一种风电齿轮箱同步调整工装的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组中传动链部件技术领域，具体涉及一种风电齿轮箱同步调整工装。


背景技术：

2.风电机组主要安装于荒漠、戈壁、高山或海洋等恶劣环境，机舱位于塔架顶端，安装和维护困难，为降低安装难度、简化维护工作和开发成本，需要风电机组机舱重量轻、可靠性高。其中机组传动链对机舱重量和可靠性起到决定性作用，传动链包括主轴、主轴轴承、轴承座、齿轮箱、联轴器等，齿轮箱是其中最关键部件。
3.目前传统的风电机组传动链中，齿轮箱采用行星传动加平行传动组合来实现结构紧凑、重量轻、功率密度高的要求，其中行星传动为主体结构。由于机组功率越来越大，现有的行星加平行级和多级行星增速的齿轮箱结构设计已经难以满足风电机组传动链进一步降低重量成本、提高可靠性的要求。因此，一种融合主轴设计的多分流平行传动齿轮箱开始用于大功率风电机组，由于其融合主轴设计，传动链中没有单独的主轴、主轴轴承、轴承座、联轴器等部件，可以大幅度减轻机组重量、降低机组成本、简化安装调试难度、提高可靠性。
4.这种齿轮箱的装配要求与传统的以行星结构为主的齿轮箱完全不同，新型齿轮箱在功率分流与汇流过程中为实现均载要求而设计了同步调整结构，需要专用装配工装调整同步，以满足齿轮均载要求，确保齿轮副正确啮合，原有的相应工装已经不能用于新型齿轮箱的装配。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种风电齿轮箱同步调整工装，能够用于新型齿轮箱第三级齿轮副装配的同步调整。
6.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种风电齿轮箱同步调整工装，包括输出轴固定工装、工装后箱体、三级主动轮加载工装和轮毂加载工装；
7.所述输出轴固定工装和工装后箱体可拆卸地连接，且分别与齿轮箱的输出轴和箱体可拆卸地连接；
8.所述三级主动轮加载工装与齿轮箱的三级主动轮可拆卸地连接，能够对三级主动轮施加扭力；
9.所述轮毂加载工装与三级主动轮的轮毂可拆卸地连接，能够对轮毂施加扭力。
10.输出轴固定工装和工装后箱体分别固定在箱体和输出轴上，再将三级主动轮加载工装和轮毂加载工装分别与三级主动轮和轮毂连接，并抵接在工装后箱体上，对三级主动轮和轮毂施加扭力，使三级主动轮的工作齿面紧贴在三级从动轮工作齿面上。
11.进一步地，所述输出轴固定工装包括圆筒、顶板和底座，所述顶板和底座分别设置在圆筒的两端，所述顶板与输出轴通过螺栓连接，所述底座与工装后箱体通过螺栓连接。
12.将圆筒套设在输出轴上，顶板与螺栓固定连接，底座与工装后箱体固定连接，用于
输出轴相对于工装后箱体固定。
13.进一步地，所述工装后箱体包括挡板、输出轴轴承座、轮毂轴承座和底座二，所述输出轴轴承座设置在底座二中心，多个所述轮毂轴承座绕周向设置在输出轴轴承座与底座二之间，并通过筋板分别与输出轴轴承座和底座二连接，多个所述挡板绕周向竖直设置在底座二上；
14.所述输出轴轴承座与输出轴固定工装通过螺栓连接，所述底座二与齿轮箱的箱体通过螺栓连接。
15.输出轴轴承座套设在输出轴上，轮毂轴承座套设在轮毂上，底座二和输出轴轴承座将输出轴与箱体相对固定，挡板用于承载调整轮毂和三级主动轮时的作用力。
16.进一步地，所述三级主动轮加载工装包括立板一和底座三，所述底座三与齿轮箱的三级主动轮通过螺栓连接，所述立板一竖直设置在底座三上。
17.将底座三与三级主动轮通过螺栓固定连接，使用液压缸抵接在挡板和立板一之间，对三级主动轮和工装后箱体之间施加作用力，达到设定扭矩，使三级主动轮的工作齿面紧贴在三级从动轮的工作齿面上。
18.进一步地，所述轮毂加载工装包括立板二和底座四，所述立板二竖直设置在底座四上，所述底座四与三级主动轮的轮毂通过螺栓连接。
19.将底座四与轮毂通过螺栓固定连接，使用液压缸抵接在挡板和立板二之间，对轮毂与后箱体工装之间施加作用力，达到设定扭矩并推动齿轮转动，消除输入级到轮毂之间的齿轮副侧隙，使主动轮工作齿面紧贴在从动轮工作齿面上。
20.上述一种风电齿轮箱同步调整工装的有益效果是：
21.(1)能够用于新型齿轮箱的装配工作，确保装配后第三级齿轮副之间啮合正常，避免齿轮副的功率汇流结构同步不到位，提高了齿轮箱第三级齿轮副的可靠性。
22.(2)工装的结构简单且重量轻，不需要精密的加工制造，并且操作较为简单，通过螺栓即可完成固定，容易掌握也方便操作。
23.(3)通过同步调整能够消除齿轮副装配时的误差，放宽了齿轮箱相关零部件的设计精度且不会影响性能，降低了齿轮箱整体的加工难度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
25.图1为本实用新型一实施例提供的一种风电齿轮箱同步调整工装的齿轮箱的示意图；
26.图2为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的主动轮组件的剖视图；
27.图3为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的输出轴固定工装的示意图；
28.图4为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的工装后箱体的示意图；
