一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构的制作方法

1.本发明涉及风力发电齿轮箱技术领域，尤其涉及一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构。


背景技术：

2.低碳环保是未来全球发展的主旋律，风电行业是从能源供给侧实现低碳环保的重点发展领域。加速发展并实现风能替代作用、推动能源消费结构优化是整个能源产业与社会经济的发展需要，也是风电产业自身的发展目标，其中重要的一环就是平价上网，而实现平价上网目前最直接的方式之一就是降低整机单位千瓦价格。大功率机组成本中齿轮箱和主轴承系统成本占整机成本50％以上，降低主轴系统和齿轮箱成本有利于降低整机单位千瓦成本，提升机组的市场竞争力。传统的大功率风电机组主轴部件和齿轮箱连接方式为：主轴1由两个轴承2支撑，两个轴承2分别由两个轴承支撑座3支撑(在其他方案中，两个轴承2也可以由一个整体轴承支撑座支撑)，再通过锁紧盘或者端面法兰连接齿轮箱4，系统尺寸大，重量重，成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，解决了传动链的大功率风电机组主轴部件和齿轮箱尺寸大，重量重，成本高的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，包括：
5.三排滚柱轴承，所述三排滚柱轴承包括外圈、第一内圈和第二内圈，所述第一内圈和所述第二内圈连接，所述外圈套设于所述第一内圈和所述第二内圈外；
6.齿轮箱，所述齿轮箱包括壳体、内齿圈及一级行星架，所述内齿圈与所述壳体固定连接，所述一级行星架设置于所述壳体内，所述一级行星架能够相对壳体转动，所述三排滚柱轴承的所述外圈和所述齿轮箱的所述内齿圈连接，所述三排滚柱轴承的所述第一内圈和所述齿轮箱的所述一级行星架连接。
7.其中，所述第一内圈和所述第二内圈通过螺栓连接在一起。
8.其中，所述第一内圈与所述齿轮箱的所述一级行星架通过第一紧固件连接。
9.其中，所述外圈和所述齿轮箱的所述内齿圈通过第二紧固件连接。
10.其中，所述三排滚柱轴承运行径向游隙≤0mm。
11.为实现上述目的，本发明提供一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，包括：
12.三排滚柱轴承，所述三排滚柱轴承包括外圈、第一内圈和第二内圈，所述第一内圈和所述第二内圈连接，所述外圈套设于所述第一内圈和所述第二内圈外；
13.齿轮箱，所述齿轮箱包括壳体、内齿圈及一级行星架，所述内齿圈设置于所述壳体内，所述内齿圈能够相对壳体转动，所述一级行星架与所述壳体固定连接，所述三排滚柱轴承的外圈和所述齿轮箱的一级行星架连接，所述三排滚柱轴承的第一内圈和所述齿轮箱的内齿圈连接。
14.其中，所述第一内圈和所述第二内圈通过螺栓连接在一起。
15.其中，所述齿轮箱的所述一级行星架与所述外圈通过第一紧固件连接。
16.其中，所述第一内圈和所述齿轮箱的所述内齿圈通过第二紧固件连接。
17.其中，所述三排滚柱轴承运行径向游隙≤0mm。
18.本发明的一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，由三排滚柱轴承和齿轮箱一级行星架直接连接，齿轮箱的内齿圈直接或通过法兰与三排滚柱轴承外圈连接，齿轮箱一级行星架与所述第一内圈和所述外圈连接，三排滚柱轴承结构刚性较好，内、外圈的相对变形极小，可以满足齿轮箱与三排滚柱轴承刚性连接下良好的载荷传递，不需要齿轮箱进行特殊的设计。此结构与传统结构比较，省掉了主轴、分体或整体轴承座，传动系尺寸至少减少2m以上，机座结构更简化，集成结构与机座螺栓连接，装配简单可靠。同时齿轮箱行星架与传统比较，省掉了前后端轴承。优化的系统集成结构降低了风电整机采购及生产成本、同时更少的零部件降低了维护成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明第一实施例提供的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构的结构示意图。
21.图2是本发明第二实施例提供的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构的结构示意图。
22.图3传统主轴部件与齿轮箱连接结构示意图。
23.图中：100-三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构、1-三排滚柱轴承、1.1-外圈、1.2-第一内圈、1.3-第二内圈、2-齿轮箱、2.1-内齿圈、2.2-一级行星架、2.3-壳体、3-第一紧固件、4-第二紧固件、5-螺栓。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.本发明的三排圆柱滚子轴承1与齿轮箱集成结构100用于与风轮及发电机配合构成风电机组(风电机组也就是风电整机)，以进行风力发电，风轮带动三排圆柱滚子轴承1的第二内圈1.3转动，并通过第一内圈1.2将转速传输给齿轮箱2，齿轮箱2对转速进行增速后，将高转速输出给发电机，以带动发电机发电。
