大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机

摘要

本发明公开了一种大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，包括大齿轮箱、大蜗轮、对称设置在大蜗轮左右两侧的两个大蜗杆，每一个大蜗杆上均配合设置有小蜗轮，小蜗轮上均配合设置有小蜗杆，小蜗杆的端部均连接有步进电机，步进电机旋转后依次经由小蜗杆、小蜗轮、大蜗杆、大蜗轮来向外输出功率及力矩，大蜗轮通过轴承安装定位在大齿轮箱内，大蜗轮的两个端面上均设置有法兰输出盘，该法兰输出盘直接用于连接负载。本发明采用无轴式输出的减速机，蜗轮本身既是传动部件，同时又是输出部件，两种功能同时兼备。由于齿轮采用中空设计，法兰式输出方式，极大地减轻了结构的重量和部件的数量，简化了设计，提高了工作的精度与效率。

权利要求

1.大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，该蜗轮减速机包括大齿轮箱、大蜗轮、对称设置在大蜗轮左右两侧的两个大蜗杆，每一个大蜗杆上均配合设置有小蜗轮，小蜗轮上均配合设置有小蜗杆，小蜗杆的端部均连接有步进电机，两个小蜗杆分别带动两个小蜗轮相对反向旋转，两个小蜗轮分别带动两个大蜗杆相对反向旋转，两个大蜗杆分别相对反向旋转带动一个大蜗轮向同一个方向旋转，从而完成功率及力矩的输出，大蜗轮通过轴承安装定位在大齿轮箱内，大蜗轮的两个端面上均设置有法兰输出盘，该法兰输出盘直接用于连接负载。

2.如权利要求1所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述大齿轮箱的左右两侧分别设置有左小蜗轮箱、右小蜗轮箱，两个小蜗轮箱均用于安装所述小蜗轮。

3.如权利要求2所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述左小蜗轮箱、右小蜗轮箱上均设置有小蜗轮防尘盖，该小蜗轮防尘盖作为散热器翅片。

4.如权利要求1所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，两个所述小蜗杆分别由各自连接的所述步进电机带动以相对反向旋转，两个所述小蜗杆分别带动两个所述小蜗轮以相对反向旋转，两个所述小蜗轮分别带动两个所述大蜗杆以相对反向旋转，两个所述大蜗杆带动所述大蜗轮向同一个方向旋转，从而完成功率及力矩的输出。

5.如权利要求1所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述轴承为斜面滚柱轴承。

6.如权利要求1所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述减速机采用油脂润滑或油剂润滑。

7.如权利要求1所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述步进电机上设置有控制单元，该控制单元内设置有控制电路，该控制电路接收由光电传感器接受光线的照射、并感应光线经纬度的照射角度所生成的感应信号，控制电路接受感应信号并加以处理后，分两路输出到两台步进电机上，驱动步进电机旋转。

8.如权利要求7所述的大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，其特征在于，所述减速机为立式减速机。

说明书

大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机。

背景技术

[0002] 蜗轮减速机是一种常用的机械减速机构，它有减速比大、运行平稳、可以自锁、输出力矩大的特点，被广泛的使用在各种机械设备之中，取得了良好的效果。但是由于光热发电的特殊性，对跟踪系统的精度要求很高，需要更大的传动比和力矩的输出，以及复杂精确的控制系统的使用及安装，市场上普通的减速器已经不能满足这些使用要求了。因此目前光热发电跟踪基本上都采用液压传动方式，结构复杂，体积庞大，附属设备较多，由于工作在高压状态，对管路的材料和连接方式要求很高，跑冒滴漏现象时有发生，安全防火压力很大，高压油泵需要定期保养并且故障率较高，维护困难，维修工作量大，为了克服液压传动的这些缺点，迫切需要开发一种专门针对光热发电跟踪传动使用的集成化、大功率、大减速比、大力矩输出、高精度、双电机双蜗杆驱动及双轴输出的蜗轮减速器，来满足未来光热发电市场对蜗轮减速机的需求。

