專利名稱：齒輪箱結(jié)構(gòu)及模塊、軸、端蓋、密封、潤滑及風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪箱結(jié)構(gòu)及其模塊、軸，尤其是應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機的齒輪箱結(jié)構(gòu)及其模塊、軸、端蓋、密封和潤滑。本發(fā)明還涉及包含該齒輪箱結(jié)構(gòu)及其模塊、軸的風(fēng)力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，通常包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、齒輪箱和發(fā)電機。在運行過程中，風(fēng)吹動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，并對齒輪箱產(chǎn)生相對低頻的高扭矩輸入。齒輪箱將轉(zhuǎn)子的高扭矩輸入轉(zhuǎn)化為相對高頻的低扭矩輸出。發(fā)電機與齒輪箱的輸出端相連，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。擁有相對高輸出功?如大于I兆瓦)的風(fēng)力發(fā)電機通常體積都很大(例如，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的直徑可能超過100米)。為了對轉(zhuǎn)子的高扭矩輸入進行轉(zhuǎn)化，齒輪箱的體積也必須 相對大，以容納所需的齒輪結(jié)構(gòu)。然而，這樣的齒輪箱造價可能相對昂貴(例如由于使用大型軸承等)，重量沉重，因而制造也很困難。因此有必要尋找其它的齒輪箱結(jié)構(gòu)方案。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)，該風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的輸入軸、設(shè)置成支撐輸入軸的非旋轉(zhuǎn)支撐部件、沿著縱向軸線位于單個區(qū)域中并設(shè)置成在輸入軸和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間提供支撐的一個或多個軸承。其中所述一個或多個軸承被設(shè)置成至少部分地限制輸入軸與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的非旋轉(zhuǎn)運動，在該風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)中，在輸入軸與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間沿著縱向軸線的其它區(qū)域不再安裝其他軸承?？稍O(shè)置一個或多個軸承以限制輸入軸與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的相對徑向移動?？稍O(shè)置一個或多個軸承以限制輸入軸與非旋轉(zhuǎn)部件之間的相對軸向移動?？稍O(shè)置一個或多個軸承以限制輸入軸與非旋轉(zhuǎn)部件之間的相對傾斜移動。非旋轉(zhuǎn)支撐部件可以至少有一部分位于輸入軸內(nèi)。一個或多個軸承可能含有雙排圓錐滾子軸承。 輸入軸可以被設(shè)置成限定風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的外表面。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機，包含有一個符合上述任意段落描述的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的模塊，該模塊包括能夠與風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱連接和拆卸的箱體；安裝在箱體內(nèi)部的輸出軸，該輸出軸包括齒輪部分，該齒輪部分可與風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的齒輪哨合。上述模塊還可以包含一個或多個軸承，用以提供箱體與輸出軸之間的支撐。上述的一個或多個軸承可以包括具有O型構(gòu)造的背對背軸承結(jié)構(gòu)。
上述模塊還可以包含多個用來將該模塊的箱體與風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱連接的緊固件。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供ー種風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱，其包括了符合上述任意段落描述的模塊。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供了ー種風(fēng)カ發(fā)電機，其包括了符合上述任意段落描述的模塊。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供了ー種方法，該方法包括組裝符合上述任意段落描述的模塊；并將該模塊連接到風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱上。模塊的組裝步驟可以在エ廠里進行，模塊與風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的連接則可以在風(fēng)力發(fā)電機的機艙中進行。所述方法還可以包括從風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱上拆卸該模塊。 模塊可以包含第一組輪齒，并且符合以上任何一段描述的另一個模塊包括齒數(shù)與第一組輪齒不同的第二組輪齒。并且所述方法還可以包括從風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱上拆卸所述模塊，并將另ー個模塊安裝到風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱上。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的軸，該軸包括用來接納ー根或多根電纜的第一通道；和第二通道，其與第一通道不同，第二通道用來接收并分配加壓潤滑劑到風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件上。第一通道可以包括第一導(dǎo)管，第二通道可以包括第二導(dǎo)管，第一導(dǎo)管位于第二導(dǎo)管內(nèi)。第一通道可以包括第一導(dǎo)管，第二通道可以包括第二導(dǎo)管，軸還包括外導(dǎo)管，其中第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管都位于外導(dǎo)管內(nèi)。軸可以設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，還可以包括第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器，以接受來自非旋轉(zhuǎn)的潤滑劑容器的加壓潤滑剤。第二通道上通過第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器可以連接有泵，泵被設(shè)置成向第二通道提供加壓潤滑剤。軸可以被設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并還包括第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器，第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器與風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的ー個或多個部件相連，以便向風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件提供加壓潤滑剤。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供ー種風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱，其包括符合上述任意段落描述的軸。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供ー種風(fēng)カ發(fā)電機，其包括符合上述任意段落描述的軸。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供ー種齒輪結(jié)構(gòu)，該齒輪結(jié)構(gòu)包括第一齒輪，其設(shè)置成繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)并包括第一組輪齒和具有第一表面的第一部分；以及第ニ齒輪，其設(shè)置成繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)并包括第二組輪齒和具有第二表面的第二部分，其中第一表面和第二表面設(shè)置成彼此抵靠，且限制第一齒輪和第二齒輪的相對非旋轉(zhuǎn)運動。第一表面和第二表面在彼此抵靠時可以限制第一齒輪和第二齒輪之間的相對徑向移動。
