[发明专利]用于风力涡轮齿轮箱的增材制造的轴颈轴承

说明书

一种用于制造风力涡轮中的变速箱的齿轮组件的方法，包括提供齿轮组件的销轴。该方法还包括经由由计算机数控（CNC）装置驱动的增材制造过程将材料沉积到齿轮组件的销轴的外表面上，以形成周向地围绕并粘附至销轴的轴承。此外，该方法包括周向地围绕轴承提供齿轮以形成齿轮组件。

技术领域

本公开总体上涉及风力涡轮，并且更具体地涉及一种用于风力涡轮变速箱的轴颈轴承，其至少部分地经由增材制造构成。

背景技术

总体上，风力涡轮包括塔架、安装在塔架上的机舱，以及联接到机舱的转子。转子大体包括可旋转的毂和联接到毂并从毂向外延伸的多个转子叶片。各个转子叶片可围绕毂间隔开，以便于使转子旋转，以使动能能够转换成可用的机械能，然后可将其传递到设置在机舱内的发电机以产生电能。通常，变速箱用于响应于转子的旋转来驱动发电机。例如，变速箱可构造成将由转子提供的低速高转矩输入转换成可驱动发电机的高速低转矩输出。

变速箱大体包括变速箱壳体，该变速箱壳体包含经由一个或多个行星托架和轴承连接的多个齿轮（例如，行星齿轮、环形齿轮和/或太阳齿轮，以及非行星齿轮），以用于将转子轴的低速高转矩输入转换为发电机的高速低转矩输出。另外，各个齿轮围绕布置在一个或多个行星托架内的销轴旋转。此外，轴颈轴承大体上围绕各个销轴定位在相应销轴和旋转齿轮之间。另外，大体上在轴颈轴承和旋转齿轮之间提供润滑。

常规的轴颈轴承通常通过将一种或多种原料形成为圆柱形状来制造，该圆柱形状可通过过盈配合以及螺栓连接的组件安装到相应的销轴上。因而，轴颈轴承用作由静止销轴和旋转齿轮之间的润滑产生的流体动力膜之间的对接部。因此，可优化轴颈轴承的原料以用于负载承载能力、柔顺性和/或耐磨性、耐划痕性、抗咬合性等。然而，常规的变速箱轴颈轴承可需要过多的机械加工和组装步骤。另外，常规的轴颈轴承也可需要附加的材料来抵抗由与销轴的过盈配合产生的应力。

因此，在本领域中将欢迎具有用于解决上述问题的一个或多个轴颈轴承的用于风力涡轮的变速箱组件。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述清楚，或可通过实施本发明学习到。

一方面，本公开涉及一种用于制造风力涡轮中的变速箱的齿轮组件的方法。该方法包括提供齿轮组件的销轴。该方法还包括经由由计算机数控（CNC）装置驱动的增材制造过程将材料沉积到齿轮组件的销轴的外表面上，以形成周向地围绕并粘附至销轴的轴承。此外，该方法包括周向地围绕轴承提供齿轮以形成齿轮组件。

在一个实施例中，经由由CNC装置驱动的增材制造过程将材料沉积到齿轮组件的销轴上的步骤可包括经由增材制造过程在齿轮组件的销轴上逐层堆积材料。在特定实施例中，增材制造过程可包括例如金属线转移、电子束熔化、惯性焊接、粉末喷嘴激光沉积、定向能量沉积、粘合剂喷射、材料喷射、激光熔覆、冷喷涂沉积、定向能量沉积、粉末床熔融、材料挤压、直接金属激光烧结、直接金属激光熔化、冷金属转移、金属惰性气体（MIG）焊接、钨惰性气体（TIG）焊接、桶光聚合或任何其它合适的增材制造过程。

在另一个实施例中，该方法可包括例如经由能量源将热量施加到轴承的外表面。

在其它实施例中，该方法可包括经由增材制造过程将至少一个附加特征形成到轴承的外表面、轴承的截面、销轴的外表面、齿轮的截面、齿轮的端面和/或齿轮的内表面中的至少一个中。更确切地说，在某些实施例中，附加特征可包括油路径、一个或多个肋、一个或多个结构支承件、对准特征、冷却通道、检查路径、信号布线路径、间隔物、传感器凹部或可经由增材制造形成的任何其它特征。例如，在一个实施例中，该方法可包括将油路径形成为具有到轴承的外表面中的螺旋形状。在另一实施例中，该方法还可包括形成多个附加特征，其中多个附加特征中的至少一个具有比其余附加特征更大的厚度。