[发明专利]包括行星齿轮系统的风轮机

说明书

本发明涉及一种包括齿轮箱的风轮发电机，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统包括托架组件，其中所述托架组件包括支撑至少一个行星齿轮的托架，所述至少一个行星齿轮借助轴承能旋转地安装在轴上，其中所述轴固定在由所述托架限定的孔中。所述托架组件包括互锁装置以避免所述轴相对于所述孔的有角度移动。这提高了所述轴与所述托架的所述孔之间的联接的稳健性。

技术领域

本发明涉及包括行星齿轮系统的风轮发电机，并且更特别地，涉及用于行星齿轮系统的托架组件，在此托架组件中，至少一个行星齿轮可旋转地安装至位于固定轴上的托架。

背景技术

风轮机通常包括具有被风驱动的大叶片的转子。叶片将风的动能转换成旋转机械能。此机械能通常驱动一个或者多个发电机以产生电力。因此，风轮机包括电力传输系统以将旋转机械能加工并转换成电能。

常常需要将风轮机转子的旋转速度增大至发电机所需的速度。这由位于风轮机转子与发电机之间的齿轮箱实现。因此，齿轮箱形成电力传输系统的一部分并且将来自风轮机转子的低速、高转矩输入转换成用于发电机的低转矩、高速输出。

齿轮箱通常包括一个或者多个行星齿轮系统，这些行星齿轮系统也被称作“周转”齿轮系统，并且这两个术语被认为是同义词。

如公知的，行星齿轮系统包括齿圈、太阳齿轮以及托架组件，此托架组件包括多个可旋转地安装至托架的行星齿轮。在行星齿轮系统的一个一般构造中，各个行星齿轮可旋转地安装至固定轴或者销，固定轴或者销自身被接纳在限定于托架中的孔中。轴承插设在行星齿轮与轴之间并且允许行星齿轮的顺畅旋转。重要的是，轴不在其孔中旋转，从而轴通常借助螺纹接合或者借助过盈配合固定在孔中。组装之前，可由轴与孔的差异热负载实现过盈配合。使用中经受高负载的行星齿轮系统中公知轴与孔之间的这两种类型的联接技术。例如，行星齿轮系统或者行星齿轮“组”常用在大型电站级风轮发电机的齿轮箱中，由于行星齿轮系统相对的紧致性以及对于由风轮发电机的转子产生的高转矩负载的适合性而特别作为多级齿轮箱中的第一级。

然而，高负载与由风轮发电机转矩并且由行星齿轮中观察到的振动特性引起的动态挠曲相结合可能造成与行星齿轮的轴与接纳这些轴的孔之间的联接有关的问题。例如，在借助螺栓固定在孔中的轴的情况下，螺栓容易遭受由高转矩负载与动态挠曲产生的剪力之害。这可能导致螺栓失效并且也导致对行星齿轮的继发性损害。另选地，在轴通过过盈配合接合在孔中的情况下，转矩负载可能导致轴在孔中有角度地移动，这可导致轴以及/或者孔的严重磨损或者摩擦磨蚀。

以此为背景设计了本发明。

发明内容

在一方面中，本发明的实施方式提供了一种包括齿轮箱的风轮发电机，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统包括托架组件，其中所述托架组件包括支撑至少一个行星齿轮的托架，所述至少一个行星齿轮借助轴承能旋转地安装在轴上，其中所述轴固定在由托架限定的孔中；并且其中托架组件包括互锁装置以防止轴相对于孔的有角度移动。

通过将轴互锁至托架的孔，防止轴在孔内有角度地移动从而避免过度磨损以及过早失效。

在一个实施方式中，互锁装置包括互锁元件，此互锁元件在分别由托架以及轴限定的相邻表面的一部分上延伸，并且其中，在一个实施方式中，所述互锁元件被接纳在互补成形的凹口中，该凹口由被托架以及轴限定的相邻表面的所述一部分限定。

在另一实施方式中，互锁元件可以安装至托架，其中互锁元件限定接合特征，此接合特征与由轴限定的互补特征互锁。互锁元件可以采取多种形式，但是在一个实施方式中，互锁元件在托架的一部分以及轴的一部分上延伸使得互锁元件将这两个部件有效锁定在一起以防止轴与孔之间的相对移动。互锁元件可以安装至托架，但是互锁元件也可以安装至轴。当安装至托架时，互锁元件的接合特征是其与轴重叠的重叠部分，其中轴的互补特征是限定在轴的端面中的凹口，此凹口匹配互锁元件的重叠部分。