第一表面和第二表面在彼此抵靠時可以限制第一齒輪和第二齒輪之間的相對軸向移動。第一部分可以包括第三表面，第二部分可以包括第四表面，第三表面和第四表面在彼此抵靠時可以限制第一齒輪和第二齒輪之間的相對軸向移動。第一部分可以包括第三表面，第二部分可以包括第四表面，第三表面和第四表面在彼此抵靠時可以限制第一齒輪和第二齒輪之間的相對徑向移動。第一部分可以定位在第一組輪齒附近，第二部分可以定位在第二組輪齒附近。第一齒輪可以是行星齒系的齒圈，第二齒輪可以是行星齒系的行星輪。第一齒輪可以是行星齒系的太陽輪，第二齒輪可以是行星齒系的行星輪。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱， 其包括符合上述任意段落描述的齒輪結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機，其包括符合上述任意段落描述的齒輪結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其包括機艙；具有縱向軸線和設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的第一外表面的齒輪箱；其中，風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)在齒輪箱的第一外表面和機艙之間不含有齒輪箱箱體。齒輪箱可以包括限定齒輪箱的第一外表面的至少一部分的輸入軸。齒輪箱還可以進一步包括設(shè)置成連接到機艙并限定齒輪箱的第二外表面的至少一部分的非旋轉(zhuǎn)支撐部件。齒輪箱可以包括一個或多個軸承，用以在非旋轉(zhuǎn)支撐部件與輸入軸之間提供支撐。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機，其包括符合上述任意段落描述的風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱，其包括以下部件的一個或多個符合以上任意段落描述的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)；符合以上任意段落描述的模塊；符合以上任意段落描述的軸；以及符合以上任意段落描述的齒輪結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的端蓋結(jié)構(gòu)，端蓋結(jié)構(gòu)包括一個與非旋轉(zhuǎn)支撐部件相連的可拆卸的端蓋，端蓋繞輸入軸放置，并覆蓋行星齒系的較大部分。在使用過程中，可以移除端蓋，以便進入行星齒系以進行檢查和/或維護。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機齒輪箱，包括了一個符合上述任意段落描述的端蓋結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機，包括了一個符合上述任意段落描述的端蓋結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)包括一個位于端蓋和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的密封件。在使用過程中，密封裝置能夠避免齒輪箱內(nèi)外物質(zhì)交換。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機齒輪箱，包括了一個符合上述任意段落描述的密封結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機，包括了一個符合上述任意段落描述的密封結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的潤滑系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)包括一個用來盛裝潤滑劑的貯存器；—個用來供應(yīng)帶壓力的潤滑油的與貯存器相連的泵；一個繞行星齒系圓周排布的環(huán)形通道；一個與泵和環(huán)形通道相連的非旋轉(zhuǎn)第一通道。

在使用過程中，帶壓力的潤滑油從非旋轉(zhuǎn)第一通道向環(huán)形通道供應(yīng)。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機齒輪箱，包括了一個符合上述任意段落描述的潤滑系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型設(shè)計的各種(但非全部)實施例，本設(shè)計包含一個風(fēng)機，包括了一個符合上述任意段落描述的潤滑系統(tǒng)。


為了更好的理解本發(fā)明的各種具體實施例，參考僅作為例子的附圖進行說明，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機的示意圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的示意圖。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱示意圖。圖2C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的剖面示意圖。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一軸承結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二軸承結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的齒輪結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的其它齒輪結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖7是圖5和圖6中的齒輪結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的軸的透視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的其它軸的透視圖。圖10A、10B和IOC是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的模塊的分解透視圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的模塊的透視圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱和模塊的透視圖。圖13A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的模塊的側(cè)剖視圖。圖13B是圖13A中的模塊的主剖視圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施例的組裝、連接以及拆卸模塊的方法。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱剖面圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱法蘭、輸入軸與行星架組合示意圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱前端蓋示意圖。圖18為一個一級行星齒系的潤滑系統(tǒng)剖面示意圖。圖19為一個二級行星齒系的潤滑系統(tǒng)剖面示意圖。
具體實施例方式在以下描述中，“連接”、“耦合”及其衍生詞表示運行中的聯(lián)接/接合。應(yīng)當(dāng)理解可以存在任意數(shù)目的中間部件(包括沒有中間部件)或其組合。圖I為根據(jù)發(fā)明的各種實施例的風(fēng)力發(fā)電機10的示意圖。風(fēng)力發(fā)電機10包括機艙12 (也可以被稱為風(fēng)力發(fā)電機殼體)；支撐柱13 ;轉(zhuǎn)子14 ;轉(zhuǎn)子軸16 ;齒輪箱18 ;以及發(fā)電機20。風(fēng)力發(fā)電機10被設(shè)置成將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，例如輸出功率22可以為大約5兆 瓦。風(fēng)力發(fā)電機10可以安裝在海上或陸地。機艙12中裝有齒輪箱18和發(fā)電機20，以保護它們不受環(huán)境侵害(例如可能由降雨、降雪等導(dǎo)致)。支撐柱13與機艙12連接并接地(或當(dāng)安裝在海上時可與固定住的浮臺連接)。轉(zhuǎn)子14由機艙12支撐，并設(shè)置成根據(jù)通過風(fēng)力發(fā)電機10的空氣(風(fēng))的運動而轉(zhuǎn)動。齒輪箱18通過轉(zhuǎn)子軸16與轉(zhuǎn)子14連接，并與機艙12相連。齒輪箱18設(shè)置成將來自轉(zhuǎn)子14的相對較低角頻率、高扭矩的輸入轉(zhuǎn)化為相對較高角頻率、低扭矩的輸出。發(fā)電機20安裝在機艙12內(nèi)，用來接收齒輪箱18的輸出，并將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為電能22。圖2A，2B和2C是根據(jù)發(fā)明的實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的剖視示意圖。