一种油路装置及使用方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于滑动轴承的油路装置及使用方法。


背景技术：

2.齿轮箱广泛应用于风力发电机组中，其可以将风轮在风力作用下产生的低速大扭矩通过齿轮增速后传递给发电机，使得发电机获取发电所要求的转速。目前，齿轮箱中的轴承主要采用滚动轴承，极少使用滑动轴承，原因在于齿轮箱经常出现不稳定的运行条件以及滑动轴承在极端负荷时会出现暂时极低的滑动速度，无法满足滑动轴承的应用条件。
3.随着大兆瓦(》5mw)齿轮箱在风电行业的普及和风电齿轮箱扭矩密度的提升，滑动轴承逐渐应用于齿轮箱的行星轮上。然而，现有齿轮箱的润滑系统通常是针对滚动轴承设计的成熟系统；当行星轮采用滑动轴承后，基于风力发电机工况复杂、齿轮箱寿命要求长及采用斜齿轮等特点，使得滑动轴承的运行条件变得恶劣，这对齿轮箱的润滑系统提出了更高的要求。现有齿轮箱的润滑系统在风场断电时无法运行，不能满足行星轮滑动轴承的运行要求，因此有必要对齿轮箱的润滑方式进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种油路装置及使用方法，通过蓄能器可以在润滑系统正常时存储能量以及在润滑系统异常时释放能量，从而在润滑系统异常时仍然可以实现对滑动轴承的功能。
5.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种油路装置，位于齿轮箱的行星轮销轴中；所述行星轮销轴通过滑动轴承与行星轮转动连接，且所述滑动轴承的内圈与所述行星轮销轴固定连接，外圈与所述行星轮固定连接；所述油路装置包括：
7.管路组，分别与所述齿轮箱的润滑系统和所述滑动轴承连接，用于将所述润滑系统中的润滑油输送至所述滑动轴承的内圈和外圈之间，以形成油膜；
8.存油腔，与所述管路组进行连接，用于存储润滑油；
9.蓄能器，设置于所述存油腔中，用于存储和释放能量，以在所述润滑系统异常时将所述存油腔内的润滑油输送至所述滑动轴承的内圈和外圈之间。
10.优选地，所述管路组包括：
11.第一管路，其进油口与所述润滑系统连接，其出油口贯穿所述滑动轴承的内圈，用于将润滑油输送至所述滑动轴承的内圈和外圈之间；
12.第二管路，其进油口与所述第一管路的进油口连接；
13.第三管路，其进油口与所述第二管路的出油口连接，其出油口与所述存油腔连接，用于将润滑油输送至所述存油腔。
14.优选地，所述管路组还包括：第四管路，其包括第一通口、第二通口和第三通口；且
所述第四管路的第一通口与所述第一管路连接，第二通口与所述第二管路连接，第三通口与所述第三管路连接，用于将所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路连通。
15.优选地，所述管路组还包括：
16.第一单向阀，设置于所述第一管路上，位于所述第一管路的进油口和所述第四管路的第一通口之间，用于控制所述第一管路的通断及所述第一管路内润滑油的流向；
17.第二单向阀，设置于所述第三管路上，位于所述第三管路的进油口和所述第四管路的第三通口之间，用于控制所述第三管路的通断及所述第三管路内润滑油的流向；以及
18.压力开关，设置于所述第四管路上，位于所述第四管路的第一通口和第二通口的交汇处，用于控制所述第四管路的通断。
19.优选地，所述第一单向阀使润滑油沿所述第一管路的进油口至出油口的方向流动；
20.所述第二单向阀使润滑油沿所述第三管路的进油口至出油口的方向流动。
21.优选地，所述第一单向阀的开启压力大于所述第二单向阀的开启压力；
22.所述第二单向阀的开启压力大于所述压力开关的闭合压力。
23.优选地，所述蓄能器包括：
24.活塞，位于所述存油腔内，与所述存油腔的内侧壁滑动连接；
25.伸缩部件，其第一端与所述活塞远离所述第三管路的一端固定连接，其第二端与所述存油腔远离所述第三管路的一端固定连接，用于在所述润滑系统正常时通过压缩存储能量以及在所述润滑系统异常时通过伸张释放能量；且所述伸缩部件的第一端和第二端相对设置；
26.所述伸缩部件释放能量使所述活塞将所述存油腔内的润滑油经所述第三管路、所述第四管路和所述第一管路输送至所述滑动轴承的内圈和外圈之间。
27.另一方面，本发明还提供一种如上述的油路装置的使用方法，包括：
28.使齿轮箱的润滑系统向管路组输送润滑油；
29.使所述管路组将润滑油输送至存油腔，以存储润滑油并使蓄能器存储能量；以及
30.使所述管路组将润滑油输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，以形成油膜。
