用于测量齿轮齿磨损的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于测量齿轮齿磨损的方法及装置。具体而言，一种用于测量在齿轮的第一齿轮（４２）齿上的磨损量的模板（６０），该模板包括第一模板齿（６２），该第一模板齿（６２）构造成用以装入限定在第一齿轮齿与邻近第一齿轮齿的第二齿轮齿之间的空间中，使得在侧部处于未磨损状态时，第一模板齿的边缘（６４，６６）抵靠第一齿轮齿的侧部（４４，４６），且基本上没有间隙。该模板构造成用以关于相对于齿轮所限定的轴向（１００）、相对于齿轮所限定的径向（１０２）以及相对于齿轮所限定的旋转方向（１０４）可重复地定位在一致位置上，其中，在边缘与侧部之间的可测量的间隙对应于第一齿轮齿上的磨损量。

【技术实现步骤摘要】

本文所描述的主题大体上涉及齿轮齿，并且更具体地涉及用于测量齿轮齿磨损的方法及装置。
技术介绍
至少一些公知的风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。转子叶片往往联接到浆毂 上，而浆毂又联接到外壳或机舱上。机舱定位在基座如桁架塔架或管状塔架的顶上。转子叶 片将机械性的风能转换成所引起的叶片升力，叶片升力又产生机械性的转矩。所产生的转 矩用于驱动一个或多个发电机，随后产生电能，或作为备选用以泵送流体和/或碾磨物质。 至少一些公知的风力涡轮机具有用以调整各转子叶片的桨距角的机构。桨距角是 确定各叶片关于叶片纵轴线定向的角度。至少一些公知的桨距调整机构包括操作小齿轮的 桨距电动机，该小齿轮作用于联接到叶片上的环形齿轮。 在至少一些公知的风力涡轮机中，多个环形齿轮齿随着时间的推移会受到磨损， 降低了桨距调整机构的效率和可靠性。此外，这种齿轮齿磨损的程度难以量化。公知的是可 将模板插入相邻齿轮齿的侧部(flank)之间，容许将相邻侧部之间的距离与已知的模板宽 度进行比较来估计齿轮齿的磨损。然而，这些公知的模板仅提供了对两个相邻齿的两侧部 上的总磨损进行估计，而非测量单个齿侧部上的磨损。此外，这种公知的模板并不提供在各 齿侧部上的一致位置上进行可重复的测量，这种可重复的测量可用于比较给定齿轮齿的两 次不同时间之间的磨损，同一齿轮上的一个齿轮齿与另一个齿轮齿之间的磨损，或与不同 叶片或不同风力涡轮机相关的相似齿轮上的齿轮齿之间的磨损。因此，期望研发出一种方 法和/或系统，其便于可重复且可靠地测量在各齿轮齿的各侧部上的一致位置上的磨损。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种测量齿轮齿的侧部上的磨损量的方法。该方法包括将包 括第一模板齿的模板定位成邻近包括第一齿轮齿的齿轮。该方法还包括相对于已知的齿轮 旋转参考点沿旋转方向调整模板的位置，相对于已知的齿轮轴向参考点沿轴向调整模板的 位置，以及相对于已知的齿轮径向参考点沿径向调整模板的位置。该方法还包括测量在第 一模板齿的边缘与第一齿轮齿的相邻侧部之间的间隙宽度(extent)，其中，该间隙对应于 侧部上的磨损量。 在另一个方面，提供了一种用于测量齿轮的第一齿轮齿上的磨损量的模板。该模 板包括构造成用以装入限定在第一齿轮齿与邻近第一齿轮齿的第二齿轮齿之间的空间中 的第一模板齿，使得在侧部处于未磨损状态时，第一模板齿的边缘抵靠第一齿轮齿的侧部， 且基本上没有间隙。该模板构造成用以关于相对于齿轮所限定的轴向、相对于齿轮所限定 的径向以及相对于齿轮所限定的旋转方向可重复地定位在一致位置处。在边缘与侧部之间 的可测量的间隙对应于在第一齿轮齿上的磨损量。 在又一个方面，提供了一种用于比较齿轮齿磨损的系统。