齒輪箱18包括第一級齒系、第二級齒系和第三級齒系。齒輪箱18的第一級齒系包括輸入軸24(含有行星架26)、齒圈28、多個行星輪30、太陽輪32和軸承結(jié)構(gòu)34。齒輪箱18的第二級齒系包括齒圈36、多個行星輪38、太陽輪40和含有行星架42的非旋轉(zhuǎn)支撐部件。齒輪箱18的第三級齒系包括第一輸出齒輪44、包括第二輸出齒輪48和輸出軸50的模塊46。2A,2B和2C中的箭頭代表了通過齒輪箱18的扭矩/功率流的方向。圖2還描述了柱坐標(biāo)系52，其包括縱向軸線54(也可以被稱為軸向軸線)、徑向軸線56以及角度軸線58 (也可以被稱為方位角)。齒輪箱18限定通過齒輪箱18的中心且與柱坐標(biāo)系52的縱軸54平行的縱向軸線60。輸入軸24連接到轉(zhuǎn)子軸16 (如圖I所示)，并沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。輸入軸24支撐著非旋轉(zhuǎn)支撐部件和軸承結(jié)構(gòu)34。該特征還將通過參考圖3、圖4A和4B作詳細描述。第一級齒系的多個行星輪30位于第一級齒系的齒圈28內(nèi)并與之嚙合。第一級齒系的行星架26與第一級齒系的多個行星輪30連接，并使第一級齒系的多個行星輪30在齒圈28內(nèi)沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。第一級齒系的太陽輪32位于第一級齒系的多個行星輪30內(nèi)并與之嚙合。第一級齒系的多個行星輪30的旋轉(zhuǎn)使太陽輪32沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。第二級齒系齒圈36與第一級齒系行星架26連接并沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。第二級齒系的多個行星輪38位于第二級齒系齒圈36內(nèi)并與第二級齒系行星架42連接。第二級齒系行星架42是非旋轉(zhuǎn)部件，與風(fēng)力發(fā)電機10的機艙12扭轉(zhuǎn)連接。因此，第二級齒系的多個行星輪38不繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。但第二級齒系的多個行星輪38的每個行星輪都限定縱向軸線，并圍繞自身縱向軸線旋轉(zhuǎn)。第二級齒系太陽輪40位于第二級齒系的多個行星輪38內(nèi)與之嚙合，并沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。第二級齒系太陽輪40與第一級齒系齒圈28連接，并驅(qū)動第一級齒系齒圈28繞縱向軸線60旋轉(zhuǎn)。第三級齒系的第一輸出齒輪44與第一級齒系的太陽輪32連接并由第一級齒系的太陽輪32驅(qū)動。第三級齒系的第一輸出齒輪44沿基本上平行于角度軸線58的方向繞縱向軸線60轉(zhuǎn)動。第三級齒系的第一輸出齒輪44與第三級齒的系第二輸出齒輪48嚙合，并驅(qū)動第二輸出齒輪48沿基本上平行于角度軸58的方向繞第二輸出齒輪48的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。第二輸出齒輪48與輸出軸50連接，并驅(qū)動輸出軸50沿基本上平行于角度軸線58的方向繞輸出軸50的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。輸出軸50為發(fā)電機20提供輸入。在運行過程中，風(fēng)造成轉(zhuǎn)子14與轉(zhuǎn)子軸16繞縱向軸線60轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子軸16的轉(zhuǎn)動帶動輸入軸24 (包括第一級齒系的行星架26)轉(zhuǎn)動，輸入軸24接收到轉(zhuǎn)子軸16傳遞的幾乎全部扭矩/功率。扭矩在第一級齒系的行星架26中被分為第一路和第二路。 在第一路中，扭矩由第一級齒系的行星架26傳遞至第一級齒系的行星輪30，而后傳遞至第一級齒系的太陽輪32。在第二路中，扭矩由第一級齒系的行星架26通過第二級齒系的齒圈36傳遞至第二級齒系的行星輪38。接著扭矩由第二級齒系的行星輪38傳遞至第二級齒系的太陽輪40，隨后再將扭矩傳遞至第一級齒系的齒圈28。第一級齒系的齒圈28將扭矩通過第一級齒系的行星輪30傳遞至第一級齒系的太陽輪32。從之前段落中應(yīng)該理解，扭矩在第一級齒系的行星架26中分流，流經(jīng)第一路和第二路的扭矩在第一級齒系的太陽輪32中合并。第一級齒系的太陽輪32接著通過第三級齒系的齒輪44和第三級齒系的第二輸出齒輪48將扭矩傳遞至輸出軸50。圖3是風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18以及柱坐標(biāo)系52的進一步的剖面示意圖。在圖3中，提供了非旋轉(zhuǎn)支撐部件和輸入軸24的更多細節(jié)，非旋轉(zhuǎn)支撐部件以附圖標(biāo)記62標(biāo)記。非旋轉(zhuǎn)支撐部件62的本體基本為圓柱形，并包括第一部分64和第二部分66。第一部分64從非旋轉(zhuǎn)支撐部件62的本體沿徑向延伸，并與機艙12扭轉(zhuǎn)連接(如通過柔性安裝系統(tǒng))。第二部分66的直徑小于輸入軸24，且至少一部分位于輸入軸24內(nèi)。參考圖15，一級行星架26下風(fēng)向布置有一對軸承34。去除一級行星架26左側(cè)的軸承。軸承34可以是如圖所示的圓錐滾子軸承。這樣一來，齒輪箱18的重心位于一級行星架26下風(fēng)向的軸承34的兩個理論支撐點之間，使齒輪箱18的支撐相比起傳統(tǒng)的位于行星架兩側(cè)的，齒輪箱重心在兩個理論支撐點延長線上的軸承布置要更為穩(wěn)定。由于去除了一級行星架26左側(cè)軸承，使得前蓋1108不再受力，所以一級齒圈28左側(cè)可以采用水平剖分的薄板覆蓋。與傳統(tǒng)的上風(fēng)向軸承的厚重前箱體相比，可以減輕I噸左右的重量。參考圖16，將一級行星架26與連接法蘭1240鑄成一體。集成的行星架26和連接法蘭1240與輸入軸24連接降低了該部件的重量，減少了連接件和配合加工特征，減少了由于連接產(chǎn)生的精度損失。一級行星架26輸入端的直徑變大，使得該組件的應(yīng)力降低，因此可以采用低成本的鑄鐵。傳統(tǒng)齒輪箱的一級行星架大多采用高合金鑄鋼。參考圖16，一級齒圈左側(cè)28采用水平剖分薄端蓋1242覆蓋。端蓋排布包括一個與非旋轉(zhuǎn)支撐部件可拆卸連接的端蓋1242。端蓋繞輸入軸24放置，并覆蓋行星齒系的較大部分。在使用過程中，可以移除端蓋1242，以便進入行星齒系以進行檢查和/或維護。如圖17所示，最好端蓋1242有一個和非旋轉(zhuǎn)支撐部件圓周相連的外圓形區(qū)域1244和一個繞一級行星架的內(nèi)圓形區(qū)域1246。端蓋1242與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間通過一組螺栓連接，而螺栓則與端蓋上的外圓形區(qū)域連接1244。端蓋1242由兩個或多個部分(1248和1250)組成，可以進行拆卸，以便進行維護和/或檢查。端蓋的一個或多個部分(1248和1250)通過一組螺栓與外圓形區(qū)域1244連接，而端蓋的一個或多個部分也可以通過螺栓與非旋轉(zhuǎn)支撐部件相連。傳統(tǒng)上位于箱體1204和齒輪箱輸入軸24之間的密封裝置1252現(xiàn)在可以位于齒圈28附近，盡可能地減小了密封件的錯位量，并進一步降低了對前端蓋1108的結(jié)構(gòu)要求。在使用過程中，密封裝置1252能夠避免齒輪箱內(nèi)外物質(zhì)的交換。非旋轉(zhuǎn)支撐部件62和輸入軸24之間可設(shè)置密封結(jié)構(gòu)以防止?jié)櫥瑒?如潤滑油)從非旋轉(zhuǎn)支撐部件62和輸入軸24之間泄漏。 軸承結(jié)構(gòu)34位于第二部分66與輸入軸24之間沿著縱向軸線60的單一區(qū)域。軸承結(jié)構(gòu)34可包含位于該單一區(qū)域的一個或多個軸承，并可能采用O型構(gòu)造。從圖3中可以看出，風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18在非旋轉(zhuǎn)支撐部件62與輸入軸24之間沿縱向軸線60的其它位置或其它區(qū)域沒有其它軸承或軸承結(jié)構(gòu)。軸承結(jié)構(gòu)34被設(shè)置成對輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間的非旋轉(zhuǎn)運動至少進行部分限制。軸承結(jié)構(gòu)34可被設(shè)置成限制輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間的相對徑向移動(如箭頭68所示)、和/或相對軸向移動(如箭頭70所示)、和/或相對傾斜移動(如箭頭72所示的包括徑向和軸向分量的移動)。軸承結(jié)構(gòu)34可能包括任何可以如上所述限制輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間的相對移動的適用軸承。例如軸承結(jié)構(gòu)34可包括雙排圓錐滾子軸承。圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的第一軸承結(jié)構(gòu)341的剖面示意圖。