一种齿轮箱润滑系统的制作方法

1.本发明涉及齿轮箱润滑冷却，尤其涉及一种带行星轮滑动轴承的齿轮箱润滑系统。


背景技术：

2.目前风力发电机主齿轮箱主要配备滚动轴承，极少使用滑动轴承。其原因在于风力发电机的运行条件不稳定以及风电齿轮箱轴承可能在极低的滑动速度时同时承受极端负荷。通常滑动轴承在高转速至极高转速的应用条件下使用。因此风力发电机齿轮箱中的轴承位置几乎只使用滚动轴承。
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，齿轮箱行星轮滑动轴承开始在风电行业应用。但是随着机型不断加大，叶片不断增大，叶片的安装过程中产生的载荷以及运行在不同的特殊的环境以及特殊工况下导致了风电齿轮箱会承受各种极端低速、重载且无润滑等特殊工况，这些特殊工况均对滑动轴承应用于风电主齿轮箱提出了挑战。在使用滑动轴承时，需要满足在不同工况条件下对滑动轴承的润滑要求，从而延缓滑动轴承的失效，延长设备的使用寿命。
4.现有齿轮箱润滑系统是为滚动轴承设计的成熟系统，当行星轮采用滑动轴承后，由于风电齿轮箱采用斜齿轮，滑动轴承在承受转矩的同时也承受倾覆力矩，使风电齿轮箱的滑动轴承的运行条件变得比常规工业齿轮箱用的滑动轴承更加恶劣。风机在停机和启机时，特别是在风场断电条件时，风电齿轮箱轴承可能在极低的滑动速度时同时承受极端负荷，现有齿轮箱润滑系统尚未充分考虑这些极端工况，急需改进。
5.滑动轴承更好的润滑方式是使用较高的压力和稳定供油形成针对滑动轴承的良好润滑，但现有油路由于沿用了滚动轴承润滑冷却方式，采用开放式油路，即齿轮箱的各个部位使用同一条润滑油路，共用一套开放式的润滑通道，到达行星轮滑动轴承的润滑油压力低且难以控制。同时，由于行星轮滑动轴承和其它润滑点共用润滑油泵，不具备针对行星轮滑动轴承的润滑冷却进行独立控制的功能。


技术实现要素：

6.本发明提出了一种齿轮箱润滑系统，可以实现在风机常规运行时为齿轮箱行星轮滑动轴承提供可控较高压力和流量的润滑油，提升滑动轴承的承载能力，延长滑动轴承的使用寿命；在风场断电等极端状况下，可以为滑动轴承提供专用的独立润滑，比整体为齿轮箱润滑系统提供润滑更加灵活和经济节能。
7.为了达到上述目的，本发明提出了一种齿轮箱润滑系统，所述齿轮箱包含行星轮及油池，所述行星轮采用滑动轴承，所述油池内储存有润滑油，所述润滑系统包含：
8.第一内部油路，位于所述齿轮箱内部，用于将所述润滑油输送到齿轮箱行星轮滑动轴承所需的润滑点；
9.第二内部油路，位于所述齿轮箱内部，用于将所述润滑油输送到齿轮箱上除所述
滑动轴承外的所有其他润滑点；
10.第一油泵，所述第一油泵的输入端与所述油池连接，所述第一油泵的输出端经第一过滤单元与第一多通阀的输入端连接；所述第一多通阀的输出端与所述第二内部油路连接；所述第一油泵与所述第一过滤单元、所述第一多通阀形成第一输送油路；
11.第二油泵，所述第二油泵的输入端经第二多通阀与所述第一多通阀的输出端连接，所述第二油泵的输出端经第三多通阀与所述第一内部油路连接；所述第一油泵与所述第一过滤单元、所述第一多通阀、所述第二多通阀、所述第二油泵及所述第三多通阀形成第二输送油路。
12.进一步地，所述第二油泵的输入端经所述第二多通阀与所述油池连接，所述第二油泵的输出端经所述第三多通阀与所述第一过滤单元的输入端连接；所述第一多通阀的输出端还与所述第一内部油路连接；所述第二多通阀、所述第二油泵、第三多通阀、所述第一过滤单元及所述第一多通阀形成第三输送油路。
13.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括第一温控单元，所述第一温控单元一端与所述第一多通阀的输出端连接，另一端分别与所述第二内部油路及第二多通阀的输入端连接，用于调节所述润滑油的温度。
