專利名稱：用于潤滑軸承的油歧管的制作方法
用于潤滑軸承的油歧管
背景技術：
本發(fā)明大體涉及軸承，且更具體而言涉及承受變化的軸向載荷和徑向載荷的軸承的潤滑。滾動元件軸承的潤滑通常在軸承的載荷區(qū)中需要單個油射流。這個油流對于這種 軸承遇到的大多數操作條件來說是足夠的。但是，在一些情況下，諸如用于風力渦輪的大型 齒輪箱，需要一個或多個滾動元件軸承來在短時間段中持續(xù)承擔軸向推力。單個油射流對 于此運行條件來說是不夠的。在此條件下，必須跨越軸承的整個直徑將潤滑油均勻地引導 到滾子端。已知的是使用多個油管和噴嘴來提供這種潤滑，但是這會增加零件數，且會在多 個連接處產生潛在泄漏點。還已知的是修改結構構件來包括用于軸承的供油通道。但是， 這會使制造復雜且增加成本，并且會將構件置于由于制造誤差而破碎的風險下。發(fā)明簡要概述本發(fā)明解決了現有技術的這些和其它缺點，本發(fā)明提供了一種附連到承載著一個 或多個軸承的板狀結構部件上的環(huán)形歧管，使得板部件和歧管協(xié)作地限定環(huán)形油溝。多個 通道形成于歧管中，該多個通道與結構部件協(xié)作，以限定與軸承和油溝中的至少一個流體 連通的多個沿軸向引導的通路。通道在歧管的周邊周圍隔開，例如，通道可在周邊周圍基本 均勻地隔開，以便即使是在迅速變化的載荷條件下也促進對軸承的均勻供油。根據本發(fā)明的一個方面，一種用于齒輪箱的軸承供油組件包括(a)具有相對的 第一側和第二側的板部件，該板部件具有形成于第一側中的第一孔口，該第一孔口適于接 收第一軸承；(b)環(huán)形歧管，其附連到板部件上，使得板部件和該歧管協(xié)作地限定環(huán)形油 溝；以及(c)形成于歧管中的多個通道，該通道與板部件協(xié)作，以限定與第一孔口和油溝流 體連通的多個沿軸向引導的通路。通道在歧管的周邊周圍隔開，例如基本均勻地隔開。根據本發(fā)明的另一個方面，一種用于齒輪箱的供油組件包括(a)殼體；(b)具有 相對的第一側和第二側的、設置在殼體中的中間板，該中間板具有形成于第一側中的第一 孔口 ；(C)接收在第一孔口中的第一軸承；(d)環(huán)形歧管，其與第一軸承相對而附連到中間 板上，使得中間板和歧管協(xié)作地限定環(huán)形油溝；以及(e)形成于歧管中的多個通道，這些通 道與中間板協(xié)作，以限定與第一孔口和油溝流體連通的多個沿軸向引導的通路。通道在歧 管的周邊周圍隔開，例如基本均勻地隔開。附圖簡述通過參照結合附形得到的以下描述，可最好地理解本發(fā)明，其中

圖1是包括根據本發(fā)明的一個方面構造的油歧管的風力渦輪的局部截面?zhèn)纫晥D；圖2是圖1的風力渦輪的齒輪箱的透視圖；圖3是圖2的齒輪箱的另一個透視圖；圖4是圖2的齒輪箱的截面圖；圖5是圖4的齒輪箱的一部分的截面透視圖，該圖顯示了根據本發(fā)明構造的油歧 管；圖6是從相對于風力渦輪的順風方向看到的圖4的齒輪箱的中間板的透視圖7是從相對于風力渦輪的逆風方向看到的圖6的中間板的透視圖；圖8是圖5所示的油歧管的頂部俯視圖；圖9是圖7的油歧管的截面圖；以及圖10是附連有歧管的中間板的一部分的截面圖，該圖顯示了其油流徑。發(fā)明詳細描述參照附圖，其中，相同參考標號在所有各圖中表示相同元件，圖1描繪了包括安裝在塔架14的上端上的機艙12的風力渦輪10。塔架14通過基座16錨定到地面上。具有葉 片20的轉子18安裝在機艙12的一端上。轉子軸22將轉子18聯(lián)接到齒輪箱24上，齒輪 箱24繼而聯(lián)接到發(fā)電機(或交流發(fā)電機)26上。圖2-4所示的齒輪箱24是封閉在殼體28內的多級行星單元。齒輪系包括托架 30，該托架聯(lián)接到轉子軸22上，且在逆風托架軸承34和順風托架軸承36中安裝到殼體28 上。注意，本文所用的術語“順風”和“逆風”指的是相對于在操作期間預期通過風力渦輪 10的風流的方向。僅僅是為了便于描述而使用這些位置術語；本文描述的實際構件不需要 具有相對于氣流的任何特定定向。