该系统包括尺寸和形状大致相似的多个齿轮，其中，各齿轮均具有第一齿轮齿、邻近第一齿轮齿的第二齿轮齿，以 及限定于其间的空间。该系统还包括模板，其具有构造成用以装入该空间中的第一模板齿， 使得当侧部处于未磨损状态时，第一模板齿的边缘抵靠第一齿轮齿的侧部，且基本上没有 间隙。该模板构造成用以关于相对于各齿轮所限定的轴向、相对于各齿轮所限定的径向以 及相对于各齿轮所限定的旋转方向，可重复地定位在该多个齿轮中的各个齿轮上的一致位 置处。边缘与侧部之间的可测量的间隙对应于多个齿轮中的各个齿轮的第一齿轮齿上的磨 损量。附图说明 图1为示例性风力涡轮机的透视图； 图2为可结合图1中示出的风力涡轮发电机使用的示例性叶片桨距控制系统的简 图； 图3为多个小齿轮齿与多个环形齿轮齿的示例性相互作用的示图； 图4为用于测量多个环形齿轮齿的前侧部和后侧部上的磨损的示例性模板的简图； 图5为装在图3的环形齿轮附近的图4的示例性模板的示图； 图6为示例性模板齿的简图；以及 图7为使用图4中所示的模板来测量齿轮齿的前侧部和/或后侧部上的磨损的示 例性方法的流程图。具体实施例方式本文所述的方法及系统有助于可重复和可靠地测量各齿轮齿的各侧部上的一致 位置上的磨损。该方法及系统包括使用模板，该模板可相对于齿轮上的一致的参考点进行 定位。该模板包括构造成用以装入限定在第一齿轮齿与第二齿轮齿之间的空间中的第一模 板齿。具体而言，该模板可关于相对于齿轮所限定的轴向、径向及旋转方向定位在一致的位 置上。该模板的技术效果在于容许可重复地测量各齿侧部上的磨损，这可用于比较单个齿 轮上的给定齿轮齿在两次不同时间时的齿轮齿磨损，或在同一齿轮上的一个齿轮齿与另一 个齿轮齿之间的磨损，或在尺寸和形状大致相似的多个齿轮上的齿轮齿之间的磨损。 图1为示例性风力涡轮机10的示例性实施例的透视图。在示例性实施例中，风力 涡轮发电机10为水平轴风力涡轮机。作为备选，风力涡轮机10可为垂直轴风力涡轮机。风 力涡轮机10可联接到电负载(未示出)，例如但不限于电网(未示出)，且可接收来自于其 上的电功率，以驱动风力涡轮机10及/或其相关构件进行工作。作为备选，风力涡轮机10 可为产生机械能的风车，例如用以泵送流体和/或碾磨物质。 风力涡轮机IO包括本体12(有时称为机舱)，以及联接到本体12上用于围绕 旋转轴线16相对于本体12旋转的转子(大体上以14标示)。在示例性实施例中，机舱12 安装在塔架18上。塔架18的高度为使风力涡轮机10能够起到上述作用的任何适合的高 度。转子14包括浆毂20，以及从浆毂20沿径向向外延伸用于将风能转换成旋转能的多个 叶片22(有时称为翼型件)。尽管转子14在本文描述和示出为具有三个叶片22，但转子 14也可包括任意数量的叶片22。 图2为在浆毂20内可用于设置图1中所示的转子叶片22的桨距角的示例性叶片 桨距控制系统24的简图。桨距控制系统24使叶片22(图2中以截面形式示出)围绕叶片 22的纵轴线26旋转，从而改变叶片22的桨距。图2中所示的转子叶片22大致处于零桨 距角位置或动力(power)位置。转子叶片22的另一限定位置为全顺浆桨距位置(未 示出)，其中，叶片22定向为沿正(+)方向围绕纵轴线26从图2中所示的零桨距位置大约 90度。总体而言，朝全顺浆位置围绕纵轴线26增大叶片22的桨距角会减小风28对叶片 22所产生的升力大小，而相反，朝动力位置减小叶片22的桨距角会增大风28对叶片22所 产生的升力大小。 在示例性实施例中，桨距控制系统24包括小齿轮30。当风力涡轮机10处于正常 工作中时，小齿轮30由一个或多个促动器(未示出)驱动，促动器例如但不限于电机、液压 缸、弹簧和/或伺服机构。