26.本发明的三排圆柱滚子轴承1与齿轮箱集成结构100包括两种不同的实施例，两种实施例中齿轮箱2的结构不同，齿轮箱2与三排圆柱滚子轴承1的连接关系不同。
27.请参阅图1，图1是本发明的第一实施例提供的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构100的结构示意图，三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构100包括三排滚柱轴承1和齿轮箱2，三排滚柱轴承1包括外圈1.1、第一内圈1.2和第二内圈1.3，第一内圈1.2和第二内圈1.3连接，外圈1.1套设于第一内圈1.2和第二内圈1.3外，齿轮箱2包括壳体2.3、内齿圈2.1及一级行
星架2.2，内齿圈2.1与壳体2.3固定连接，一级行星架2.2设置于壳体2.3内，一级行星架2.2能够相对壳体2.3转动，三排滚柱轴承1的外圈1.1和齿轮箱2的内齿圈2.1连接，三排滚柱轴承1的第一内圈1.2和齿轮箱2的一级行星架2.2连接。
28.本发明中三排圆柱滚子轴承1和齿轮箱2直接连接，三排圆柱滚子轴承1结构刚性较好，第一内圈1.2、第二内圈1.3与外圈1.1的相对变形极小，可以满足齿轮箱2与三排圆柱滚子轴承1刚性连接下良好的载荷传递，从而不需要像现有技术中那样通过主轴与齿轮箱2连接，进而不需要用于支撑主轴的分体或整体的轴承和轴承座。本发明通过三排圆柱滚子轴承1直接与齿轮箱2连接，节省了主轴、轴承座等结构，从而本发明的结构更少、结构更简单、尺寸更小，进而本发明的成本更低，重量更小，占用空间更小。
29.第一内圈1.2和第二内圈1.3通过螺栓5连接在一起。
30.风轮与第二内圈1.3及第一内圈1.2连接。具体地，第一实施例中，风轮通过三排圆柱滚子轴承1的第二内圈1.3和第一内圈1.2转动，并通过第一内圈1.2将转速传输给一级行星架2.2，齿轮箱2对转速进行增速后，齿轮箱2的输出端将高转速输出给发电机，以带动发电机发电。
31.具体的，风轮与三排滚柱轴承1的第二内圈1.3及第一内圈1.2连接，风轮带动第二内圈1.3和第一内圈1.2同时旋转，而第一内圈1.2与齿轮箱2的一级行星架2.2通过第一紧固件3连接，带动齿轮箱2的一级行星架2.2旋转，将能量和转速通过齿轮箱2的太阳轮传递给第二级行星级，齿轮箱2可以为多级行星传动或行星+平行级传动，最终通过最后一级太阳轮或者平行轴将能量和速度传递给发电机。
32.第一内圈1.2与齿轮箱2的一级行星架2.2通过第一紧固件3连接。
33.外圈1.1和齿轮箱2的内齿圈2.1通过第二紧固件4连接。
34.三排滚柱轴承1运行径向游隙≤0mm。
35.请参阅图2，图2是本发明第二实施例提供的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构100的结构示意图。三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构100包括三排滚柱轴承1和齿轮箱2，三排滚柱轴承1包括外圈1.1、第一内圈1.2和第二内圈1.3，第一内圈1.2和第二内圈1.3连接，外圈1.1套设于第一内圈1.2和第二内圈1.3外，齿轮箱2包括壳体2.3、内齿圈2.1及一级行星架2.2，内齿圈2.1设置于壳体2.3内，内齿圈2.1能够相对壳体2.3转动，一级行星架2.2与壳体2.3固定连接，三排滚柱轴承1的外圈1.1和齿轮箱2的一级行星架2.2连接，三排滚柱轴承1的第一内圈1.2和齿轮箱2的内齿圈2.1连接。
36.本发明中三排圆柱滚子轴承1和齿轮箱2直接连接，三排圆柱滚子轴承1结构刚性较好，第一内圈1.2、第二内圈1.3与外圈1.1的相对变形极小，可以满足齿轮箱2与三排圆柱滚子轴承1刚性连接下良好的载荷传递，从而不需要像现有技术中那样通过主轴与齿轮箱2连接，进而不需要用于支撑主轴的分体或整体的轴承和轴承座。本发明通过三排圆柱滚子轴承1直接与齿轮箱2连接，节省了主轴、轴承座等结构，从而本发明的结构更少、结构更简单、尺寸更小，进而本发明的成本更低，重量更小，占用空间更小。
37.第一内圈1.2和第二内圈1.3通过螺栓5连接在一起。
38.齿轮箱2的一级行星架2.2与外圈1.1通过第一紧固件3连接。
39.第一内圈1.2和齿轮箱2的内齿圈2.1通过第二紧固件4连接。具体地，第二实施例中，风轮带动三排圆柱滚子轴承1的第二内圈1.3和第一内圈1.2转动，并通过第一内圈1.2
将转速传输给内齿圈2.1，齿轮箱2对转速进行增速后，齿轮箱2的输出端将高转速输出给发电机，以带动发电机发电。