第一軸承結(jié)構(gòu)341是包含第一排74和第二排76的雙排圓錐滾子軸承。第一排74和第二排76是定向安裝的，使得它們在沿著正徑向方向56延伸時匯聚到一點。應(yīng)當(dāng)理解第一排74和第二排76的方向包括徑向分量和軸向分量。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二個軸承結(jié)構(gòu)342的剖面示意圖。第二軸承結(jié)構(gòu)342也是包含第一排78和第二排80的雙排圓錐滾子軸承。第一排78和第二排80是定向安裝的，使得它們在沿著正徑向方向56延伸時匯聚到一點。應(yīng)當(dāng)理解第一排78和第二排80的方向包括徑向分量和軸向分量。第一軸承結(jié)構(gòu)341和第二軸承結(jié)構(gòu)342所提供的優(yōu)點是，由于排74、76、78和80的定向，它們可以同時限制徑向和軸向的移動。因此第一軸承結(jié)構(gòu)341和第二軸承結(jié)構(gòu)342都可以在輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間提供支撐，并限制它們之間在徑向68、軸向70和傾斜方向72的相對移動。本發(fā)明的實施例擁有若干優(yōu)點。一個優(yōu)點是由于在輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間可以采用這樣的單軸承結(jié)構(gòu)，所以齒輪箱18的重量可以減小。另外，由于軸承是比較昂貴的部件，上述結(jié)構(gòu)可以降低齒輪箱的成本。根據(jù)圖3所示，風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18在輸入軸24和機艙12之間(該位置總體上由附圖標(biāo)記82標(biāo)示)沒有包括齒輪箱箱體。由于輸入軸24通過軸承結(jié)構(gòu)34對非旋轉(zhuǎn)支撐部件62提供支撐，因此齒輪箱18在輸入軸24和非旋轉(zhuǎn)支撐部件62之間不再需要任何額外支撐結(jié)構(gòu)。這可以有效地減小齒輪箱18的重量和直徑，也可以降低齒輪箱18的成本(因為制造齒輪箱18所用的材料如金屬等的量減小)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的齒輪結(jié)構(gòu)84的剖面示意圖。圖5還示出了柱坐標(biāo)系52。齒輪結(jié)構(gòu)84還在圖2A中以虛線框的形式表示。齒輪結(jié)構(gòu)84包括多個第一級齒系行星輪30 (包括行星輪軸86)中的一個和第一級齒系齒圈28。齒圈28包括第一組輪齒88和與第一組輪齒88相鄰的第一部分90。行星輪30包括第二組輪齒92和與第二組輪齒92相鄰的第二部分94。應(yīng)當(dāng)理解，一個或多個第一級齒系行星輪30可能包括第二部分94，為使例子清晰簡潔，上述實施例僅提到了一個行星輪30。齒圈28的第一部分90包括基本上平行于縱向軸線54的第一表面96。行星輪30的第二部分94包括基本上平行于縱向軸線54的第二表面98。在運行過程中，齒圈28和行星輪30設(shè)置成彼此抵靠，并限制齒圈28和行星輪30之間的相對徑向移動。第一表面和第 二表面之間可以有間隙存在，僅在某些特定的輸入載荷情況下彼此可能發(fā)生抵靠。該結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)點是，第一表面96和第二表面98的抵靠可以防止第一組輪齒88和第二組輪齒92移動到可能會互相損傷的位置。齒圈28的第一部分90包括基本上平行于徑向軸線56的第三表面100。行星輪30的第二部分94包括也基本上平行于徑向軸線56的第四表面102。在運行過程中，齒圈28和行星輪30設(shè)置成彼此抵靠，并限制齒圈28和行星輪30之間的相對軸向移動。第三表面100和第四表面102之間可以有間隙存在，僅在某些輸入載荷下彼此可能有抵靠。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，第三表面100和第四表面102的抵靠可防止齒圈28和行星輪30之間相對彼此的軸向移動(如當(dāng)齒輪箱18傾斜時)。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個齒輪結(jié)構(gòu)104的剖面示意圖。圖6同時也給出了柱坐標(biāo)系52。齒輪結(jié)構(gòu)104還在圖2A中以虛線框表示。齒輪結(jié)構(gòu)104包括第二級齒系的太陽輪40 (包括可旋轉(zhuǎn)的太陽輪軸106)和多個第二級齒系的行星輪38 (包括不可旋轉(zhuǎn)的行星輪軸108)中的一個。太陽輪40包括第一組輪齒110和與第一組輪齒110相鄰的第一部分112。行星輪38包括第二組輪齒114和與第二組輪齒114相鄰的第二部分116。應(yīng)當(dāng)認為，一個或多個第二級齒系的行星輪38可能包括第二部分116，為使例子清晰簡潔，上述實施例僅提到了一個行星輪38。太陽輪40的第一部分112包括與縱向軸線54基本上平行的第一表面118。行星輪38的第二部分116包括與縱向軸線54基本上平行的第二表面120。在運行過程中，太陽輪40和行星輪38設(shè)置成彼此抵靠，以限制太陽輪40和行星輪38之間的相對徑向移動。第一表面和第二表面之間可以有間隙存在，僅在某些輸入載荷條件下彼此抵靠。該結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)點是，第一表面118與第二表面120的抵靠可以防止第一組輪齒110和第二組輪齒114移動到互相損害的位置。太陽輪40的第一部分112包括與徑向軸線56基本上平行的第三表面122。行星輪38的第二部分116包括與徑向軸線56基本上平行的第四表面124。在運行過程中，太陽輪40和行星輪38設(shè)置成彼此抵靠，以限制太陽輪40和行星輪38之間的相對軸向移動。第三表面和第四表面之間可以有間隙存在，僅在某些輸入載荷條件下可能抵靠。該結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)點是，第三表面122和第四表面124的抵靠可以防止太陽輪40和行星輪38之間相對彼此的軸向移動(如當(dāng)齒輪箱18傾斜時)。圖7給出了齒輪結(jié)構(gòu)84和齒輪結(jié)構(gòu)104聯(lián)接在一起的剖面示意圖。齒輪結(jié)構(gòu)84和104所提供的優(yōu)點是，它們可以使齒輪在第一、第二、第三和第四表面互相支撐。因此齒輪結(jié)構(gòu)84和齒輪結(jié)構(gòu)104可以不需要支撐用軸承來支撐齒輪。這可以減小齒輪結(jié)構(gòu)84和齒輪結(jié)構(gòu)104的重量和成本，還可以縮短齒輪箱18的組裝時間。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的軸126的透視圖。軸126包括第一通道128和第二通道130，還可以包含一個或多個旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器的組合，如第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132和第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134。軸126具有縱向軸線140，并設(shè)置成繞該縱向軸線140旋轉(zhuǎn)。軸126可以安裝在風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18內(nèi)，使得縱向軸線140基本上平行于齒輪箱18的縱向軸線60定向。在一些實施例中，軸126可以安裝在風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18中，使得縱向軸線140與風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的縱向軸線60重合(即軸126安裝在齒輪箱18的徑向中心)。軸126可以延伸齒輪箱18的很大長度，如在齒輪44和輸入軸24 之間延伸。第二通道130或第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132設(shè)置成通過泵138來接納來自潤滑劑容器136的潤滑劑(如潤滑油)。如果有第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134的話，該第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134設(shè)置成用來向風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的部件提供潤滑劑。第一通道128包括大致圓柱形的第一導(dǎo)管(如風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱導(dǎo)管)。安裝入齒輪箱18時，電纜(圖中未標(biāo)出)可能從第一導(dǎo)管內(nèi)部穿過。第二通道130包括也是大致圓柱形的第二導(dǎo)管。第一通道128與第二通道130同軸并位于第二通道130內(nèi)。在其它實施例中，第一通道128可能位于第二通道130內(nèi)但不與之同軸。