CN104440072B - 主轴与齿轮箱对中装置 - Google Patents

主轴与齿轮箱对中装置 Download PDF

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together

Abstract

本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置,包括主轴支承架和齿轮箱支承架,主轴支承架包括位于底部的底板和设置于底板上的副支承架和主支承架,二者沿主轴的轴向前后设置;底板设置有使其沿轴向移动的轴向移动机构;副支承架和主支承架分别设置有使其沿竖直方向移动的竖向移动机构和使其沿与主轴在水平面上垂直的方向移动的侧向移动机构;主轴支承架还设置有对其沿轴向移动、沿竖直移动和沿与主轴在水平面上垂直的侧向移动提供助力的助力机构。该装置可以实现主轴具有至少五个自由度的调整,还设置了对各个方向移动提供助力的助力机构,解决了人力在调整重量大的机构时精度难以保证的问题,显著的提高了主轴与齿轮箱的对中精度。

Description

主轴与齿轮箱对中装置
技术领域
[0001] 本发明涉及风力发电机装配领域,更具体地说,涉及一种主轴与齿轮箱对中装置。
背景技术
[0002]随着我国经济建设的发展,对能源的需求越来越大,风能作为一种新能源,越来越深入的影响人们的生活。风力发电机组是风力发电设备的重要组成部分。
[0003] 风力发电机组的主轴与齿轮箱输入端的连接大多采用胀紧套连接,这种连接方式中,胀紧套孔与主轴的配合常为H/g级配合,这是一种间隙很小的间隙配合。对于2MW及2MW以上的风力发电机组来说,主轴的自重达十几吨,齿轮箱的重量更是达到二十多吨,因此,风力发电机组主轴与齿轮箱胀紧套的装配较为困难。
[0004]目前,风力发电机组总装厂在大型的风力发电机组主轴与齿轮箱装配时,均利用车间行车上的两个电动葫芦,由电动葫芦将主轴吊起,通过控制两个电动葫芦的起吊高度,将主轴调整到近似水平,然后由行车将主轴慢慢移至齿轮箱胀紧套附近,再通过塞尺测量或肉眼判断的方法,一边用行车移动主轴,一边判断主轴与齿轮箱是否对中。这种装配方式需要多人协同,并有可能在对中调整时,主轴轴端擦伤胀紧套的内壁,影响产品装配质量,并且安装效率极低。
[0005] 也有风机总装厂在中小型(750kw以下)发电机组的主轴与齿轮箱装配上采用对中调整装置,由于手控操作的灵活性和易控制性,对惯量大的零部件装配,一般对中调整均采用手动方式进行。但随着风电机组功率增大,主轴与齿轮箱自重愈来愈重,手动调节时,需要的手动操纵力远超过人体工程学推荐的精确安装转动力值,即23N至40N,用手和全臂转动最大用力值为80N到100N。采用这种方式对中精度不易控制、稳定性差、操作者劳动强度大、装配质量易受到影响、安装效率低。其中,对中精度低尤其难以解决。
[0006]因此,如何提高主轴与齿轮箱的对中精度,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
[0007] 有鉴于此,本发明提供了一种主轴与齿轮箱对中装置,以实现提高主轴与齿轮箱的对中精度。
[0008] 为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0009] —种主轴与齿轮箱对中装置,包括主轴支承架和齿轮箱支承架,主轴支承架包括位于底部的底板和设置于底板上的副支承架和主支承架,所述副支承架和所述主支承架沿主轴的轴向前后设置;底板设置有使其沿轴向移动的轴向移动机构;副支承架和主支承架分别设置有使其沿竖直方向移动的竖向移动机构和使其沿与主轴在水平面上垂直的方向移动的侧向移动机构。主轴支承架还设置有对其沿轴向移动、沿竖直移动和沿与主轴在水平面上垂直的侧向移动提供助力的助力机构。
[0010] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,底板的底部设置有沿前后方向设置的第一轨道,轴向移动机构为使底板沿第一轨道移动的链传动机构。
[0011] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,底板上设置有对轴向移动助力的轴向助力机构,轴向助力机构为气动机构或液压机构。
[0012] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,副支承架和主支承架上均设置有沿与主轴在水平面上垂直的方向设置的第二轨道,侧向移动机构为使副支承架和主支承架沿第二轨道移动的自锁式螺旋机构。
[0013] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,主支承架和副支承架均设置有对侧向移动助力的侧向助力机构,侧向助力机构为气动机构或液压机构。
[0014] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,竖向移动机构为自锁式螺旋与斜面组合机构,其包括两个被支撑的相对设置并斜面向下的上斜面、两个起支撑作用并分别与上斜面配合的下斜面和水平旋入下斜面侧壁的丝杠。
[0015] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,主支承架和副支承架均设置有对竖直方向移动助力的竖向助力机构,竖向助力机构为弹簧机构、气动机构或液压机构。
[0016] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,副支承架包括设置于其上部的呈“V”形并且顶端带滚轮的托架和设置于托架下部的副支承架调整机构。
[0017] 优选地,在上述主轴与齿轮箱对中装置中,副支承架还包括设置于托架和副支承架调整机构之间、可使托架在水平面转动的旋转支承。