14.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括第一温控单元，所述第一温控单元设置在所述第一过滤单元及所述第一多通阀之间。
15.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括应急电源，所述应急电源分别与所述第一油泵及所述第二油泵连接，可独立或组合驱动所述第一油泵与第一油泵。
16.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括：
17.压力传感器，所述压力传感器设置在所述第一多通阀与所述第二内部油路之间；
18.控制单元，所述控制单元与所述压力传感器、所述应急电源及所述第一多通阀、第二多通阀与第三多通阀连接，用于根据所述压力传感器的压力，控制所述第一多通阀、第二多通阀、第三多通阀及应急电源，实现所述第一输送油路、第二输送油路及第三输送油路的切换。
19.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括第二过滤单元，所述第二过滤单元一端与所述油池连接，另一端与所述第二多通阀的输入端连接；所述第二过滤单元、第二多通阀、第二油泵、第三多通阀形成第四输送油路。
20.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括包括第二温控单元，所述第二温控单元位于所述第二过滤单元与所述第二多通阀之间。
21.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还还包括应急电源，所述应急电源分别与所述第一油泵及所述第二油泵连接，用于独立或组合驱动所述第一油泵与第一油泵。
22.进一步地，所述齿轮箱润滑系统还包括：
23.压力传感器，所述压力传感器设置在所述第一多通阀与所述第二内部油路之间；
24.控制单元，所述控制单元用于根据所述压力传感器的压力，控制所述第一多通阀、第二多通阀、第三多通阀及应急电源，实现所述第一输送油路、第二输送油路及第四输送油路的切换。
25.本发明具有以下有益效果：
26.本发明设置有为齿轮箱行星轮滑动轴承提供润滑油的第一内部油路、为除所述滑
动轴承外的其他润滑点提供润滑油的第二油路，以及分别为所述第一内部油路和所述第二内部油路提供润滑油的第二输送油路、和第一输送油路，采用两条润滑油路可以为行星轮滑动轴承提供较高压力和流量的润滑油，提升滑动轴承的承载能力，延长滑动轴承的使用寿命。
27.本发明采用两个油泵，可以独立控制行星轮滑动轴承的润滑功能。
28.本发明采用多个多通阀组合形式，可以在风场断电等极端状况下，为滑动轴承提供专用的独立润滑，比整体为齿轮箱润滑系统提供润滑更加灵活和经济节能。
附图说明
29.图1为本发明实施例一的齿轮箱润滑系统的结构示意图。
30.图2为本发明实施例一的齿轮箱润滑系统的结构示意图。
31.图3为本发明实施例二的齿轮箱润滑系统的结构示意图。
32.图4为本发明实施例三的齿轮箱润滑系统的结构示意图。
33.图5为本发明实施例四的齿轮箱润滑系统的结构示意图。
具体实施方式
34.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
35.所述齿轮箱1包含行星轮及油池14，所述行星轮采用滑动轴承，所述油池14内储存有润滑油，所述齿轮箱润滑系统从所述油池14内吸取润滑油并分别输送到行星轮滑动轴承、及齿轮箱1中除所述行星轮滑动轴承外其他润滑点，为行星轮滑动轴承提供良好的润滑。
36.实施例一
37.本发明实施例提出了一种齿轮箱润滑系统，如图1-图2所示，包含：
38.第一内部油路7，位于所述齿轮箱1内部，用于将所述润滑油输送到齿轮箱1行星轮滑动轴承所需的润滑点。
39.第二内部油路2，位于所述齿轮箱1内部，用于将所述润滑油输送到齿轮箱1上除所述滑动轴承外的其他润滑点。