在所示實例中，順風托架軸承36是具有內圈38、外圈40 和多個滾子42 (在圖5中最佳地看到)的圓柱滾子軸承，且順風托架軸承36構造成以便經 受軸向載荷以及徑向載荷。多個行星齒輪44與托架30—起旋轉。各個行星齒輪44包括 接合固定的環(huán)形齒輪50的主嚙合件48和接合太陽齒輪46的輔嚙合件52，太陽齒輪46聯(lián) 接到中心軸54上。中心軸54通過花鍵聯(lián)接到高速齒輪56上，高速齒輪56在高速齒輪軸 承58中運轉。在所示實例中，高速齒輪軸承58是具有內圈60、外圈62和多個滾子64 (在 圖5中最佳地看到)的圓柱滾子軸承，且高速齒輪軸承58構造成以便經受軸向載荷和徑向 載荷。高速齒輪56接合高速小齒輪66，高速小齒輪66繼而聯(lián)接到小齒輪軸68上。小齒輪 軸68聯(lián)接到發(fā)電機26上，且聯(lián)接到液壓促動式停機制動器(未顯示)上。在殼體28內的是稱為“中間板”或板部件70的固定的板狀部件，在圖5-7中更加 詳細地示出。中間板70具有相對的逆風側72和順風側74、接收順風托架軸承36的外圈40 的逆風孔口 76，以及接收高速齒輪軸承58的外圈62的順風孔口 78。雖然沒有在圖5中顯 示，但是托架30接收在順風托架軸承36的內圈38中，而高速齒輪56則接收在高速齒輪軸 承58的內圈60中。中間板70包括沿徑向延伸的凸緣80，凸緣80具有逆風面82、相對的 順風面84以及橫跨在逆風面82和順風面84之間的內面86。逆風面82連結逆風孔口 76， 而順風面84連結順風孔口 78。齒輪箱24是濕槽式設計，其中用于潤滑和冷卻的油由電動泵88 (見圖2)循環(huán)，且 以傳統(tǒng)方式被供應到殼體28內的各種齒輪、軸、軸承等。在操作中，齒輪箱24將來自轉子18的相對高的扭矩、低速(例如約18RPM)旋轉 輸入轉換成適用于發(fā)電機26的操作的較高速(例如約1440RPM)、較低扭矩輸出。因為齒輪 箱24中的若干齒輪嚙合件是斜的，而非正的，所以當它們經歷相對于彼此的角加速或角減 速時，基本軸向的載荷布置在內部的齒輪上。當轉子18經受緊急停止時，會出現一個特定的高載荷條件。在這種情況下，響應 于預定的操作極限，液壓停機制動器突然對小齒輪軸68施加強大的夾緊力，從而迅速停止 其旋轉。從風中吸收能量的轉子18仍然對托架30施加大的扭矩。因為斜的齒輪輪廓，非 常大的推力沿“逆風”方向(例如朝向轉子18)施加到高速齒輪56上。例如，在額定為約1500kW功率輸出的已知類型的風力渦輪10中，推力載荷可在約IlOkN(25，OOOlbf)至約 130kN(30, OOOlbf)的范圍中。在這種情況下，高速齒輪軸承58上的推力載荷的增大幾乎是 瞬時的。在這些條件下，不能通過單個油通道對高速齒輪軸承58可靠地提供潤滑。因此， 使用附連到中間板70上的歧管90將油供應到高速齒輪軸承58。 圖8和9更加詳細地示出了歧管90。歧管90具有大體環(huán)形的環(huán)部分92，大體環(huán) 形的環(huán)部分92具有內邊緣94和外邊緣96。內緣98從內邊緣94的周邊沿順風方向沿軸 向延伸，以限定中心開口 100，且與環(huán)部分92協(xié)作，以限定L形截面。外緣102從環(huán)部分92 的外邊緣96沿順風方向沿軸向延伸。方形斷面地帶104形成于內緣98和環(huán)部分92的交 接部處。通過歧管90的環(huán)部分92、鄰近且部分通過外緣102形成一個或多個輸送孔106。 如圖8的詳細視圖“A”所示，多個沿軸向延伸的供油槽口或其它通道108形成于內緣98中。 在所顯示的具體實例中，八個供油槽口 108在歧管90的周邊周圍隔開，但是確切的數目并 不關鍵。各個供油槽口 108穿過地帶104和內緣98的徑向外表面。在另一個實施例中，供 油槽口或通道108在歧管90的周邊周圍基本均勻地隔開(表示連續(xù)的槽口之間的間隔的 差異不多于士 10% )，有利地便于如以下更詳細地闡述的那樣來提供更均勻的油分配。