31.优选地，所述油路装置的使用方法，还包括：
32.使所述蓄能器在所述润滑系统异常时释放能量，以将所述存油腔内的润滑油通过所述管路组输送至所述滑动轴承的内圈和外圈之间。
33.优选地，使所述管路组将润滑油输送至存油腔的步骤包括：
34.使第一管路进油口与第一单向阀之间的油压小于所述第一单向阀的开启压力，第三管路进油口与第二单向阀之间的油压小于所述第二单向阀的开启压力，且第二管路的进油口与压力开关之间的油压大于所述压力开关的闭合压力，以闭合所述压力开关，阻断第四管路；
35.使所述第一管路进油口与所述第一单向阀之间的油压小于所述第一单向阀的开启压力，且所述第三管路进油口与所述第二单向阀之间的油压大于所述第二单向阀的开启压力，以开启所述第二单向阀，将所述第三管路导通且将润滑油沿所述第三管路进油口至出油口的方向流入所述存油腔内；以及
36.使流入所述存油腔的润滑油通过活塞将伸缩部件压缩至第一预设位置，以存储能
量。
37.优选地，使所述管路组将润滑油输送至滑动轴承的内圈和外圈之间的步骤包括：
38.使所述第一管路进油口与所述第一单向阀之间的油压大于所述第一单向阀的开启压力，以开启所述第一单向阀，将所述第一管路导通且将润滑油沿所述第一管路进油口至出油口的方向流入所述滑动轴承的内圈和外圈之间。
39.优选地，使所述蓄能器在所述润滑系统异常时释放能量的步骤包括：
40.使所述伸缩部件通过所述活塞向所述存油腔内的润滑油施加压力，以伸张至第二预设位置，并将所述存油腔内的润滑油经所述第三管路流入所述第四管路的第三通口；
41.使所述第二管路的进油口与所述压力开关之间的油压小于所述压力开关的闭合压力，以断开所述压力开关，将所述第四管路导通且将润滑油沿所述第四管路的第三通口至第一通口的方向流入所述第一管路；以及
42.使润滑油经所述第一管路出油口流入所述滑动轴承的内圈和外圈之间。
43.本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：
44.本发明提供的一种油路装置及使用方法，在齿轮箱的润滑系统正常运行时通过管路组可以将润滑油输送至存油腔进行存储并使蓄能器存储能量，待存油腔内充满润滑油后通过管路组可以将润滑油输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，以形成油膜，实现常规润滑功能。在润滑系统异常时通过使蓄能器释放能量，可以将存油腔内的润滑油经管路组输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，从而在润滑系统异常时仍然可以对滑动轴承进行润滑，进而提高滑动轴承的可靠性。
45.本发明中第一单向阀可以使第一管路内的润滑油沿单向流动，以防止第一管路内的润滑油返流至润滑系统；所述第二单向阀可以使第三管路内的润滑油单向流动，以防止第三管路内的润滑油返流至润滑系统。
46.本发明中通过油压可以控制压力开关的闭合和断开，从而控制第四管路的通断，进而控制第一管路和第三管路通过第四管路连通或断开。
47.本发明中伸缩部件可以在润滑系统正常时通过压缩存储能量以及在润滑系统异常时通过伸张释放能量；且伸缩部件释放能量时通过活塞可以将存油腔内的润滑油经第三管路、第四管路和第一管路输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，从而在润滑系统异常时仍然可以对滑动轴承进行润滑。
附图说明
48.图1是本发明一实施例提供的一种油路装置的结构示意图；
49.图2是本发明一实施例提供的一种油路装置中压力开关闭合时润滑油流向示意图；
50.图3是本发明一实施例提供的一种油路装置中第二单向阀开启时润滑油流向示意图；
51.图4是本发明一实施例提供的一种油路装置中第一单向阀开启时润滑油流向示意图；
52.图5是本发明一实施例提供的一种油路装置中润滑系统异常时润滑油流向示意图。
具体实施方式
53.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种油路装置及使用方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
