CN101829829A - 一种风电设备坡口加工装置 - Google Patents

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王延峰
王爱民
吴敏胤
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Abstract

本发明涉及一种风电设备坡口加工装置。本发明属于机械加工技术领域。一种风电设备坡口加工装置,其特点是:坡口加工装置包括轨道、定位夹紧机构和切割小车;轨道上表面高度位置与切割嘴摆动产生的高度差和角度坡口产生的高度差累积数值相对应;定位夹紧机构有定位件和紧固件构成;切割小车有磁力切割机构、小车和导向轮,小车装有导向轮,磁力切割机构有切割嘴和切割嘴调节机构,切割嘴调节机构连装小车。本发明具有结构简单,操作方便,切割效率高,坡口光滑,切割表面不需打磨,经济实用,产品质量好等优点。

Description

一种风电设备坡口加工装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,特别是涉及一种风电设备坡口加工装置。
背景技术
目前,风电设备生产,其中的增速机架是最为重要的一个焊接结构件。此结构件重达12吨,其中的圆筒重达2840Kg,其展开钢板有一边坡口是曲线形坡口并且坡口的角度在不同的部分各不相同。圆筒展开钢板的外形如附图4所示。目前该领域没有专用开这种不同角度坡口的设备,加工时,通常是划线后用气割枪割,凹槽,棱边特别多,打磨量特别大,为操作者带来很大不便。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种风电设备坡口加工装置。
本发明的目的是提供一种具有结构简单,操作方便,切割效率高,坡口光滑,切割表面不需打磨,经济实用等特点的风电设备坡口加工装置。
发明原理:切割嘴在板厚方向切割圆筒展开钢板内部坡口,在不同的位置坡口的角度各不相同,切割时相应割嘴的角度也要变化,并且在前后,高低方向也要做相应的调整,避免与钢板发生干涉。因此可以做一种轨道,利用轨道的高低来调整切割嘴的高低,利用轨道上的限制导轨来调整切割嘴的前后位置避免与钢板发生干涉。磁力切割小车在导轨上运行,由限制导轨控制其方向,由割嘴的调节机构调节割嘴的摆动角度。此装置实质上是一种仿形机构。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是:
一种风电设备坡口加工装置,其特点是:坡口加工装置包括轨道、定位夹紧机构和切割小车;轨道上表面高度位置与切割嘴摆动产生的高度差和角度坡口产生的高度差累积数值相对应;定位夹紧机构有定位件和紧固件构成;切割小车有磁力切割机构、小车和导向轮,小车装有导向轮,磁力切割机构有切割嘴和切割嘴调节机构,切割嘴调节机构连装小车。
本发明还可以采取如下技术方案:
所述的风电设备坡口加工装置,其特点是:轨道为钢板和导轨焊制结构。
所述的风电设备坡口加工装置,其特点是:定位件为直角挡块和U形板,紧固件为螺栓螺母,直角挡块、U形板、螺栓螺母为焊接连接结构。
所述的风电设备坡口加工装置,其特点是:切割嘴调节机构有切割嘴微动调节机构和升降机构,切割嘴微动调节机构为涡轮蜗杆机构,升降机构为带丝孔的导套和导向杆结构。
本发明具有的优点和积极效果是:
风电设备坡口加工装置由于采用了本发明全新的技术方案,因而具有以下特点:工人操作简单;调整方便;割嘴在高低和前后两个方向都可调整,适应性强;装拆也方便,只要松动导向套螺丝即可;切割效率高,坡口光滑,切割表面不需打磨;制作费用低,经济实用,尤其适合中小企业;只要改变一下仿形轨道,此装置适合于任何异形工件曲线形坡口的加工,适用范围比较广泛。尤其适合于风电设备的增速机架圆筒展开钢板的曲线形、不同角度坡口的切割。
附图说明
图1是本发明风电设备坡口加工装置结构示意图;
图2是定位夹紧机构结构示意图;
图3是轨道结构示意图;
图4是圆筒展开钢板外形图;
图5是切割嘴在不同的角度位置产生的前后和高低位置差示意图。
图中,1.蜗轮,2.摆动轴,3.导向套,4.导向套,5.蜗杆,6.蜗杆定位挡片,7.钢块,8.螺丝,9.导向杆,10.导套,11.螺丝,12.小车,13.导套,14.导向杆,15.螺丝,16.钢块,17.导套,18.支撑板,19.轴,20.螺母,21.轴承,22.氧气接孔,23.乙炔接孔,24.螺丝,25.轴套,26.切割嘴,27.隔套,28.定位块,29.3mm钢板,30.10×10方钢,31.U型块,32.螺栓,33.螺母,34.10mm钢板,35.螺栓,36.螺母,37.垫片,38.20mm钢板,39.工件。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