29.图5为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的三级主动轮加载工装的示意图；
30.图6为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的轮毂加载工装的示意图；
31.图7为图1所示的一种风电齿轮箱同步调整工装的俯视图；
32.附图标记：
33.10-三级齿轮副、111-三级主动轮、112-轮毂、113-连接螺栓、121-输出轴；
34.20-输出轴固定工装、21-圆筒、22-顶板、23-底座；
35.30-工装后箱体、31-挡板、32-输出轴轴承座、33-轮毂轴承座、34-底座二、35-筋板；
36.40-三级主动轮加载工装、41-立板一、42-底座三；
37.50-轮毂加载工装、51-立板二、52-底座四；
38.60-液压缸。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
40.请参阅图1至图7，本实用新型提供一种风电齿轮箱同步调整工装，包括输出轴固定工装20、工装后箱体30、三级主动轮加载工装40和轮毂加载工装50，输出轴固定工装20和工装后箱体30用于相对固定齿轮箱和输出轴121，三级主动轮加载工装40和轮毂加载工装50分别对三级主动轮111和轮毂112施加作用力，进行同步调整。
41.具体地，齿轮箱的结构如图1所示，在完成输入轴、前箱体、中箱体、一级齿轮副和二级齿轮副的组装，以及二级齿轮副的同步调整后，即可进三级齿轮副10的预安装。三级齿轮副10包括四个三级主动轮111和一个三级从动轮，三级主动轮111绕三级从动轮周向、间隔均匀地设置，且相啮合。每个三级主动轮111均与一个轮毂112装为主动轮组件，通过连接螺栓113轻微预紧(如图2所示)，三级从轮动与输出轴121安装为从动轮组件。将四个主动轮组件分别沿齿轮箱的轴向装入后，再将从动轮组件装入，使各齿轮相互间进入初步啮合状态。三级齿轮副10预安装好后，需要对每个主动轮进行同步调整，确保所有主动轮与从动轮的轮齿同时接触，才能正常工作，实现功率汇流。
42.具体地，如图1、图3和图4，先将输入轴和输出轴121相对于齿轮箱固定，底部的输入轴通过工装与箱体固定。输出轴固定工装20包括圆筒21、顶板22和底座23，顶板22和底座23均呈环形状且分别设置在圆筒21的两端，底座23绕外环设置，顶板22绕内环设置，均绕周向、间隔均匀地设有多个螺栓孔，顶板22与输出轴121通过螺栓相连接。工装后箱体30包括挡板31、输出轴轴承座32、轮毂轴承座33和底座二34，输出轴轴承座32、轮毂轴承座33和底座二34均呈环形状，输出轴轴承座32设置在底座二34的中心，用于套设在输出轴121上，轮毂轴承座33绕周向、间隔均匀地设置在底座二34与输出轴轴承座32之间，用于套设在轮毂112上，轮毂轴承座33两侧通过筋板35分别与输出轴轴承座32和底座二34连接。挡板31绕周向设置在底座二34上，且沿竖直方向设置。底座二34和输出轴轴承座32上均绕周向设有螺栓孔，底座二34与齿轮箱箱体通过螺栓连接，输出轴轴承座32与底座23通过螺栓连接，从而能够将输出轴121相对于齿轮箱固定。
43.具体地，如图5至图7所示，三级主动轮加载工装40包括立板一41和底座三42，底座三42为近似与z型的折形状，且一端开设有螺栓孔，与三级主动轮111通过螺栓连接，立板一41竖直的设置在底座三42另一端上。轮毂加载工装50包括立板二51和底座四52，底座四52呈环形状，绕周向开设有多个螺栓孔，与轮毂112的端部通过螺栓连接，立板二51竖直设置
在底座23的一侧。将液压缸60作为驱动件，分别设置在三级主动轮加载工装40和轮毂加载工装50处，液压缸60的一端与挡板31抵接，两个液压缸60的另一端分别抵接在立板一41和立板二51上，通过液压缸60施加作用力，施力方向如图所示，与齿轮箱工作状态受力一致，以达到设定扭矩，立板一41和立板二51上均设有板状加强筋，能够提高刚性。由于预安装时预留有调整余量，因此能够推动三级主动轮111转动，消除输出级到轮毂112之间的齿轮副侧隙，使三级主动轮111工作齿面紧贴在三级从动轮工作齿面上。将各种公差变动和误差累计所产生的波动间隙完全消除后，即可将三级主动轮111和轮毂112的连接螺栓113对称拧紧，沿螺栓分布的周向配钻和配铰定位销孔，每个主动轮组件至少两个对称布置两个定位销孔，装入定位销进行定位。最后即可拆除所有工装，将三级主动轮111和轮毂112的连接螺栓113重新按设计力矩拧紧，将齿轮箱中箱体和后箱体对位组装并通过螺栓固定，完成齿轮箱其余附件安装后，齿轮箱总装完成。
44.使用上述一种风电齿轮箱同步调整工装，使用上述一种风电机组齿轮箱的装配工装，能够用于新型齿轮箱的多分流平行传动结构以及类似的同步均载结构的装配调整，保证其性能达到设计要求。利用本工装进行加载可将影响齿轮副均载的误差集中到同步调整结构上消除，从而放宽了风电齿轮箱中相关零部件的设计精度要求和加工难度，降低了大型风电齿轮箱的加工成本。并且工装的结构简单操作难度低，工装的加工成本也较低，且调节效果好，能够消除累计误差使三级齿轮副处于良好的接触状态，确保了可靠性。
45.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。