40.第一油泵5，所述第一油泵5的输入端与所述油池14连接，所述第一油泵5的输出端经第一过滤单元4与第一多通阀10的输入端连接；所述第一多通阀10的输出端与所述第二内部油路2连接；所述第一油泵5与所述第一过滤单元4、所述第一多通阀10形成第一输送油路。所述润滑油经所述第一输送油路输送到第二内部油路2，为齿轮箱1中除行星轮滑动轴承外的其他润滑点提供润滑。
41.第二油泵6，所述第二油泵6的输入端经第二多通阀9与所述第一多通阀10的输出端连接，所述第二油泵6的输出端经第三多通阀8与所述第一内部油路7连接；所述第一油泵5与所述第一过滤单元4、所述第一多通阀10、所述第二多通阀9、所述第二油泵6及所述第三多通阀8形成第二输送油路，所述第二输送油路为齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路。所述第二油泵6控制第二输送油路中的所述润滑油的油压和流量，所述润滑油经所述第二
输送油路输送到第一内部油路7，为齿轮箱1中行星轮滑动轴承提供较高压力和流量的润滑油。
42.行星轮滑动轴承与齿轮箱1其他润滑点采用两条润滑油路，保障输送到行星轮滑动轴承上的润滑油具有较高压力和流量，从而提升滑动轴承的承载能力，延长滑动轴承的使用寿命。
43.所述第二油泵6的输入端经所述第二多通阀9还与所述油池14连接，所述第二油泵6的输出端经所述第三多通阀8与所述第一过滤单元4的输入端连接；所述第一多通阀10的输出端还与所述第一内部油路7连接；所述第二多通阀9、所述第二油泵6、第三多通阀8、所述第一过滤单元4及所述第一多通阀10形成第三输送油路，所述第三输送油路为风机极端状态下齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路。此时，第二油泵6作为动力泵，独立为所述行星轮滑动轴承提供较高压力和流量的润滑油，所述润滑油经第三输送油路输送到第一内部油路7，实现齿轮箱1中行星轮滑动轴承的独立润滑功能。
44.应急电源12，所述应急电源12分别与所述第一油泵5和第一油泵5连接，可独立或组合驱动第一油泵5和第二油泵6。所述应急电源12在极端状态下，例如风场电源中断时，为齿轮箱润滑系统提供备用电源，实现齿轮箱1的整体润滑或行星轮滑动轴承的独立润滑功能。
45.压力传感器11，所述压力传感器11设置在所述第一多通阀10与所述第二内部油路2之间，用于检测输送到第二内部油路2的润滑油压力。
46.第一温控单元3，所述第一温控单元3一端所述第一多通阀10的输出端连接，另一端分别与所述第二内部油路2及第二多通阀9的输入端连接，用于调节所述润滑油的温度。润滑油经第一温控单元3后，其中一路经由压力传感器11输送到第二内部油路2，另一路经由第二多通阀9、第二油泵6、第三多通阀8输送到第一内部油路7。
47.控制单元13，所述控制单元13与所述压力传感器11、所述应急电源12及所述第一多通阀10、第二多通阀9与第三多通阀8连接，用于根据所述压力传感器11的压力，控制所述第一多通阀10、第二多通阀9、第三多通阀8及应急电源12，实现所述第一输送油路、第二输送油路及第三输送油路的切换。采用第一多通阀10、第二多通阀9与第三多通阀8的组合形式，在风机常规状态或极端状态下切换齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路，即切换第二输送油路与第三输送油路，无需单独设置过滤单元。
48.本实施例提供的齿轮箱润滑系统可在风机常规状态下或者风机极端状态下工作时，为齿轮箱1整体进行润滑或对行星轮滑动轴承进行单独润滑。