参阅附图1、图2、图3、图4和图5。
实施例1
一种风电设备坡口加工装置,包括轨道、定位夹紧机构和切割小车;轨道上表面高度位置与切割嘴摆动产生的高度差和角度坡口产生的高度差累积数值相对应;定位夹紧机构有定位件和紧固件构成;切割小车有磁力切割机构、小车和导向轮,小车装有导向轮,磁力切割机构有切割嘴和切割嘴调节机构,切割嘴调节机构连装小车。
切割嘴在不同的角度位置产生的前后和高低位置差简图如附图5所示。设定割嘴的回转半径R=100mm,并参考附图5得出在两个不同的位置由于割嘴的旋转造成在后位置相对于前位置的前后位置差(有正负)和高低位置差(有正负)再考虑到坡口高低差,得出具体的计算公式:
H1=H2+(H3′-H3″)  H1(轨道高低差)        H2(割嘴高低差)
                    H3′(前坡口高度值)    H3″(后坡口高度值)
S1=S2              S1(限制导轨前后差)    S2(割嘴前后差)
得出轨道高低差后即可得出调节轨道高低的δ10mm钢板的高低,得出轨道后位置相对于前位置高低差。见表1。
  不同位置   H1   H2+(H3′-H3″)
  1.5处与1.0处   -6.2   -4.6+(21.9-23.5)
  2.0处与1.5处   -13.2   -11.3+(20-21.9)
  2.5处与2.0处   -10   -8.1+(18.1-20)
  3.0处与2.5处   -10.5   -8.9+(16.5-18.1)
  3.5处与3.0处   -10.5   -9.4+(15.4-16.5)
  4.0处与3.5处   -10.5   -10.1+(15-15.4)
  4.5处与4.0处   +10.5   +10.1+(15.4-15)
  5.0处与4.5处   +10.5   +9.4+(16.5-15.4)
  5.5处与5.0处   +10.5   +8.9+(18.1-16.5)
  6.0处与5.5处   +10   +8.1+(20-18.1)
  6.5处与6.0处   +13.2   +11.3+(21.9-20)
  7.0处与6.5处   +6.2   +4.6+(23.5-21.9)
  7.5处与7.0处   +5.1   +4+(24.6-23.5)
  8.0处与于7.5   +6.4   +6+(25-24.6)
  8.5处与8.0处   -6.4   -6+(24.6-25)
  9.0处与8.5处   -5.1   -4+(23.5-24.6)
得出限制导轨前后差即可得出限制导轨相对于要切割的工件边缘的前后差,由附图5得出限制导轨后位置相对于前位置前后差。见表2。
  不同位置   S1   S2   不同位置   S1   S2
  1.5处与1.0处   +7.2   +7.2   5.5处与5.0处   -6.4   -6.4
  不同位置   S1   S2   不同位置   S1   S2
  2.0处与1.5处   +13.5   +13.5   6.0处与5.5处   -7.2   -7.2
  2.5处与2.0处   +7.2   +7.2   6.5处与6.0处   -13.5   -13.5
  3.0处与2.5处   +6.4   +6.4   7.0处与6.5处   -7.2   -7.2
  3.5处与3.0处   +5.3   +5.3   7.5处与7.0处   -7.7   -7.7
  4.0处与3.5处   +4.3   +4.3   8.0处与于7.5   -16.4   -16.4
  4.5处与4.0处   -4.3   -4.3   8.5处与8.0处   +16.4   +16.4
  5.0处与4.5处   -5.3   -5.3   9.0处与8.5处   +7.7   +7.7
轨道由δ20mm钢板,δ10mm钢板,δ3mm钢板和10X10方钢焊制而成。具体制作如下:
(1)δ20mm钢板与圆筒展开曲线边的外形相同,宽度取250mm。
(2)δ10mm钢板焊制长度取250mm,先设定1.0处的板高度为84mm,其它板的高度根据切割时的不同位置切割嘴摆动产生的高度差和不同角度坡口产生的高度差累积后经计算后四舍五入得出,具体尺寸见表3。
表3δ10mm钢板的外形尺寸
  不同位   长度   高度   厚度   不同位   长度   高度   厚度
  1.0处   250   84   10   5.5处   250   55   10
  1.5处   250   78   10   6.0处   250   65   10
  2.0处   250   65   10   6.5处   250   78   10