第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132設(shè)置成提供密封接口，允許潤滑劑由非旋轉(zhuǎn)的源頭、或以不同于第二通道130的角速度旋轉(zhuǎn)的源頭傳遞至旋轉(zhuǎn)的第二通道130中。如果有第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134的話，第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134設(shè)置成提供密封接口，允許潤滑劑由旋轉(zhuǎn)的第二通道130傳遞至齒輪箱18的非旋轉(zhuǎn)部件或齒輪箱18中的以不同于第二通道130的角速度旋轉(zhuǎn)的部件。當(dāng)齒輪箱18運行時，潤滑劑(如潤滑油)由潤滑劑容器136中通過泵138泵送入第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132中。潤滑劑在第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132處傳遞至第二通道130，并在第一通道128外部與第二通道130內(nèi)部所限定的腔內(nèi)流動。潤滑劑由第二通道130的下游端處(通過第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器134，如果存在的話)傳遞，并(例如通過管道等)傳遞至風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的部件(如行星架26)。軸126所提供的優(yōu)點是，由于軸126可在齒輪箱18的軸向長度的大部分上延伸，潤滑劑可以被分配到齒輪箱18的幾乎所有部件。另外，第一和第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器132、134可以將潤滑劑傳遞到靜態(tài)部件和旋轉(zhuǎn)軸126之間以及軸126和以與旋轉(zhuǎn)軸126不同的角速度旋轉(zhuǎn)的部件之間。圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的軸142的另一個實施例。圖9中描述的軸142與圖8中描述的軸126類似，特征也類似，使用相同的附圖標(biāo)記。軸142與軸126的不同之處在于軸142包括外導(dǎo)管144，第一通道128和第二通道130都位于外導(dǎo)管144中。在該實施例中，第一通道128與外導(dǎo)管144同軸而第二通道130與外導(dǎo)管144不同軸。參考圖18，圍繞一個旋轉(zhuǎn)輸入軸24/ —級行星架26有一個環(huán)形通道1102，由一個通過前端蓋1108的非旋轉(zhuǎn)通道1106提供潤滑油。通道1106最好相對環(huán)形通道1102呈向外的放射狀排布。潤滑油最好是帶壓力的。通道1106從潤滑劑貯存槽136中通過一個泵138來接受潤滑劑(如潤滑油)。前端蓋1108最好是上述的非旋轉(zhuǎn)前端蓋，如上述剖分的薄端蓋1242。環(huán)形通道1102由一個輸入軸24/ —級行星架26的圓周與一個位于輸入軸24/一級行星架26以及前端蓋1108之間的軸承136的一個底座之間的空隙形成。通道106也向軸承136提供潤滑油。軸承136可以是如圖所示的圓錐滾子軸承。通道1110連接環(huán)形通道1102和行星銷軸27.行星銷軸27在繞其圓周的一處或多處有環(huán)形溝槽1115.環(huán)形溝槽1115通過穿過行星銷軸27的側(cè)壁的通道1114與行星銷軸27的內(nèi)部空間聯(lián)通。溝槽中的一個由通道1110供給潤滑油，其它的溝槽則由通道1114供給潤滑油，從而向支撐行星齒輪30的軸承1116提供潤滑油。因此，由環(huán)形通道1102，通道1110以及行星銷軸27的內(nèi)部空間向行星齒輪軸承 1116提供潤滑油。通道1110和行星銷軸27之間沒有相對轉(zhuǎn)動，因此供油相對簡單。環(huán)形迷宮式密封138 —般繞旋轉(zhuǎn)輸入軸24/ —級行星架26組合排布，來防止端蓋1108處的滲漏。參考圖18和2B，通道1120與環(huán)形通道1102連接，并穿過行星架24通到一個靠近齒圈28和行星輪30之間的嚙合1122以及行星輪30與太陽輪32之間的嚙合1126所在的區(qū)域。通道1120有用來向嚙合1122噴灑潤滑油的一個或多個噴嘴1130 ;以及用來向嚙合1126噴灑潤滑油的一個或多個噴嘴1131。通道1120與這些嚙合之間沒有相對轉(zhuǎn)動，因此
供油相對簡單。參考圖19，環(huán)繞非旋轉(zhuǎn)中心箱體1204有一個環(huán)形通道1202，并由穿過中心箱體1204的非旋轉(zhuǎn)通道1206提供潤滑油。通道1208與環(huán)形通道1202和行星銷軸37相連。行星銷軸37在繞其圓周的一處或多處有環(huán)形溝槽1215.環(huán)形溝槽1215通過穿過行星銷軸37的側(cè)壁的通道1214與行星銷軸37的內(nèi)部空間聯(lián)通。溝槽中的一個由通道1208供給潤滑油，其它的溝槽則由通道1214供給潤滑油，從而向支撐行星齒輪38的軸承1216提供潤滑油。軸承1216可以是如圖所示的圓柱滾子軸承。因此，由環(huán)形通道1102，通道1208以及行星銷軸37的內(nèi)部空間向行星齒輪軸承1216提供潤滑油。通道1208和行星銷軸37之間沒有相對轉(zhuǎn)動，因此供油相對簡單。通道1230與行星銷軸37以及太陽輪40和位于齒輪箱中心部位的中心箱體1204之間的軸承排布34相連。軸承排布可以包括如圖所示的深溝滾子軸承(DGBB)。參考圖19和2B，通道1218與環(huán)形通道1202以及一個靠近齒圈36和行星輪38之間的嚙合1220以及行星輪38與太陽輪40之間的嚙合1224所在的區(qū)域連接。通道1218有用來向嚙合1220噴灑潤滑油的一個或多個噴嘴1228 ;以及用來向嚙合1224噴灑潤滑油的一個或多個噴嘴1219。通道1218與這些嚙合之間沒有相對轉(zhuǎn)動，因此供油相對簡單。通道1234與環(huán)形通道1202以及支撐高速輸入軸1238的前端的軸承1236連接(作為螺旋齒系潤滑系統(tǒng)的一部分)。軸承1236可以包括如圖所示的圓錐滾子軸承。圖10AU0B和IOC是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的模塊46的分解透視圖。如上述參照圖2的說明中所述，模塊46在風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18上可裝卸，為可能與發(fā)電機或其他輔助傳動設(shè)備連接的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱提供輸出。參考圖10A，具體地說，模塊46包括箱體148，箱體148限定第一孔150、多個第二孔152和兩個第三孔154。箱體148還包括密封結(jié)構(gòu)(如O形圈密封件)，密封結(jié)構(gòu)至少部分圍繞第一孔150延伸。參考圖10B，模塊46還包括輸出軸156，輸出軸156包括齒輪部分158 (對應(yīng)圖2中的輸出軸50和第三級齒系的第二輸出齒輪48);第一軸承160 ;和第二軸承162。第一軸承160在齒輪部分158 —側(cè)安裝在輸出軸156上，第二軸承162在齒輪部分158的另一側(cè)安裝在輸出軸156上。第一軸承160和第二軸承162可安裝在兩個第三孔154中，并因此可以在箱體148中支撐輸出軸156。參考圖10B，第一軸承160和/或第二軸承162可以有各種軸承類型的實施例。每一個軸承都可能由帶有單排或多排滾子元件的軸承構(gòu)成或由帶有單排或多排滾子元件的兩個相鄰軸承構(gòu)成。第一軸承160和第二軸承162不限于滾子軸承(例如也可以使用其他 的液體動壓類軸承)。參考圖10C，模塊46還包括密封件(如迷宮式密封件164)、鎖定墊圈166、鎖定螺母168和箱體端蓋170 (包括迷宮式密封件)。密封件164可以與箱體端蓋170上的迷宮式密封件連接，并且鎖定墊圈166和鎖定螺母168位于其間。組裝后的箱體端蓋170可以位于一個第三孔154內(nèi)，并對第二軸承162提供軸向和/或徑向支撐。圖11描述了圖10AU0B和IOC中的模塊46完整組裝的透視圖。從圖11中可以看出齒輪部分158位于箱體148中，因此與第一孔150相鄰。另外，還可以看出輸出軸156的一部分172突出于箱體端蓋170外，可以與風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電機或其他輔助驅(qū)動設(shè)備相連。圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)力發(fā)電機的齒輪箱18和模塊46的透視圖。模塊46可以在非旋轉(zhuǎn)支撐部件62 (如齒輪箱18的箱體)上由操作人員進行連接和拆卸。如圖12所示，將模塊46連接在齒輪箱18上，將使得第三級齒系的第二輸出齒輪158與第三級齒系的第一輸出齒輪44哨合。為了將模塊46與齒輪箱18連接在一起，操作人員可以將緊固件(如螺栓)插入多個第二孔152(以及非旋轉(zhuǎn)支撐部件62上對應(yīng)的孔)內(nèi)，對緊固件使用手動或電動工具將模塊46和齒輪箱18固定到一起。操作人員也可以對緊固件使用手動或電動工具將模塊46從齒輪箱18上拆下。應(yīng)當(dāng)認為模塊46還可以通過其它方式連接到齒輪箱18上或從齒輪箱18上拆卸下來。例如模塊46和齒輪箱18可以包括可通過一個或多個銷釘進行固定的溝槽結(jié)構(gòu)。圖13A和13B分別是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個模塊174的側(cè)剖視圖和主剖視圖。模塊174與圖10-12中的模塊46類似，特性也類似，使用相同的附圖標(biāo)記。模塊174與模塊46的不同之處在于第一軸承176和第二軸承178為背對背的圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)。圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的組裝、連接以及拆卸模塊46、174的方法。在框180中，方法包括在工廠中組裝模塊46、174，并對軸承160、162、176和178預(yù)加載。應(yīng)當(dāng)理解，模塊46、174在工廠中進行組裝可以相對于模塊46和174即將安裝的風(fēng)力發(fā)電機的位置遠程地(即距離幾百甚至幾千千米)進行。