49.如图1所示，为齿轮箱润滑系统在风机常规状态下或者风机极端状态下工作时为齿轮箱1整体进行润滑的结构示意图。第一油泵5与第二油泵6同时工作，第一油泵5从油池14中吸取润滑油，所述润滑油经第一过滤单元4过滤后输入所述第一多通阀10，经所述第一多通阀10输出后再输入到所述第一温控单元3进行加热，而后分为两路，其中一路经所述压力传感器11流入到第二内部油路2，为齿轮箱1中除行星轮滑动轴承外的其他润滑点进行润滑，另一路经所述第二多通阀9输入到所述第二油泵6，所述第二油泵6吸取所述润滑油并经由所述第三多通阀8输入到第一内部油路7，为齿轮箱1中行星轮滑动轴承进行润滑。
50.如图2所示，为齿轮箱润滑系统在风机常规状态下或者风机极端状态下工作时为行星轮滑动轴承进行单独润滑的结构示意图。第一油泵5不工作，第二油泵6工作。所述第二
油泵6经过所述第二多通泵从所述油池14内吸取润滑油，所述润滑油再经所述第三多通阀8输入到所述第一过滤单元4，而后通过所述第一多通阀10输入到所述第一内部油路7，为齿轮箱1中行星轮滑动轴承进行润滑。
51.实施例二
52.在上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图3所示，所述第一温控单元3设置在所述第一有过滤单元与所述第一多通阀10之间，调节所述润滑油的温度。齿轮箱润滑系统为齿轮箱1整体或单独为齿轮箱1的行星轮滑动轴承进行润滑时，所述润滑油经第一过滤单元4进行过滤、经第一温控单元3进行温度调节，输入到第二内部油路2和/或第一内部油路7。本实施例中，在风机常规状态或极端状态下切换齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路，即切换第一输送油路、第二输送油路与第三输送油路，无需单独设置过滤单元和温控单元。
53.实施例三
54.在本上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图4所示，所述齿轮箱润滑系统还包括第二过滤单元15，所述第二过滤单元15设置在所述油池14与所述第二多通阀9之间。所述第二过滤单元15、第二多通阀9、第二油泵6、第三多通阀8形成第四输送油路，所述第四输送油路为齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路。本实施例中，在风机常规状态或极端状态下切换齿轮箱1行星轮滑动轴承专用润滑油路，仅切换第一输送油路、第二输送油路与第四输送油路。所述润滑油经所述第二过滤单元15过滤后，经所述第二多通阀9输入到所述第二油泵6中，所述第二油泵6输出润滑油，经所述第三多通阀8直接输入到所述第一内部油路7中，无需经过所述第一过滤单元4及所述第一多通阀10，减短所述润滑油的传输路径。
55.实施例四
56.在上述实施例三的技术上，在本实施例中，如图5所示，所述齿轮箱润滑系统还包括第二温控单元16，所述第二温控单元16设置在所述第二过滤单元15与所述第二多通阀9之间。齿轮箱润滑系统行星轮滑动轴承进行单独润滑时，增加所述齿轮箱润滑系统的独立温度调节功能。
57.本发明设置有为齿轮箱1中行星轮滑动轴承提供润滑油的第一内部油路7、为齿轮箱1中行星轮除所述滑动轴承外的其他润滑点提供润滑油的第二油路，以及为所述第一内部油路7和所述第二内部油路2提供润滑油的第二输送油路或第三输送油路或第四输送油路，为所述所述第二内部油路2提供润滑油的第一输送油路。本发明对齿轮箱1中的行星轮滑动轴承以及除所述滑动轴承之外的其余润滑点分别采用不同的输送油路，并采用第一油泵5和第二油泵6，分别控制各个输送油路中的润滑油的压力和流量，可以为行星轮滑动轴承提供较高压力和流量的润滑油，提升滑动轴承的承载能力，延长滑动轴承的使用寿命。此外，本发明采用多个多通阀组合形式，可以在风场断电等极端状况下，为滑动轴承提供专用的独立润滑，比整体为齿轮箱润滑系统提供润滑更加灵活和经济节能。
58.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。