安装下风向轴承，可进一步减少行星架的轴向空间。同时在前箱体的左侧设置前箱盖，用于对行星架内的两个轴承游隙进行调整和预紧，保证两个轴承的预紧刚性。

附图说明

图1为现有技术的大型风电齿轮箱行星架轴承布置结构，由于其为对称结构，为简化起见，图1只画出了其上半部分的剖示图。

图2为本实施例的结构示意图，由于本实施例为对称结构，为简化起见，图2只画出了本实施例的上半部分的剖示图。

图中：1、行星架；2、前箱盖；3、上风向轴承；4、前箱体；5、内齿圈；6、中箱体；7、下风向轴承。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，进一步阐述本申请。

本实施例公开了一种大兆瓦风电齿轮箱行星架轴承布置结构，结构如图2所示，包括行星架1、前箱体4、内齿圈5、中箱体6、上风向轴承3和下风向轴承7；前箱体4、内齿圈5和中箱体6由左至右安装并环绕于行星架1，且内齿圈5装配与行星架1上，上风向轴承3装配于行星架1和前箱体4之间，下风向轴承7内置式的装配于中箱体6和行星架1之间；行星架位于中箱体的一侧设有沿轴向向内凹陷的装配孔，中箱体的内部与装配孔相对应的位置设有沿轴向向内延伸的装配部；下风向轴承的外圈安装于装配孔，下风向轴承的内圈安装于装配部。

本实施例的中箱体6上的装配部的轴向宽度与行星架的装配孔的轴向宽度相一致；下风向轴承7的左端面与行星架的装配孔的孔底紧靠，下风向轴承的右端面与中箱体的装配部的右端面紧靠，行星架的装配孔的轴向宽度尺寸与下风向轴承的外圈尺寸相一致。

同时，在前箱体4的左侧安装有前箱盖2，前箱盖的右端面与上风向轴承外圈端面紧靠，上风向轴承的内圈端面与行星架紧靠，前箱盖2上设有迷宫密封，迷宫密封安装于前箱盖和行星架之间。

本实施例的上风向轴承3和下风向轴承7是不同规格的圆锥滚子轴承，且上风向轴承3和下风向轴承7同方向配置。上风向轴承3的内圈与行星架1过盈配合，其外圈与前箱体4过盈配合；下风向轴承7的内圈与中箱体6过盈配合，其外圈与行星架1过盈配合；前箱体4、内齿圈5和中箱体6由左至右依次采用双头螺栓可拆卸地连接。

本实施例的齿轮箱工作原理：风电齿轮箱的行星架右侧的中箱体的下风向轴承采用内置式，左右两侧的轴承的轴向布置空间小于外置式结构，行星架与下风向轴承外圈配合面由外部调整变为内部调整。上风向轴承的外圈端面与前箱盖端面紧靠，轴承内圈端面与行星架端面紧靠；下风向轴承外圈端面与行星架端面紧靠，轴承内圈端面与中箱体端面紧靠，通过前箱盖即可完成两个轴承的轴承游隙进行调整并预紧，能较好的保证两个轴承的预紧刚性。上风向轴承和下风向轴承同方向顺序设置以提高轴承的承载能力，保证安全性和可靠性。

本实施例的风电齿轮箱的行星架轴承内置后，将行星架整体轴承尺寸减下，节省整个齿轮箱的轴向空间，使得整体结构紧凑，减轻风电齿轮箱整体重量和成本，前箱体、内齿圈和中箱体采用双头螺栓可拆卸地连接，便于进行上风向轴承和下风向轴承的拆卸，降低维护难度。

上面结合实施例对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本申请中记载内容后，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本申请的保护范围。