如圖6和7所示，歧管90安裝到中間板70的上游側72上，且接收在逆風孔口 76 中。在所示實例中，螺栓Iio延伸穿過中間板70，且擰入歧管90中的安裝孔112中，以將歧 管90夾到中間板70上。可代替螺栓110使用其它類型的緊固件、粘合劑或結合技術(例如 釬焊或焊接)。當組裝到中間板70上時，外緣102靠著逆風孔口 76和凸緣80的逆風面82 密封，而內緣98靠著凸緣80的內面86密封。組裝起來的中間板70和歧管90限定360° 的環(huán)形油溝114?，F在將參照圖5來對歧管90的操作進行闡述。在操作中，加壓油供應到油入口 116，油入口 116穿過中間板70且與油溝114連通。油沿徑向在周圍流動，以填充油溝114。 一些油沿逆風方向流過輸送孔106，以供應順風托架軸承36。從順風托架軸承36起，油排到 殼體28中的低點，且然后被再循環(huán)。油還從油溝114徑向向內地流到供油槽口 108中，然 后沿順風方向軸向地流過供油槽口 108，且在高速齒輪軸承58的周邊周圍的若干個位置處 基本直接在高速齒輪軸承58的滾子64處排出。圖10中的箭頭“B”處顯示了此流動通路。 從高速齒輪軸承58起，油排到殼體28中的低點，且然后被再循環(huán)。此布置對均勻地跨越高 速齒輪軸承58的整個直徑的滾子端提供潤滑油。這確保了加壓油流可保持不落后于迅速 施加的載荷。本文描述的單歧管結構將潤滑油同時供應到兩個單獨的軸或其它旋轉部件， 例如以不同的速度旋轉的高速齒輪軸承58和順風托架軸承36。而且，重要的是不需要為了 提供這種油流而在相對大型和昂貴的中間板70中形成小的或復雜的機加工的特征(孔、槽 口等)。這顯著地降低了中間板70的成本，且降低了由于生產誤差而使中間板70破碎的風 險。上文已經描述了用于齒輪箱的油歧管。雖然已經對本發(fā)明的具體實施例進行了描 述，但將對本領域技術人員顯而易見的是，可在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本 發(fā)明進行各種修改。因此，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例以及實踐本發(fā)明的最佳模式的前述描述 僅是出于說明目的而提供的，而不是為了限制的目的。本發(fā)明由權利要求書限定。
權利要求
一種用于齒輪箱的供油組件，包括(a)具有相對的第一側和第二側的板部件，所述板部件具有形成于所述第一側中的第一孔口，所述第一孔口適于接收第一軸承；(b)環(huán)形歧管，所述環(huán)形歧管附連到所述板部件上，使得所述板部件和所述歧管協(xié)作地限定環(huán)形油溝；以及(c)形成于所述歧管中的多個通道，所述通道與所述板部件協(xié)作，以限定與所述第一孔口和所述油溝流體連通的多個沿軸向引導的通路，所述通道在所述歧管的周邊周圍隔開。
2.根據權利要求1所述的供油組件，其特征在于，所述通路定位成以便將油直接地傳 送到所述第一軸承中。
3.根據權利要求1所述的供油組件，其特征在于，所述歧管包括 具有徑向內邊緣和外邊緣的環(huán)部分；自所述內邊緣沿軸向延伸的內緣；以及自所述外邊緣沿軸向延伸的外緣；其中，所述通道包括形成于所述內緣中的多個供油槽口。
4.根據權利要求3所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括在所述內緣和 所述環(huán)部分的交接部處在所述內緣周圍延伸的地帶，其中，所述供油槽口延伸穿過所述地帶。
5.根據權利要求1所述的供油組件，其特征在于，所述板部件包括形成于所述第二側 中的第二孔口，所述第二孔口適于接收第二軸承，其中所述歧管接收在所述第二孔口中。
6.根據權利要求5所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括形成于所述歧 管的環(huán)部分中、與所述油溝和所述第二孔口流體連通的至少一個輸送孔。
7.根據權利要求1所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括穿過所述板部 件且與所述油溝連通的油入口。