在框182中，方法包括將模塊46、174連接到齒輪箱18上。一個或多個操作人員可以通過多個第二孔152插入緊固件，并對緊固件使用手動或/和電動工具將模塊46、174固定到齒輪箱18上。在框184中，方法包括將模塊46、174從齒輪箱18上拆下。單個或多個操作人員可以對插入第二孔152的緊固件使用手動和/或電動工具，將緊固件移開，從而從齒輪箱18上將模塊46、174拆開。若確定模塊46、174已被損壞(如軸承160、162或176、178中的一個或全部已磨損)或需要更改齒輪箱18的傳動比時，則需要將模塊46、174拆下。在框186中，方法包括聯(lián)接/連接根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個預(yù)裝的模塊到齒輪箱18。該另一個模塊的輸出軸與框184中被替換的模塊可以有不同的偏置位置(即不同的徑向位置)。該另一個模塊可以有齒輪部分158,該齒輪部分與在框184中被替換的模塊中的齒輪部分有相同的齒數(shù)。在本例中，該另一個模塊可以直接替換被移走(被損壞)的模塊。在本發(fā)明的另一種實施例中，該另一個模塊可以有齒輪部分158,該齒輪部分與在框184中被替換的模塊中的齒輪部分有不同的齒數(shù)。在這些實施例中，輸出模塊可以被替換的優(yōu)點是可以改變風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18的傳動比。 模塊46、174可以提供若干優(yōu)點。優(yōu)點之一是模塊46、174可以相對簡單的由單個或多個操作人員使用手動和/或電動工具在風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18上裝卸。另外，由于模塊46,174可在工廠中進行完整組裝和設(shè)置，因此，安裝模塊46、174的操作人員在風(fēng)力發(fā)電機10的機艙12中安裝46、174時無須進行任何困難的和/或費時的設(shè)置。因此，若模塊損壞，替換該模塊可以是一項相對快速的任務(wù)，也可以縮短風(fēng)力發(fā)電機停機的時間。如上所述，該發(fā)明的實施例的優(yōu)點是，可以通過單個或多個操作人員，通過用具有不同的第二齒數(shù)的另一個模塊替換具有第一齒數(shù)的模塊來較為簡便地更改齒輪箱18的傳動比。另外，該發(fā)明的實施例還可以由單個或多個操作人員相對簡單地改變輸出軸的偏置距。圖13A和13B中描述的模塊174所提供的優(yōu)點是，軸承結(jié)構(gòu)176、178具有相對較低的溫度敏感性。這在輸出軸以相對較快的角速度旋轉(zhuǎn)時格外有利。盡管本發(fā)明的實施例已在前述段落中通過各種實例進行描述，應(yīng)當(dāng)認為，在不偏離所要求的發(fā)明范圍的前提下可能對實例進行修改。上述描述中設(shè)計的特征有可能以不同于前面明確描述的組合的組合方式出現(xiàn)。例如，風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱18可以包括任意一個或多個(任何組合)如下結(jié)構(gòu)圖3中描述的齒輪箱結(jié)構(gòu)，圖5-7中描述的齒輪結(jié)構(gòu)，圖8、9中描述的軸結(jié)構(gòu)，以及圖10-13中描述的模塊。盡管功能是參照某些特征來描述的，但是這些功能有可能通過其它提到或未提到的特征來執(zhí)行。盡管特征是針對某些實施例來描述的，這些特征有可能在其它提到或未提到的實施例中體現(xiàn)。上述的說明中已盡量強調(diào)了本發(fā)明最為重要的特征，但應(yīng)當(dāng)理解申請人要求對以上涉及到的和/或附圖中顯示的任何可獲得專利的特征或特征組合進行保護，無論其在文中是否對其進行了強調(diào)。
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu),包括 設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的輸入軸； 設(shè)置成支撐所述輸入軸的非旋轉(zhuǎn)支撐部件； 沿著所述縱向軸線位于單個區(qū)域中的ー個或多個軸承，所述ー個或多個軸承設(shè)置成在所述輸入軸和所述非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間提供支撐，其特征是 所述ー個或多個軸承設(shè)置成至少部分限制所述輸入軸與所述非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的非旋轉(zhuǎn)運動，所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)在所述輸入軸與所述非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間在沿著所述縱向軸線的其它區(qū)域沒有其它軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述非旋轉(zhuǎn)運動是所述輸入軸與所述非旋轉(zhuǎn)部件之間的相對徑向運動、相對軸向運動和相對傾斜運動中的ー種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述非旋轉(zhuǎn)支撐部件至少部分地位于所述輸入軸內(nèi)。
4.括雙排圓錐滾子軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述輸入軸被設(shè)置成限定風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的外表面。
6.根據(jù)上述任何權(quán)利要求所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其中風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)包括一個行星齒系，行星齒系包括ー個與輸入軸整合的以及行星架，其特征是，在行星架和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間有ー個或多個軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其中行星齒系包括一個或多個由行星架支撐的行星輪和與一個或多個行星輪嚙合的齒圈，其特征是，在行星架和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間包含一個或多個行星輪以及齒圈。
8.—種包含權(quán)利要求1-5中任一項所述的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)的風(fēng)カ發(fā)電機。
9.ー種用于風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的模塊，包括 能夠與風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱連接和拆卸的箱體； 安裝在所述箱體內(nèi)的輸出軸，所述輸出軸包括能夠與所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的齒輪嚙合的齒輪部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊，還包含ー個或多個軸承，所述ー個或多個軸承被設(shè)置成在所述箱體和所述輸出軸之間提供支撐。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的模塊，其特征是所述ー個或多個軸承包括O型的背對背軸承結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的模塊，還包括用來將所述模塊的所述箱體與所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱連接的多個緊固件。
13.—種包括根據(jù)權(quán)利要求9-12中任ー項所述的模塊的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱。
14.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求9-12中任ー項所述的模塊的風(fēng)カ發(fā)電機。
