风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱

摘要

本发明涉及风电偏航、变桨齿轮箱技术领域，一种风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱，包括电机外壳、定子、永磁铁及空心转子、摆线部件，其特征在于：(A)转子两侧分别用轴承支承在前端盖与端盖内孔，转子内孔与输入轴外花键滑配，输入轴两端分别用轴承支承在输出轴与端盖内孔；(B)摆线部件包括输入轴上偏心轴承、摆线轮、内摆线齿圈及销轴式输出机构，输出机构由输出轴、柱销、柱套及均载环组成，输出轴轴颈用轴承支承在机座内孔，均载环轴颈外圆用轴承支承在前端盖中心孔。有益效果：承载力高，使用可靠；变桨或偏航为同一结构，简化了机型，成本低；轴向短、结构简单；制造成本约为现有技术的45-55％。

权利要求

1.一种风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱，包括永磁电机外壳(1)、电机定子(8)、永磁铁(7)、电机空心转子(6)及单级摆线减速部件，所述永磁电机外壳(1)前端联接内嵌式前端盖(9)，内嵌式前端盖(9)联接内摆线齿圈(10)，所述内摆线齿圈(10)联接机座(15)，所述的永磁电机外壳(1)后端联接端盖(20)，其特征在于：(A)所述电机空心转子(6)一侧用第一轴承(2)支承在内嵌式前端盖(9)内孔，另一侧用第二轴承(3)支承在端盖(20)内孔，所述电机空心转子(6)内孔与输入轴(5)外花键滑动配合，所述输入轴(5)两端分别用第三、四轴承(17、4)支承在输出轴(14)与端盖(20)内孔；

(B)所述单级摆线减速部件包括装在输入轴(5)轴伸端上的偏心轴承(12)、摆线轮(11)、内摆线齿圈(10)及销轴式输出机构，所述销轴式输出机构由输出轴(14)、柱销(13)、柱套及均载环(18)组成，其中输出轴(14)轴颈用第五轴承(16)支承在机座(15)内孔，均载环(18)轴颈外圆用第六轴承(19)支承在内嵌式前端盖(9)中心孔。

说明书

风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱

技术领域

[0001] 本发明涉及风电偏航、变桨齿轮箱技术领域，一种通过改变频率、极对数和摆线减速比而可分别成为变桨或偏航减速器的风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱。

背景技术

[0002] (一)变桨齿轮 箱：① 南京高速齿 轮公司“风力发 电机变桨齿 轮箱”(ZL200410064931)；②重庆齿轮箱公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200720188097)；③天津减速机公司“用于风力发电的变桨齿轮减速机”(200720125070)；④杭州前进风电公司“风力发电变桨减速齿轮箱”(200920116858)；⑤泰隆集团“风力发电变桨减速装置”(200910034380)。均为三级行星结构，其存在主要问题是：

[0003] (1)现有齿轮箱安全系数较低，如BJJSQ1500A型第三级行星轮：SH＝1.21、SF＝1.37，因而承受疲劳载荷时造成早期点蚀。此外滚齿、热处理及磨齿应力集中点齿根处易出现微细裂纹，因而不具高可靠性；(2)三只行星轮，过载能力不高；(3)轴向尺寸长、结构复杂、价格高；

[0004] (二)偏航齿轮箱：①南京高速齿轮公司“风力发电偏航齿轮箱”ZL200410064930；②重庆齿轮公司“风力发电偏航减速齿轮箱”200620111262；③泰隆集团“风力发电偏航减速装置”200910034525；④银川威力减速机公司“大功率风力发电偏航减速器”20112065216；⑤天津减速机公司“用于风力发电偏航减速机”200820075290；⑥华锐风电科技公司“风力发电偏航减速齿轮箱”(200820014549)(五级)。均为四级行星结构，其存在主要问题是：

[0005] (1)现有齿轮箱安全系数较低，承受疲劳载荷时易早期点蚀。此外滚齿、热处理及磨齿应力集中点齿根处易出现微细裂纹，不具高可靠性；

[0006] (2)仅有三只行星轮，显然过载能力不会太高；

[0007] (3)四级行星减速使轴向尺寸很长、结构很复杂、维修很不便、价格很高。

[0008] 此外还有下列技术：(1)天津减速机公司“用于风力发电偏航减速机”200320111939.2系摆线+二级行星结构，缺点是：效率降低了2个百分点、高速级摆线双支点针销结构，因而过载能力低、可靠性差；(2)重庆大学“一种二级包络…”200920127322.7为摆线+摆线结构，缺点是：效率降低了4个百分点，输出轴两只轴承要比常规大出2-3个型号，价很高；

发明内容

[0009] 本发明目的提供一种通过改变频率、极对数和摆线减速比而可分别成为变桨或偏航减速器的风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱。二者采用同一结构形式，如：(1)永磁电机极对数p＝8、16HZ时n＝120rpm，单级摆线i＝143，则输出n2＝0.84rpm，用于偏航齿轮箱；(2)永磁电机极对数p＝3、30HZ时n＝600rpm，摆线i＝119，则输出n2≈5.04rpm，用于变桨齿轮箱。

[0010] 技术方案

[0011] 技术方案很简单：永磁电机联接内摆线传动件。通过改变频率、极对数和摆线减速比而可分别成为变桨或偏航减速器，一方面大大降低了永磁电机造价，另方面因为摆线价格低、半埋齿摆线永不断齿而具有很大的过载能力、很高的可靠性。用内摆线轮便取代了由针齿壳、针齿及针齿套构成的针轮。其优点：(1)结构简单、另件少；(2)内摆线轮与外摆线轮为纯滚动啮合，因此在输入功率相同情况下，体积降低1个等级。比照普通摆线接触强度计算结果，表明内摆线承载能力可提高1-2倍。

[0012] 有益效果：

[0013] (1)承载能力高，使用性能可靠；

[0014] (2)变桨或偏航减速器为同一结构，简化了机型，因而制造工艺统一、成本低；

[0015] (3)轴向尺寸短、结构简单、机加工工艺性能好；

[0016] (4)制造成本约为现有技术的45-55％。

[0017] 附图说明 图1，本发明实施例结构示意图

[0018] 具体实施方式下面结合附图对本发明详加描述：

[0019] 参照图1.一种风力发电永磁偏航-变桨内摆线减速箱，包括永磁电机外壳1、电机定子8、永磁铁7、电机空心转子6及单级摆线减速部件，所述永磁电机外壳1前端联接内嵌式前端盖9，所述内嵌式前端盖9联接内摆线齿圈10，所述内摆线齿圈10联接机座15，所述永磁电机外壳1后端联接端盖20，其特征在于：

[0020] 所述电机空心转子6一侧用第一轴承2支承在内嵌式前端盖9内孔，另一侧用第二轴承3支承在端盖20内孔，所述电机空心转子6内孔与输入轴5外花键滑动配合，所述输入轴5两端分别用第三、四轴承17、4支承在输出轴14与端盖20内孔；

[0021] 所述单级摆线减速部件包括装在输入轴5轴伸端上的偏心轴承12、摆线轮11、内摆线齿圈10及销轴式输出机构，所述销轴式输出机构由输出轴14、柱销13、柱套及均载环18组成，其中输出轴14轴颈用第五轴承16支承在机座15内孔，均载环18轴颈外圆用第六轴承19支承在内嵌式前端盖9中心孔。