发明内容

[0003] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种专门针对光热发电专用的大功率、高精度的光热发电跟踪专用蜗轮减速机。

[0004] 为实现上述目的，本发明大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，包括大齿轮箱、大蜗轮、对称设置在大蜗轮左右两侧的两个大蜗杆，每一个大蜗杆上均配合设置有小蜗轮，小蜗轮上均配合设置有小蜗杆，小蜗杆的端部均连接有步进电机，步进电机旋转后依次经由小蜗杆、小蜗轮、大蜗杆、大蜗轮用来向外输出功率及力矩，大蜗轮通过轴承安装定位在大齿轮箱内，大蜗轮的两个端面上均设置有法兰输出盘，该法兰输出盘直接用于连接负载。

[0005] 进一步，所述大齿轮箱的左右两侧分别设置有左小蜗轮箱、右小蜗轮箱，两个小蜗轮箱均用于安装所述小蜗轮。

[0006] 进一步，所述左小蜗轮箱、右小蜗轮箱上均设置有小蜗轮防尘盖，该小蜗轮防尘盖作为散热器翅片。

[0007] 进一步，两个所述小蜗杆分别由各自连接的所述步进电机带动以相对反向旋转，两个所述小蜗杆分别带动两个所述小蜗轮以相对反向旋转，两个所述小蜗轮分别带动两个所述大蜗杆以相对反向旋转，两个所述大蜗杆带动所述大蜗轮向同一个方向旋转，从而完成功率及力矩的输出。

[0008] 进一步，所述轴承为斜面滚柱轴承。

[0009] 进一步，所述减速机采用油脂润滑或油剂润滑

[0010] 进一步，所述步进电机上设置有控制单元，该控制单元内设置有控制电路，该控制电路接收由光电传感器接受光线的照射、并感应光线经纬度的照射角度所生成的感应信号，控制电路接受感应信号并加以处理后，分两路输出到两台步进电机上，驱动步进电机旋转。

[0011] 进一步，所述减速机为立式减速机。

[0012] 本发明采用无轴式输出的减速机，蜗轮本身既是传动部件，同时又是输出部件，两种功能同时兼备。由于齿轮采用中空设计，法兰式输出方式，极大地减轻了结构的重量和部件的数量，简化了设计，提高了工作的精度与可靠性以及效率。

附图说明

[0013] 图1为本发明主视图；

[0014] 图2为本发明俯视图；

[0015] 图3为本发明左视图；

[0016] 图4为图1中A－A向剖视图；

[0017] 图5为图1中B－B向剖视图；

[0018] 图6为图1中C－C向剖视图。

具体实施方式

[0019] 如图1至图6所示，本发明大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机，包括以下零部件：

[0020] 1、大齿轮箱1：减速机的主受力部件，同时作为所有一二级蜗轮传动部件的固定机架。

[0021] 2、右小蜗轮箱2：减速机右侧第一级传动的固定箱体。其上安装有小蜗轮与小蜗杆机构，小蜗轮防尘盖，小蜗轮防尘盖密封垫。

[0022] 3、左小蜗轮箱3：功能同右小蜗轮箱2。

[0023] 4、大蜗轮111：减速机的主传动部件及力矩输出部件，是减速机最重要的部件之一。它与大蜗杆112配合实现旋转与力矩输出，并与大蜗轮轴承端盖113及轴承配合实现轴向和径向的定位。

[0024] 5、大蜗杆112：减速机的主传动部件，带动大蜗轮111旋转实现力矩的输出与传递。其上端轴头安装小蜗轮及轴承，下端安装有大蜗杆下端盖和大蜗杆下固定端盖和密封垫。

[0025] 6、大蜗轮轴承端盖113：减速机的主受力部件，并与大蜗轮111及轴承配合实现大蜗轮的轴向和径向的定位。同时作为大蜗轮密封圈116，大蜗轮密封垫的安装支架。