  2.5处   250   55   10   7.0处   250   84   10
  3.0处   250   44   10   7.5处   250   89   10
  3.5处   250   33   10   8.0处   250   99   10
  4.0处   250   23   10   8.5处   250   89   10
  4.5处   250   33   10   9.0处   250   84   10
  不同位   长度   高度   厚度   不同位   长度   高度   厚度
  5.0处   250   44   10
(3)δ3mm钢板的一边与圆筒展开曲线边的外形相同,宽度取250mm。
(4)10X10方钢根据切割时的不同位置切割嘴子摆动产生的前后位置差,此位置差就是方钢相对于切割板的外形曲线的前后距离差,根据此距离差把方钢相对于切割板的外形曲线煨成弧形轨道。
(5)焊制时根据切割时的不同位置把δ10mm钢板焊在δ20mm钢板的相应位置上;δ3mm钢板焊在δ10mm钢板上;10X10方钢焊在δ3mm钢板上。焊后调形。
定位夹紧部分的定位部分由δ20mm钢板割成直角块,焊在轨道两边δ10mm钢板上,另一端卡在切割钢板的边缘实施前后定位,在轨道δ20mm钢板的下面一边焊一挡块实施左右定位;夹紧部分由δ20mm钢板割成的U形板与M20的螺栓螺母焊制而成,在轨道的两边实施夹紧,同时在轨道下面δ20mm钢板中间焊有一M20的长螺栓,切割做业时M20的螺栓穿过待切割的圆筒展开钢板下料时已切割出的孔,在切割钢板下面用螺母夹紧。
切割小车部分由磁力切割小车,导向轮机构,切割嘴微动调节机构和切割嘴升降机构组成,具体内容如下:(1)磁力切割小车是成品。(2)导向轮机构由小轴承,小轴,支撑板和螺母,垫片等组成。(3)切割嘴升降机构由带丝孔的两个导套和一根导向杆组成。(4)切割嘴微动调节机构由涡轮,蜗杆机构,导向套,轴套,隔套,摆动轴,蜗杆定位挡片等组成,由于蜗杆导程角γ=3°11′38″小于3°30′,因此涡轮,蜗杆机构可实现自锁。
切割小车部分具体制作如下:切割嘴微动调节机构的涡轮点焊在摆动轴上,涡轮与带丝孔的轴套之间安装有隔套,其中一隔套焊在切割嘴升降机构的轴套上,摆动轴端焊一带丝孔的轴套;蜗杆两端固定在两导向套上,靠定位挡片定位,定位挡片点焊在蜗杆上,两导向套与切割嘴升降机构的导套用两个小钢块焊在一起,连接起来;切割嘴用螺丝夹在轴套上,随着涡轮带动摆动轴一起转动。导向轮机构利用磁力切割小车下面已有的四个孔用螺丝连接起来。
切割嘴微动调节机构的涡轮,蜗杆是此装置的关键机构,具体参数如下:
中心距a=50mm        传动比i=62              模数m=1.25
蜗杆导程角γ=3°11′38″    蜗杆头数Z1=1    蜗杆分度圆直径d1=22.4
涡轮齿数Z2=62    涡轮的变位系数X2=+0.040
具体操作实施过程:
第一步,工作时先在圆筒的展开钢板面上划出坡口位置线,然后把圆筒的展开钢板翻个放在三件一米多高的垫蹲上。
第二步,把此装置的轨道部分把紧在圆筒的展开钢板上。第三步,把切割小车放到轨道上,使两导向轮卡在弧形轨道中间,点火预热板材后调好锋线,使锋线对准板厚方向,并成一定角度,开动小车。调好速度,使切割面的光洁度最好。手动调节蜗杆,使割线始终与已划出的坡口板厚方向位置线重和,直至切割完毕。
本实施例经现场使用表明工人操作简单;调整方便;割嘴在高低和前后两个方向都可调整,适应性强;装拆也方便,只要松动导向套螺丝即可;切割效率高,坡口光滑,切割表面不需打磨;制作费用低,经济实用,尤其适合中小企业;只要改变一下仿形轨道,此装置适合于任何异形工件曲线形坡口的加工,适用范围比较广泛。

Claims (4)

1.一种风电设备坡口加工装置,其特征是:坡口加工装置包括轨道、定位夹紧机构和切割小车;轨道上表面高度位置与切割嘴摆动产生的高度差和角度坡口产生的高度差累积数值相对应;定位夹紧机构有定位件和紧固件构成;切割小车有磁力切割机构、小车和导向轮,小车装有导向轮,磁力切割机构有切割嘴和切割嘴调节机构,切割嘴调节机构连装小车。
2.按照权利要求1所述的风电设备坡口加工装置,其特征是:轨道为钢板和导轨焊制结构。
3.按照权利要求1所述的风电设备坡口加工装置,其特征是:定位件为直角挡块和U形板,紧固件为螺栓螺母,直角挡块、U形板、螺栓螺母为焊接连接结构。
4.按照权利要求1所述的风电设备坡口加工装置,其特征是:切割嘴调节机构有切割嘴微动调节机构和升降机构,切割嘴微动调节机构为涡轮蜗杆机构,升降机构为带丝孔的导套和导向杆结构。
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