小齿轮30通过如图3中所示及下文所述的齿轮齿的相互作用来 与环形齿轮40相配合，致使小齿轮30的旋转导致环形齿轮40按比例地旋转。环形齿轮40 联接到叶片22上，致使环形齿轮40的旋转使得叶片22围绕纵轴线26旋转，从而改变叶片 22的桨距。在示例性实施例中，在风力涡轮机10的正常工作过程中，叶片22的桨距可通过 在动力(大约零度)位置与全顺浆(大约九十度)位置之间的角度范围来调整。因此，在 此工作过程中，环形齿轮40的大约九十度弓形部分50可与小齿轮30相接触。在备选实施 例中，环形齿轮40的不同部分(可能包括整个环形齿轮40)可与小齿轮30相接触。 图3为多个小齿轮30齿32与多个环形齿轮40齿42相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量在齿轮的第一齿轮（４２）齿上的磨损量的模板（６０），所述模板包括第一模板齿（６２），所述第一模板齿（６２）构造成用以装入限定在所述第一齿轮齿与邻近所述第一齿轮齿的第二齿轮齿之间的空间中，使得在所述侧部处于未磨损状态时，所述第一模板齿的边缘（６４，６６）抵靠所述第一齿轮齿的侧部（４４，４６），且基本上没有间隙，所述模板构造成用以关于相对于所述齿轮所限定的轴向（１００）、相对于所述齿轮所限定的径向（１０２）以及相对于所述齿轮所限定的旋转方向（１０４）可重复地定位在一致的位置上，其中，在所述边缘与所述侧部之间的可测量的间隙对应于在所述第一齿轮齿上的磨损量。

【技术特征摘要】
US 2008-10-8 12/247476一种用于测量在齿轮的第一齿轮(42)齿上的磨损量的模板(60)，所述模板包括第一模板齿(62)，所述第一模板齿(62)构造成用以装入限定在所述第一齿轮齿与邻近所述第一齿轮齿的第二齿轮齿之间的空间中，使得在所述侧部处于未磨损状态时，所述第一模板齿的边缘(64，66)抵靠所述第一齿轮齿的侧部(44，46)，且基本上没有间隙，所述模板构造成用以关于相对于所述齿轮所限定的轴向(100)、相对于所述齿轮所限定的径向(102)以及相对于所述齿轮所限定的旋转方向(104)可重复地定位在一致的位置上，其中，在所述边缘与所述侧部之间的可测量的间隙对应于在所述第一齿轮齿上的磨损量。2. 根据权利要求l所述的模板(60)，其特征在于，所述模板(60)还包括在其之间限定 第一模板空间(72)的第二模板齿和第三模板齿，所述第一模板空间构造成用以收容所述 齿轮的未使用的齿轮齿，以便于相对于所述旋转方向(104)可重复地将所述模板定位在所 述一致的位置上。3. 根据权利要求l所述的模板(60)，其特征在于，所述齿轮还包括旋转参考点，所述模 板还构造成用于与所述旋转参考点目视对齐，以便于相对于所述旋转方向(104)可重复地 将所述模板定位在所述一致的位置上。4. 根据权利要求1所述的模板(60)，其特征在于，所述模板还包括至少一个支腿(70)， 其中，所述齿轮包括第三齿轮齿，所述至少一个支腿构造成用以接触所述第三齿轮齿的端 部，以便于相对于所述轴向(100)可重复地将所述模板定位在所述一致的位置上。5. 根据权利要求l所述的模板(60)，其特征在于，所述模板(60)还构造成用于使所述 模板与所述齿轮的轴向边缘(54)目视对齐，以便于相对于所述轴向(100)可重复地将所述 模板定位在所述一致的位置上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJ马斯赫，RS克洛斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]