[0026] 7、大蜗轮轴承114：用来在大蜗轮轴承端盖113与大蜗轮111之间做滚动轴承用，承受大蜗轮111产生的轴向及径向力并对大蜗轮111起定位的作用。

[0027] 8、大蜗轮轴承支架115：用来支撑滚子和间隔滚子的距离。

[0028] 9、大蜗轮密封圈116：用来固定安装保护大蜗轮密封垫117，安装固定在大齿轮箱1上。

[0029] 10、大蜗轮密封垫117：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在大齿轮箱1上和大蜗轮111的输出法兰上，并被大蜗轮密封圈116固定。

[0030] 11、大蜗轮轴承端盖密封垫118：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在大齿轮箱1上并被大蜗轮轴承端盖113固定。

[0031] 12、大蜗杆下端盖119：为大蜗杆112提供的下固定支点。其上安装有大蜗杆轴承121及大蜗杆下端盖和密封垫120。

[0032] 13、大蜗杆下端盖密封垫120：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在大齿轮箱1上并被大蜗杆下端盖119固定。

[0033] 14、大蜗杆轴承121：承受大蜗杆112的轴向分力并旋转。安装在大蜗杆112的轴头上被并大蜗杆下端盖119固定。

[0034] 15、大蜗杆连接键122：起到大蜗杆112与小蜗轮210之间的连接作用。

[0035] 16、换油脂盖123：起到更换润滑油脂的作用。安装在大齿轮箱1上。

[0036] 17、油脂盖密封垫124：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在箱体上并被油脂盖固定。

[0037] 18、小蜗轮210：变速器的一级传动蜗轮，与大蜗杆112连接旋转带动大蜗轮111旋转。安装在大蜗杆上。

[0038] 19、小蜗杆211：变速器的一级传动蜗杆，带动小蜗轮210转动，安装在左右小蜗轮箱体内，另一端与步进电机的输出轴连接。

[0039] 20、小蜗杆大端盖212：为小蜗杆一端的固定点，承受小蜗杆的轴向分力，并为步进电机提供安装平面。固定在左右小蜗轮箱体上。

[0040] 21、小蜗杆小端盖213：为小蜗杆一端的固定点，承受小蜗杆的轴向分力，固定在左右小蜗轮箱体上。

[0041] 22、小蜗杆大端盖密封垫214：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在左右小蜗轮箱体上并被小蜗杆大端盖212固定。

[0042] 23、小蜗杆小端盖密封垫215：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在左右小蜗轮箱体上并被小蜗杆小端盖213固定。