55.结合附图1～5所示，本实施例提供一种油路装置，位于齿轮箱的行星轮销轴100中；所述行星轮销轴100通过滑动轴承101与行星轮102转动连接，且所述滑动轴承101的内圈与所述行星轮销轴100固定连接，外圈与所述行星轮102固定连接；所述油路装置包括：管路组201，分别与所述齿轮箱的润滑系统105和所述滑动轴承101连接，用于将所述润滑系统105中的润滑油输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间，以形成油膜；存油腔202，与所述管路组201进行连接，用于存储润滑油；蓄能器203，设置于所述存油腔202中，用于存储和释放能量，以在所述润滑系统105异常时将所述存油腔202内的润滑油输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间。
56.具体的，所述滑动轴承101的润滑原理是使润滑油在所述滑动轴承101的内圈和外圈之间形成油膜；所述油膜可以承受面压，防止所述滑动轴承101内圈和外圈之间温度过高及产生摩擦损伤。此外，流入所述滑动轴承101内圈和外圈之间的润滑油还会沿回油管路流回至所述齿轮箱的油池，使得所述油膜还可以起到冷却作用，但本发明不以此为限。
57.在本实施例中，所述行星轮销轴100可以固定于行星轮转架103上，所述行星轮转架103和所述行星轮102之间还可以设置一推力轴承104。更具体的，润滑油从所述滑动轴承101流出后，一部分润滑油可以沿回油管路流回至所述齿轮箱的油池，另一部分润滑油则可以流入所述推力轴承104的内圈和外圈之间且形成油膜后同样沿回油管路流回所述齿轮箱的油池，但本发明不以此为限。
58.在又一实施例中，润滑油可以经所述管路组201并行流入所述滑动轴承101和所述推力轴承104的内、外圈之间，但本发明不以此为限。
59.请继续参考图1，所述管路组201包括：第一管路2011，其进油口与所述润滑系统105连接，其出油口贯穿所述滑动轴承101的内圈，用于将润滑油输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间；第二管路2012，其进油口与所述第一管路2011的进油口连接；第三管路2013，其进油口与所述第二管路2012的出油口连接，其出油口与所述存油腔202连接，用于
将润滑油输送至所述存油腔202。
60.可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述管路组201还包括：第四管路2014，其包括第一通口、第二通口和第三通口；且所述第四管路2014的第一通口与所述第一管路2011连接，第二通口与所述第二管路2012连接，第三通口与所述第三管路2013连接，用于将所述第一管路2011、所述第二管路2012和所述第三管路2013连通。
61.在一些实施例中，所述管路组201还包括：第一单向阀2015，设置于所述第一管路2011上，位于所述第一管路2011的进油口和所述第四管路2014的第一通口之间，用于控制所述第一管路2011的通断及所述第一管路2011内润滑油的流向；第二单向阀2016，设置于所述第三管路2013上，位于所述第三管路2013的进油口和所述第四管路2014的第三通口之间，用于控制所述第三管路2013的通断及所述第三管路2013内润滑油的流向；以及压力开关2017，设置于所述第四管路2014上，位于所述第四管路2014的第一通口和第二通口的交汇处，用于控制所述第四管路2014的通断。
62.在一些实施例中，所述第一单向阀2015使润滑油沿所述第一管路2011的进油口至出油口的方向流动；所述第二单向阀2016使润滑油沿所述第三管路2013的进油口至出油口的方向流动。
63.具体的，在本实施例中，所述第一单向阀2015可以使所述第一管路2011内的润滑油单向流动，以防止所述第一管路2011内的润滑油返流至所述润滑系统105。所述第二单向阀2016则可以使所述第三管路2013内的润滑油单向流动，以防止所述第三管路2013内的润滑油返流至所述润滑系统105，但本发明不以此为限。
64.具体的，在本实施例中，所述压力开关2017设置于所述第四管路2014的第一通口和第二通口的交汇处，则无论所述压力开关2017闭合还是断开，所述第四管路2014的第二通口皆不与第一通口和第三通口连通，即所述压力开关2017用于阻断所述第四管路2014的第二通口以及控制所述第四管路2014的第一通口和第三通口之间的通断。更具体的，所述压力开关2017闭合时(如图1所示)，所述第四管路2014的第一通口和第三通口之间被阻断即所述第四管路2014被阻断，则所述第一管路2011和所述第三管路2013无法通过所述第四管路2014连通；所述压力开关2017断开时(如图5所示)，所述第四管路2014的第一通口和第三通口之间连通即所述第四管路2014导通，此时所述第一管路2011和所述第三管路2013则可以通过所述第四管路2014连通，但本发明不以此为限。