15. 第一通道，所述第一通道用于接納一條或多條電纜； 不同于所述第一通道的第二通道，所述第二通道用于接收分配到風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件的加壓潤滑剤。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的軸，其特征是所述第一通道包括第一導(dǎo)管，所述第二通道包括第二導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管位于所述第二導(dǎo)管內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的軸，其特征是所述第一通道包括第一導(dǎo)管，所述第二通道包括第二導(dǎo)管，所述軸還包括外導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管都位于所述外導(dǎo)管內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任ー項所述的軸，其特征是所述軸被設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述軸還包括第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器，以接受來自非旋轉(zhuǎn)潤滑劑容器的加壓潤滑剤。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的軸，其特征是所述軸被設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述軸還包括與所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件連接的第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器，以向所述風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件提供加壓潤滑剤。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的軸，其特征是在所述第二通道上通過所述第一旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器連接有泵，所述泵被設(shè)置成向所述第二通道提供加壓潤滑剤。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的軸，其特征是所述軸被設(shè)置成繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述軸還包括與所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件相連的第二旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)接器，以便向所述風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的一個或多個部件提供加壓潤滑剤。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或21所述的軸，其特征是，風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱是根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)。
23.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求19或21所述的軸的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱。
24.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求19或21所述的軸的風(fēng)カ發(fā)電機。
25.—種齒輪結(jié)構(gòu),包括 設(shè)置成圍繞第一縱向軸線轉(zhuǎn)動的第一齒輪，所述第一齒輪包括第一組輪齒以及具有第一表面的第一部分； 設(shè)置成圍繞第二縱向軸線轉(zhuǎn)動的第二齒輪，所述第二齒輪包括第二組輪齒以及具有第ニ表面的第二部分， 其中，所述第一表面和第二表面被設(shè)置成互相抵靠并限制所述第一齒輪和第二齒輪之間的相對非轉(zhuǎn)動運動。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一表面和第二表面在互相抵靠時限制所述第一齒輪和第二齒輪之間的相對徑向移動。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一表面和第二表面在互相抵靠時限制所述第一齒輪和第二齒輪之間的相對軸向移動。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一部分包括第三表面，所述第二部分包括第四表面，所述第三表面和第四表面在互相抵靠時限制所述第一齒輪和第二齒輪之間的相對軸向移動。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一部分包括第三表面，所述第二部分包括第四表面，所述第三表面和第四表面在互相抵靠時限制所述第一齒輪和第二齒輪之間的相對徑向移動。
30.根據(jù)權(quán)利要求25-29中任ー項所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一部分與所述第ー組輪齒相鄰，所述第二部分與所述第二組輪齒相鄰。
31.根據(jù)權(quán)利要求25-29中任ー項所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一齒輪是行星齒系的齒圈，所述第二齒輪是所述行星齒系的行星輪。
32.根據(jù)權(quán)利要求25-29中任ー項所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一齒輪是行星齒系的太陽輪，所述第二齒輪是所述行星齒系的行星輪。
33.根據(jù)權(quán)利要求25-29中任ー項所述的齒輪結(jié)構(gòu)，其特征是，風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱是根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)。
34.—種包括根據(jù)權(quán)利要求30-33中任一項所述的齒輪結(jié)構(gòu)的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱。
35.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求30-33中任一項所述的齒輪結(jié)構(gòu)的風(fēng)カ發(fā)電機。
36.ー種風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu),包括 機艙； 齒輪箱，所述齒輪箱具有縱向軸線和設(shè)置成繞著所述縱向軸線轉(zhuǎn)動的第一外表面； 其中所述風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)中在所述齒輪箱的第一外表面和所述機艙之間不包括齒輪箱箱體。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其特征是所述齒輪箱包括限定所述齒輪箱的第一外表面的至少一部分的輸入軸。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其特征是所述齒輪箱進ー步包括設(shè)置成連接到所述機艙并限定所述齒輪箱的第二外表面的至少一部分的非旋轉(zhuǎn)支撐部件。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其特征是所述齒輪箱包括ー個或多個軸承，以便在所述非旋轉(zhuǎn)支撐部件與所述輸入軸之間提供支撐。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其特征是所述風(fēng)カ發(fā)電機在非旋轉(zhuǎn)支撐部件和輸入軸之間有ー個或多個軸承提供支撐。
41.ー種包括權(quán)利要求36-40中任一項所述的風(fēng)カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)的風(fēng)カ發(fā)電機。
42.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)的ー個端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是端蓋結(jié)構(gòu)包括 一個與非旋轉(zhuǎn)支撐部件相連的可拆卸的端蓋，端蓋繞輸入軸放置，并覆蓋行星齒系的較大部分；其中，在使用過程中，可以移除端蓋，以便進入行星齒系以進行檢查和/或維護。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，齒輪箱在法蘭和行星齒系組合之間的輸入軸上沒有軸承。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，輸入軸有ー個整合的法蘭，而法蘭與主軸連接。