[0043] 24、小蜗杆轴承216：承受小蜗杆的轴向分力并旋转。安装在小蜗杆211的轴头上并被大小蜗杆端盖固定。

[0044] 25、小蜗轮固定垫片217：将小蜗轮压紧在大蜗杆的轴头上并固定。

[0045] 26、小蜗轮防尘盖218：起防尘密封的作用，上有加强筋起提高强度的作用，同时兼做散热器翅片使用，安装在左右小蜗轮箱体上。

[0046] 27、小蜗轮防尘盖密封垫219：起密封的作用，防止灰尘进入减速器箱体内部，使润滑油脂不被灰尘侵蚀。安装在左右小蜗轮箱体上并被小蜗轮防尘盖固定。

[0047] 28、A型圆形油标310：当箱体内填充液态润滑油时，起液面高度的显示作用。

[0048] 29、内六角螺塞(注油孔用）311：起到液态润滑油添加口的密封作用，安装在箱体上。安装在箱体最下端的螺塞起到排除油污的作用。

[0049] 30、大蜗轮轴承端盖固定螺丝1100：起固定作用。

[0050] 31、大蜗轮密封圈固定螺丝1200：起固定作用。

[0051] 32、大蜗杆下端盖固定螺丝1300：起固定作用。

[0052] 33、油脂盖固定螺丝1400：起固定作用。

[0053] 34、小蜗轮固定垫片螺丝2100：起固定作用。

[0054] 35、左右小齿轮箱固定螺丝2200：起固定作用。

[0055] 36、大小蜗杆端盖固定螺丝2300：起固定作用。

[0056] 37、左右小蜗轮箱防尘盖螺丝2400起固定作用。

[0057] 具体工作原理：

[0058] 当太阳光照射到光电传感器上时，光电传感器接受光线的照射，感应光线经纬度的照射角度，并向控制电路输出感应信号。控制电路接受感应信号并加以处理后，分两路输出到两台步进电机上，驱动步进电机旋转。两台步进电机一台向左转，一台向右转，从而带动两个小蜗杆211相对反向旋转。

[0059] 两个小蜗杆211分别带动两个小蜗轮210相对反向旋转，两个小蜗轮分别带动两个大蜗杆112相对反向旋转。

[0060] 两个大蜗杆112分别相对反向旋转带动一个大蜗轮111向同一个方向旋转，从而完成功率及力矩的输出。

[0061] 当大蜗轮111左右旋转时，会同时产生轴向力与径向力，安装在主传动蜗轮111与蜗轮轴承端盖113之间的一对斜面滚子轴承，将力分解，并传递到机架上，保证减速机在正常高精度的状况下工作运行。

[0062] 可根据具体使用的地理位置确定润滑方式，既可以是油脂润滑，也可以是油剂润滑。本减速器结构设计同时按两种润滑方式考虑。

[0063] 本发明大功率光热发电跟踪专用蜗轮减速机的优点如下：

[0064] 1. 集成度较高

[0065] 所有零件均按结构要求设计，在结构上一个零件起到多种功能的作用，减少了零件的数量，减轻了结构的重量，体积相对较小。

[0066] 2. 双蜗杆减速机构

[0067] 采用集成式双蜗杆减速机构设计，减速比大，可获得3000倍以上的传动比。由于采用双蜗杆设计，在传动的过程当中，齿轮啮合间隙很小，可以保证0.1度跟踪精度。

[0068] 3. 大功率大扭矩输出

[0069] 蜗杆采用圆弧面结构设计，比普通蜗杆的强度提供一倍以上，由于采用双蜗杆传动，其整体强度比普通单蜗杆传动提高了四倍，实现大功率大扭矩输出。

[0070] 4. 无轴式输出

[0071] 本发明蜗轮减速机是一种采用无轴式输出的减速机，蜗轮本身既是传动部件，同时又是输出部件，两种功能同时兼备。大蜗轮111的两个端面上均设置有法兰输出盘125，法兰输出盘125直接用于连接负载。由于齿轮采用中空设计，法兰式输出方式，极大地减轻了结构的重量和部件的数量，简化了设计，提高了工作的精度与效率。

[0072] 5. 承受双向受力

[0073] 由于采用无轴式设计的方式，故没有输出轴支撑轴承的存在，本机构采用改变轴承支撑点的方式加以解决，在主传动蜗轮与蜗轮轴承端盖之间安装了一对斜面滚子轴承，巧妙地解决了蜗轮旋转的支撑点问题，使蜗轮同时既可以承受轴向受力也可以承受径向受力，极大地减轻了结构的重量和部件的数量，简化了设计，提高了工作的精度与效率。

[0074] 目前市场上已有的光伏发电用蜗轮减速机都是卧式结构设计，适用于立轴旋转跟踪，且为单面输出，受力在齿轮的一侧。本发明蜗轮减速机为立式减速机，与现有设计的结构形式有所不同，蜗轮减速机更适用于光热发电的集热镜场系统的跟踪，其规模及强度要求远非光伏跟踪所能比拟。且为双面输出，受力更加合理。更符合光热发电的使用要求。