65.请同时参考图2至图4，所述第一单向阀2015的开启压力大于所述第二单向阀2016的开启压力；所述第二单向阀2016的开启压力大于所述压力开关2017的闭合压力。
66.具体的，在本实施例中，所述润滑系统105正常运行(带电)时，所述润滑系统105中的润滑油在外部动力作用下可以进入所述管路组201，且所述管路组201内会产生对应的油压。由于所述第一单向阀2015的开启压力(例如0.2mpa)最大，所述第二单向阀2016的开启压力(例如0.1mpa)次之，所述压力开关2017的闭合压力(例如0.05mpa)最小，则所述第二管路2012的进油口与所述压力开关2017之间的油压会首先高于所述压力开关2017的闭合压力，使得所述压力开关2017在油压作用下闭合(如图2所示)，从而阻断所述第四管路2014，进而使所述第一管路2011、所述第二管路2012和所述第三管路2013不连通。
67.随后，所述润滑系统105中的润滑油继续进入所述管路组201，由于所述第二管路2012的进油口与所述压力开关2017之间已充满润滑油且所述第四管路2014被阻断，则继续
进入所述管路组201的润滑油会分别流入所述第一管路2011和所述第三管路2013内，且所述第三管路2013进油口与所述第二单向阀2016之间的油压也随之高于所述第二单向阀2016的开启压力，使得所述第二单向阀2016在油压作用下开启(如图3所示)，从而使得所述第三管路2013导通，进而使得润滑油可以沿所述第三管路2013进油口至出油口的方向流入所述存油腔202内。
68.待所述存油腔202充满润滑油后，所述润滑系统105中的润滑油仍继续进入所述管路组201，此时继续进入所述管路组201的润滑油则会流入所述第一管路2011内，且所述第一管路2011进油口与所述第一单向阀2015之间的油压也随之高于所述第一单向阀2015的开启压力，使得所述第一单向阀2015在油压作用下开启(如图4所示)，从而使得所述第一管路2011导通，进而使得润滑油可以沿所述第一管路2011进油口至出油口的方向流入所述滑动轴承101的内圈和外圈之间，以形成油膜，实现常规润滑功能，但本发明不以此为限。
69.请同时参考图1、图3和图5，所述蓄能器203包括：活塞2031，位于所述存油腔202内，与所述存油腔202的内侧壁滑动连接；伸缩部件2032，其第一端与所述活塞2031远离所述第三管路2013的一端固定连接，其第二端与所述存油腔202远离所述第三管路2013的一端固定连接，用于在所述润滑系统105正常时通过压缩存储能量以及在所述润滑系统105异常时通过伸张释放能量；且所述伸缩部件2032的第一端和第二端相对设置；所述伸缩部件2032释放能量使所述活塞2031将所述存油腔202内的润滑油经所述第三管路2013、所述第四管路2014和所述第一管路2011输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间。
70.具体的，在本实施例中，所述润滑系统105正常运行(带电)时，流入所述存油腔202的润滑油可以通过所述活塞2031向所述伸缩部件2032施加压力，使得所述活塞2031及所述伸缩部件2032沿远离所述第三管路2013的方向移动至第一预设位置即压缩至第一极限位置(如图3所示)，以为润滑油提供存储空间并使所述伸缩部件2032自身存储能量。优选地，所述伸缩部件2032为弹簧；所述第一预设位置可以为所述存油腔202远离所述第三管路2013的一端，且所述伸缩部件2032压缩至所述第一预设位置时所述存油腔202内可以完全充满润滑油，但本发明不以此为限。
71.具体的，在本实施例中，所述润滑系统105出现异常(断电)时，所述润滑系统105中用于输送润滑油的外部动力消失，所述润滑系统105中的润滑油无法流入所述管路组201，使得所述管路组201内会失去油压，所述伸缩部件2032也不再受力压缩；此时，所述伸缩部件2032及所述活塞2031可以沿靠近所述第三管路2013的方向移动至第二预设位置即伸张至第二极限位置。由于所述存油腔202内充满润滑油，则所述伸缩部件2032在伸张过程中可以通过所述活塞2031对所述存油腔202内的润滑油施加压力，以将所述存油腔202内的润滑油推送至所述第三管路2013内。更具体的，由于所述第三管路2013上的所述第二单向阀2016可以阻止润滑油向所述润滑系统105流动，则所述第三管路2013内的润滑油会全部流入所述第四管路2014内；随着所述伸缩部件2031的持续伸张，所述存油腔202内的润滑油会持续经所述第三管路2013流入所述第四管路2014内，且所述第二管路2012内的润滑油返流至所述润滑系统105导致所述第二管路2012的进油口与所述压力开关2017之间的油压小于所述压力开关2017的闭合压力，使得所述压力开关2017断开(如图5所示)，从而使得所述第四管路2014的第三通口和第一通口连通，进而使得润滑油可以沿所述第四管路2014的第三通口至第一通口的方向流入所述第一管路2011内；由于所述第一管路2011上的所述第一单