8.根據權利要求5所述的供油組件，其特征在于所述第一孔口和所述第二孔口由沿徑向延伸的凸緣隔開，所述凸緣具有相對的第一面 和第二面，以及橫跨在所述第一面和第二面之間的內面；且 所述歧管的內緣靠在所述凸緣的內面上。
9.根據權利要求8所述的供油組件，其特征在于，所述通道沿著所述內面和所述內緣 之間的接合部延伸。
10.根據權利要求1所述的供油組件，其特征在于，所述通道繞著所述歧管的周邊基本 均勻地隔開。
11.一種用于齒輪箱的供油組件，包括 殼體；具有相對的第一側和第二側的、設置在所述殼體中的中間板，所述中間板具有形成于 所述第一側中的第一孔口；接收在所述第一孔口中的第一軸承；環(huán)形歧管，所述環(huán)形歧管與所述第一軸承相對而附連到所述中間板上，使得所述中間 板和所述歧管協(xié)作地限定環(huán)形油溝；以及形成于所述歧管中的多個通道，所述通道與所述中間板協(xié)作，以限定與所述第一孔口和所述油溝流體連通的多個沿軸向引導的通路，所述通道在所述歧管的周邊周圍隔開。
12.根據權利要求11所述的供油組件，其特征在于，所述第一軸承是滾動元件軸承，且 所述通道對準，以便將油直接地傳送到所述軸承的一個或多個滾動元件中。
13.根據權利要求11所述的供油組件，其特征在于，所述歧管包括 具有徑向內邊緣和外邊緣的環(huán)部分；自所述內邊緣沿軸向延伸的內緣；以及自所述外邊緣沿軸向延伸的外緣；其中，所述通道包括形成于所述內緣中的多個供油槽口。
14.根據權利要求13所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括在所述內緣 和所述環(huán)部分的交接部處在所述內緣周圍延伸的地帶，其中所述供油槽口延伸穿過所述地帶.
15.根據權利要求11所述的供油組件，其特征在于，所述中間板包括形成于所述第二 側中的第二孔口，所述第二孔口接收第二軸承，并且其中，所述歧管接收在所述第二孔口 中、所述中間板和所述第二軸承之間。
16.根據權利要求15所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括形成于所述 歧管的環(huán)部分中、與所述油溝和所述第二孔口流體連通的至少一個輸送孔。
17.根據權利要求15所述的供油組件，其特征在于，第一旋轉部件聯(lián)接到所述第一軸 承上，且與所述第一旋轉部件分離的第二旋轉部件聯(lián)接到所述第二軸承上。
18.根據權利要求15所述的供油組件，其特征在于所述第一孔口和所述第二孔口由沿徑向延伸的凸緣隔開，所述凸緣具有相對的第一面 和第二面，以及橫跨在所述第一面和第二面之間的內面；且 所述歧管的內緣靠在所述凸緣的內面上。
19.根據權利要求18所述的供油組件，其特征在于，所述通道沿著所述內面和所述內 緣之間的接合部延伸。
20.根據權利要求11所述的供油組件，其特征在于，所述供油組件還包括穿過所述中 間板且與所述油溝連通的油入口。
全文摘要
一種軸承供油組件包括(a)具有相對的第一側和第二側(72，74)的板部件(70)，該板部件具有形成于第一側中的適于接收第一軸承(36，58)的第一孔口(76，78)；(b)環(huán)形歧管(90)，其附連到板部件上，使得板部件和該歧管協(xié)作地限定環(huán)形油溝(114)；以及(c)形成于歧管中的多個通道(108)，通道與板部件協(xié)作，以限定與第一孔口和油溝流體連通的多個大體沿軸向引導的通路(b)。通道在歧管的周邊周圍基本均勻地隔開。可使用供油組件來將油供應到承載著以不同速度運轉的單獨的軸的兩個軸承。
文檔編號F16H57/04GK101842616SQ200880114862
公開日2010年9月22日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權日2007年11月2日
發(fā)明者J·C·普盧默, J·H·馬奇 申請人:通用電氣公司