40.齿轮箱2的一级行星架2.2与外圈1.1通过第一紧固件3连接，三排滚柱轴承1的第一内圈1.2和齿轮箱2的内齿圈2.1通过第二紧固件4连接，风轮带动第一内圈1.2、第二内圈1.3同时转动，第一内圈1.2和第二内圈1.3带动内齿圈2.1转动，将能量和转速通过齿轮箱2的太阳轮传递给第二级行星级，齿轮箱2可以为多级行星传动或行星+平行级传动，最终通过最后一级太阳轮或者平行轴将能量和速度传递给发电机。整体尺寸进一步减小，重量和成本进一步优化。
41.三排滚柱轴承1运行径向游隙为≤0mm。
42.本发明提供的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构100，是通过齿轮箱2的一级行星架2.2与三排滚柱轴承1直接连接，集成后通过三排滚柱轴承1的外部螺栓孔与机座连接，简单可靠，且三排滚柱轴承1与齿轮箱2共用一套润滑系统。由于三排滚柱轴承1结构刚性较好，内、外圈1.1的相对变形极小，可以满足齿轮箱2与三排滚柱轴承1刚性连接下良好的载荷传递，不需要齿轮箱2进行特殊的设计。此结构与传统结构比较，省掉了主轴、分体或整体轴承座，传动系尺寸减少2m以上，机座结构更简化，集成结构与机座螺栓连接，装配简单可靠。同时齿轮箱2的一级行星架2.2与传统比较，省掉了前后端轴承。风电设备传动系统零部件越少，故障点越少；装配简单，效率提升。此集成结构省掉了主轴、分体或整体轴承座，装配简单，极大降低了系统重量和结构尺寸，降低结构成本，同时三排滚柱轴承1和齿轮箱2一体设计，共用一套润滑系统，提升三排滚柱轴承1可靠性和降低了维护成本。
43.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，包括：三排滚柱轴承，所述三排滚柱轴承包括外圈、第一内圈和第二内圈，所述第一内圈和所述第二内圈连接，所述外圈套设于所述第一内圈和所述第二内圈外；齿轮箱，所述齿轮箱包括壳体、内齿圈及一级行星架，所述内齿圈与所述壳体固定连接，所述一级行星架设置于所述壳体内，所述一级行星架能够相对壳体转动，所述三排滚柱轴承的所述外圈和所述齿轮箱的所述内齿圈连接，所述三排滚柱轴承的所述第一内圈和所述齿轮箱的所述一级行星架连接。2.如权利要求1所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述第一内圈和所述第二内圈通过螺栓连接在一起。3.如权利要求1所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述第一内圈与所述齿轮箱的所述一级行星架通过第一紧固件连接。4.如权利要求1所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述外圈和所述齿轮箱的所述内齿圈通过第二紧固件连接。5.如权利要求1所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述三排滚柱轴承运行径向游隙≤0mm。6.一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，包括：三排滚柱轴承，所述三排滚柱轴承包括外圈、第一内圈和第二内圈，所述第一内圈和所述第二内圈连接，所述外圈套设于所述第一内圈和所述第二内圈外；齿轮箱，所述齿轮箱包括壳体、内齿圈及一级行星架，所述内齿圈设置于所述壳体内，所述内齿圈能够相对壳体转动，所述一级行星架与所述壳体固定连接，所述三排滚柱轴承的外圈和所述齿轮箱的一级行星架连接，所述三排滚柱轴承的第一内圈和所述齿轮箱的内齿圈连接。7.如权利要求6所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述第一内圈和所述第二内圈通过螺栓连接在一起。8.如权利要求6所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述齿轮箱的所述一级行星架与所述外圈通过第一紧固件连接。9.如权利要求6所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述第一内圈和所述齿轮箱的所述内齿圈通过第二紧固件连接。10.如权利要求6所述的三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构，其特征在于，所述三排滚柱轴承运行径向游隙≤0mm。

技术总结
本发明涉及风力发电齿轮箱技术领域，具体涉及一种三排滚柱轴承与齿轮箱集成结构；集成结构由三排滚柱轴承和齿轮箱的一级行星架直接连接，三排滚柱轴承结构刚性好，内、外圈的相对变形极小，可以满足齿轮箱与三排滚柱轴承刚性连接下良好的载荷传递。此结构与传统结构比较，省掉了主轴、分体或整体轴承座，传动系尺寸至少减少2m以上。优化的系统集成结构降低了风电整机采购及生产成本、同时更少的零部件降低了维护成本。了维护成本。了维护成本。


技术研发人员：徐宗佑
受保护的技术使用者：铨吉成能源技术（重庆）有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/4