向阀2015同样可以阻止润滑油向所述润滑系统105流动，则所述第一管路2011内的润滑油会全部流入所述滑动轴承101的内圈和外圈之间，从而在断电(电网掉电)等状态下仍然可以对所述滑动轴承101进行润滑，进而提高所述滑动轴承101的可靠性。优选地，所述第二预设位置可以为所述存油腔202靠近所述第三管路2013的一端，且所述伸缩部件2032伸张至所述第二预设位置时所述存油腔202内无润滑油，即润滑油完全输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间，但本发明不以此为限。
72.另一方面，本实施例还提供一种如上述的油路装置的使用方法，包括：步骤s1、使齿轮箱的润滑系统105向管路组201输送润滑油；步骤s2、使所述管路组201将润滑油输送至存油腔202，以存储润滑油并使蓄能器203存储能量；以及步骤s3、使所述管路组201将润滑油输送至滑动轴承101的内圈和外圈之间，以形成油膜。
73.可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述油路装置的使用方法，还包括：步骤s4、使所述蓄能器203在所述润滑系统105异常时释放能量，以将所述存油腔202内的润滑油通过所述管路组201输送至所述滑动轴承101的内圈和外圈之间。
74.具体的，在本实施例中，执行所述步骤s3之前，需使所述存油腔202内充满润滑油，但本发明不以此为限。
75.具体的，在本实施例中，所述步骤s2包括：使第一管路2011进油口与第一单向阀2015之间的油压小于所述第一单向阀2015的开启压力，第三管路2013进油口与第二单向阀2016之间的油压小于所述第二单向阀2016的开启压力，且第二管路2012的进油口与压力开关2017之间的油压大于所述压力开关2017的闭合压力，以闭合所述压力开关2017，阻断第四管路2014；使所述第一管路2011进油口与所述第一单向阀2015之间的油压小于所述第一单向阀2015的开启压力，且所述第三管路2013进油口与所述第二单向阀2016之间的油压大于所述第二单向阀2016的开启压力，以开启所述第二单向阀2016，将所述第三管路2013导通且将润滑油沿所述第三管路2013进油口至出油口的方向流入所述存油腔202内；以及使流入所述存油腔202的润滑油通过活塞2031将伸缩部件2031压缩至第一预设位置，以存储能量。
76.所述步骤s3包括：使所述第一管路2011进油口与所述第一单向阀2015之间的油压大于所述第一单向阀2015的开启压力，以开启所述第一单向阀2015，将所述第一管路2011导通且将润滑油沿所述第一管路2011进油口至出油口的方向流入所述滑动轴承101的内圈和外圈之间。
77.所述步骤s4包括：使所述伸缩部件2032通过所述活塞2031向所述存油腔202内的润滑油施加压力，以伸张至第二预设位置，将所述存油腔202内的润滑油经所述第三管路2013流入所述第四管路2014的第三通口；使所述第二管路2012的进油口与所述压力开关2017之间的油压小于所述压力开关2017的闭合压力，以断开所述压力开关2017，将所述第四管路2014导通且将润滑油沿所述第四管路2014的第三通口至第一通口的方向流入所述第一管路2011；以及使润滑油经所述第一管路2011出油口流入所述滑动轴承101的内圈和外圈之间。
78.综上所述，本实施例提供的一种油路装置及使用方法，在齿轮箱的润滑系统正常运行时通过管路组可以将润滑油输送至存油腔进行存储并使蓄能器存储能量，待存油腔内充满润滑油后通过管路组可以将润滑油输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，以形成油膜，
实现常规润滑功能。在润滑系统异常时通过使蓄能器释放能量，可以将存油腔内的润滑油经管路组输送至滑动轴承的内圈和外圈之间，从而在润滑系统异常时仍然可以对滑动轴承进行润滑，进而提高滑动轴承的可靠性。
79.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。