[发明专利]高速齿轮联接器

说明书

相关申请

本申请要求2009年10月2日提交的美国专利申请No.12/588,085的优先权，该申请的内容以参引的方式结合入本申请中。

技术领域

本发明涉及用于将旋转的原动机和减速器互相连接的设备。更具体地，本发明涉及用于将例如燃气轮机的高速驱动装置和用于传输功率的齿轮式减速器互相连接的设备。

背景技术

将例如燃气轮机的高速驱动装置与减速器互相连接的困难包括：驱动装置的轴线与减速器的高速输入部的轴线之间的侧向和/或角向未对准(偏差)的可能性。如果所述未对准/偏差被柔性部件吸收，则所述未对准/偏差可导致互相连接的设备由于疲劳而不适当地磨损并且可能失效。还可能发生原动机和/或减速器的可能的磨损或其它损坏。

用于将高速驱动装置和减速器互相连接的常规设备包括一个或多个在其外周边处结合、而各内周边通常通过一个或多个轴连接到驱动装置和减速器的较薄、柔性的环状盘。由Vioth制造的“Twin Tor”联接器是这种常规联接设备的一个示例。此类常规联接设备的缺点包括由于在高峰值负载下的较低安全裕度和对临界(共振)频率激励的敏感性而引起的柔性盘的灾难性疲劳失效的可能性。

发明内容

本发明的一方面包括一种用于将高速驱动装置与减速器互相连接的设备。该设备包括限定纵向轴线并具有相对的第一端和第二端的长形齿轮轴以及用于将该齿轮轴的第一端操作地连接到减速器的装置。该设备还包括在齿轮轴的第二端处定位在驱动装置上的齿轮联接器，该齿轮联接器轴对称并包括径向朝内和径向朝外的花键组。花键组互相啮合并提供1∶1的传动比。该齿轮联接器还包括用于连接到驱动装置的装置。

本发明的另一方面包括用于发电的设备。该发电设备包括具有驱动轴的燃气涡轮发动机、具有高速输入部的减速齿轮箱和将驱动轴与高速输入部互相连接的联接设备。该联接设备具有限定纵向轴线并具有相对的第一端和第二端的长形齿轮轴、定位在齿轮轴的第一端并操作地连接到减速齿轮箱的高速输入部的太阳齿轮、和与燃气轮机驱动轴相邻地定位在齿轮轴的第二端的齿轮联接器。该齿轮联接器包括径向朝内和径向朝外的互相啮合的花键组并且具有1∶1的传动比。该齿轮联接器还包括与燃气轮机驱动轴互相连接的凸缘组件。径向朝内的花键与凸缘组件相联并且径向朝外的花键与齿轮轴相联。

本发明另外的方面将部分地在下文的描述中陈述，且部分地将从描述变得显而易见，或者可通过实施本发明而获知。本发明的目的和优点将借助于特别是在所附权利要求书中指出的元件和组合而实现和达到。

应理解，前文的总体描述和下文的详细描述只是示例性和说明性的，且并非对要求保护的发明的限制。

结合在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是燃气轮机发电机的一部分的截面关系图，该燃气轮机发电机使用根据本发明的联接设备来使燃气轮机和减速器互相连接；

图2是图1的联接设备的等距视图；

图3是图2所示的联接设备沿AA线的端视图；

图4A是图2所示的联接设备沿AD的局部纵向截面图；

图4B是图4A的细节的截面图；

图4C是图4B的细节的截面图；和

图4D是图4B的细节沿AC的端部截面图。

具体实施方式

图1描绘了一总体通过标号10表示的旋转设备，其用于将高速驱动装置与减速器互相连接。在所描绘的实施例中，该高速驱动装置是具有输出轴或驱动轴14和外壳16的燃气涡轮发动机12。图1中描绘的减速器18包括行星齿轮系20、齿轮式高速输入连接部22和减速器外壳24。在所描绘的设备中，涡轮驱动轴14的所产生的速度可介于约15000RPM与40000RPM之间，并且传输到齿轮联接器10的功率可介于约500KW与3000KW之间。如图所示，驱动装置外壳16和减速器外壳24可在接合部26处连接以组成发电机组28。可分离的接合部26还提供对联接设备10的访问以便进行组装、维修等。

根据本发明，该联接设备包括一限定纵向轴线并具有相对的轴向端部的长形齿轮轴。如文中体现的，且首先参考图1和2，联接设备10包括具有纵向轴线32和相对的轴向端34、36的长形齿轮轴30。齿轮轴30可以是中空(如所描绘的)或实心的。齿轮轴30的长度可取决于具体应用。适合齿轮轴30的材料包括高强度钢，比如表面硬化或渗氮钢。