45.ー個根據(jù)權(quán)利要求42所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋有ー個和非旋轉(zhuǎn)支撐部件圓周相連的外圓形區(qū)域。
46.ー個根據(jù)權(quán)利要求42和45所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋有ー個繞以及行星架的內(nèi)圓形區(qū)域。
47.根據(jù)權(quán)利要求42，45和46任一項所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間通過若干螺栓連接。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，螺栓與端蓋上的外圓形區(qū)域相連。
49.根據(jù)權(quán)利要求42-48任一項所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋由兩個或多個部分組成，可以進行拆卸，以進行維護和/或檢查。
50.根據(jù)權(quán)利要求42-49任一項所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋的ー個或多個部分通過ー組螺栓與外圓形區(qū)域相連。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的風(fēng)機齒輪箱端蓋結(jié)構(gòu)，其特征是，端蓋的ー個或多個部分通過螺栓與非旋轉(zhuǎn)支撐部件相連。
52.包含權(quán)利要求42-51任一項權(quán)利要求所述的端蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)機齒輪箱。
53.ー個包含權(quán)利要求42-51中任ー權(quán)利要求所述的端蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)機。
54.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱結(jié)構(gòu)的ー個密封裝置，密封裝置包括 一個位于端蓋和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的密封件； 其特征是，在使用過程中，密封裝置能夠避免齒輪箱內(nèi)外物質(zhì)交換。
55.ー個包含權(quán)利要求54所述的的密封裝置的風(fēng)機齒輪箱。
56.ー個包含權(quán)利要求54所述的密封裝置的風(fēng)機。
57.包括一個行星齒系的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱的ー個潤滑系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)包括 一個用來盛裝潤滑劑的貯存器； 一個用來供應(yīng)帶壓力的潤滑油的與貯存器相連的泵； 一個繞行星齒系圓周排布的環(huán)形通道； 一個與泵和環(huán)形通道相連的非旋轉(zhuǎn)第一通道； 其特征是，在使用過程中，帶壓カ的潤滑油從非旋轉(zhuǎn)第一通道向環(huán)形通道供應(yīng)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，環(huán)形通道繞旋轉(zhuǎn)輸入軸/行星架組合的圓周排布。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，環(huán)形通道由輸入軸/行星架組合的圓周與位于輸入軸/行星架組合和齒輪箱非旋轉(zhuǎn)前端蓋之間的軸承的底座之間的空隙形成。
60.根據(jù)權(quán)利要求58或59所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，非旋轉(zhuǎn)第一通道相對環(huán)形通道呈向外的放射狀排布。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，非旋轉(zhuǎn)第一通道通過ー個齒輪箱的非旋轉(zhuǎn)前端蓋。
62.根據(jù)權(quán)利要求60所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，非旋轉(zhuǎn)第一通道向位于輸入軸/行星架組合和齒輪箱端蓋之間的軸承提供潤滑油。
63.根據(jù)權(quán)利要求58所述的潤滑系統(tǒng)，還包括一個位于旋轉(zhuǎn)的輸入軸/行星架組合周圍的環(huán)形迷宮式密封。
64.根據(jù)權(quán)利要求57所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，環(huán)形通道不旋轉(zhuǎn)，且位于ー個非旋轉(zhuǎn)中心箱體的圓周周圍。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，非旋轉(zhuǎn)第一通道穿過非旋轉(zhuǎn)中心箱體。
66.ー個根據(jù)權(quán)利要求64所述的潤滑系統(tǒng)，還包括一個位于非旋轉(zhuǎn)環(huán)形通道和ー個支撐高速輸入軸前端的軸承之間的第二通道。
67.根據(jù)權(quán)利要求57-66中任ー項所述的潤滑系統(tǒng)，還包括ー個行星齒系，行星齒系包括ー個行星輪、一個齒圈和ー個太陽輪，其中行星輪由ー個行星銷軸支撐，并且在環(huán)形通道和行星銷軸之間還包括ー個第三通道。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，行星銷軸包括ー個內(nèi)部空間。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，行星銷軸包括ー個繞其圓周的環(huán)形溝槽。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，行星銷軸包括穿過銷軸的壁，與行星銷軸的內(nèi)部空間通過環(huán)形溝槽聯(lián)通的渠道。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，渠道向支撐行星輪的軸承提供潤滑油。
72.—個根據(jù)權(quán)利要求67所述的潤滑系統(tǒng)，還包括一個位于行星銷軸和太陽輪和中心箱體間的ー個軸承之間的第四通道。
73.根據(jù)權(quán)利要求57-66中的任ー項所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，行星齒系包括ー個行星輪，一個齒圈和ー個太陽輪，還包括ー個第五通道，第五通道連接環(huán)形通道和齒圈和行星輪嚙合部位附近的區(qū)域，第三通道有ー個噴嘴，用來向齒圈和行星輪之間的嚙合部位噴灑潤滑油。
74.根據(jù)權(quán)利要求57-66中的任ー項所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，行星齒系包括ー個行星輪，一個齒圈和ー個太陽輪，還包括ー個第五通道，第五通道連接環(huán)形通道和太陽輪和行星輪嚙合部位附近的區(qū)域，第三通道有ー個噴嘴，用來向太陽輪和行星輪之間的嚙合部位噴灑潤滑油。
75.根據(jù)權(quán)利要求57-66中任ー項所述的潤滑系統(tǒng)，其特征是，風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱為根據(jù)權(quán)利要求I的風(fēng)カ發(fā)電機齒輪箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及齒輪箱結(jié)構(gòu)及其模塊、軸、端蓋、密封、潤滑、風(fēng)力發(fā)電機及組裝方法。齒輪箱結(jié)構(gòu)包括繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的輸入軸；支撐輸入軸的非旋轉(zhuǎn)支撐部件；位于沿著縱向軸線的一個位置處并在輸入軸和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間提供支撐的軸承，限制輸入軸與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的非旋轉(zhuǎn)運動，在沿縱向軸線其它位置處在輸入軸與非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間沒有其他軸承；與非旋轉(zhuǎn)支撐部件可拆卸地相連并繞輸入軸放置，覆蓋行星齒系較大部分的端蓋；位于端蓋和非旋轉(zhuǎn)支撐部件之間的密封件以及包括有盛裝潤滑劑的貯存器；供應(yīng)帶壓力的潤滑油的與貯存器相連的泵；繞行星齒系圓周排布的環(huán)形通道；與泵和環(huán)形通道相連的非旋轉(zhuǎn)第一通道的潤滑系統(tǒng)。
文檔編號F16H57/04GK102678890SQ20111012243
公開日2012年9月19日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者C·J·布洛克利, D·J·斯科特, K·C·鮑阿, M·C·巴恩斯, P·J·吉布斯, 潘紹元 申請人:諾邁士科技有限公司