[0018] 本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置,包括主轴支承架和齿轮箱支承架,主轴支承架包括位于底部的底板和设置于底板上的副支承架和主支承架,二者沿主轴的轴向前后设置;底板设置有使其沿轴向移动的轴向移动机构;副支承架和主支承架分别设置有使其沿竖直方向移动的竖向移动机构和使其沿与主轴在水平面上垂直的方向移动的侧向移动机构;主轴支承架还设置有对其沿轴向移动、沿竖直移动和沿与主轴在水平面上垂直的侧向移动提供助力的助力机构。主轴支承架用于支撑主轴,齿轮箱支承架用于支撑齿轮箱,主轴支承架包括底板、副支承架和主支承架三部分,底板可以前后方向移动,主支承架和副支承架均可以上下移动和侧向移动,实现了主轴的三个平动自由度;主支承架和副支承架在上下移动和侧向移动时均可以实现错位移动,实现主轴的两个转动自由度;该装置可以实现使主轴具有至少五个自由度,保证了其调整的灵活性。由于还设置了对各个方向移动提供助力的助力机构,解决了人力在调整重量大的机构时精度难以保证的问题,显著的提高了主轴与齿轮箱的对中精度。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的结构示意图;
[0021]图2为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置工作状态示意图;
[0022]图3为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的副支承架结构示意图;
[0023]图4为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的主支承架结构示意图;
[0024]图5为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的助力导向机构结构示意图;
[0025]上图中:I为齿轮箱支承架、2为副支承架、21为轴线垂向移动机构、22为托架、23为旋转支承、24为气动助力系统、25为轴线垂向移动直线导轨、26为自锁式螺旋与斜面组合机构、3为主支承架、31为主轴轴承座固定架、32为轴线垂向移动机构、33为气动助力系统、34为轴线垂向移动直线导轨、35为螺旋与斜面组合机构、4为助力导向机构、41为支承套、42为导柱、43为碟形弹簧、44为调整螺母、45为导套、5为主轴轴向移动气动助力系统、6为主轴轴向移动机构、61为直线导轨、62为链传动、63为手动机构、7为底板、8为齿轮箱、9为胀紧套、10为主轴。
具体实施方式
[0026] 本发明提供了一种主轴与齿轮箱对中装置,提高了主轴与齿轮箱的对中精度。
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028]图1为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的结构示意图;图2为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置工作状态示意图;图3为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的副支承架结构示意图;图4为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的主支承架结构示意图;图5为本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置的竖向助力机构结构示意图。
[0029] 本发明提供的主轴与齿轮箱对中装置,包括主轴支承架、齿轮箱支承架I,主轴支承架包括位于底部的底板7和设置于底板7上的副支承架2和主支承架3,二者沿主轴的轴向前后设置;底板7设置有使其沿轴向移动的轴向移动机构;副支承架2和主支承架3分别设置有使其沿竖直方向移动的竖向移动机构和使其沿与主轴在水平面上垂直的方向移动的侧向移动机构;主轴支承架还设置有对其沿轴向移动、沿竖直移动和沿与主轴在水平面上垂直的侧向移动提供助力的助力机构。主轴支承架用于支撑主轴10,齿轮箱支承架I用于支撑齿轮箱8,主轴支承架包括底板7、副支承架2和主支承架3三部分,底板7可以前后方向移动,主支承架3和副支承架2均可以上下移动和侧向移动,实现了主轴10的三个平动自由度;主支承架3和副支承架2在上下移动和侧向移动时均可以实现错位移动,实现了主轴10的两个转动自由度;又由于副支承架2的“V”形托架顶端为滚轮结构,对中装置允许主轴10沿其轴线旋转,即该装置可以实现使主轴10具有六个自由度,保证了其调整的灵活性。由于还设置了对各个方向移动提供助力的助力机构,解决了人力在调整重量大的机构时精度难以保证的问题,显著的提高了主轴与齿轮箱的对中精度。
[0030] 在本发明一具体实施例中,底板7的底部设置有沿前后方向设置的第一轨道,轴向移动机构为使底板7沿第一轨道移动的链传动机构。底板7上设置有链传动机构,使其沿所设置的第一轨道运动,实现了其前后移动。第一轨道具体为直线导轨61。
[0031] 在本发明一具体实施例中,底板7上设置有对轴向移动助力的轴向助力机构,轴向助力机构为气动机构或液压机构。底板7上设置有轴向助力机构,由于链传动机构一般为人力驱动,增加轴向助力机构可以减轻人力负荷,提高了轴向移动的精度。
[0032] 在本发明一具体实施例中,副支承架2和主支承架3上均设置有沿与主轴在水平面上垂直的方向设置的第二轨道,侧向移动机构为使副支承架2和主支承架3沿第二轨道移动的自锁式螺旋机构。副支承架2和主支承架3可以沿第二轨道运动,实现了主轴在侧向的平动自由度,侧向移动机构由丝杠的转动提供动力,由于采用了具有自锁功能的结构,使移动更为精确,不会由于移动后不受锁定而移位。第二轨道具体为轴线垂向移动直线导轨25和轴线垂向移动直线导轨34。
[0033] 在本发明一具体实施例中,主支承架3和副支承架2均设置有对侧向移动助力的侧向助力机构,侧向助力机构为气动机构或液压机构。侧向助力机构为侧向移动提供助力,保证了侧向移动的精确,该助力结构可以选用气动机构或者液压机构,方便控制,简单实用。
[0034] 在本发明一具体实施例中,竖向移动机构为自锁式螺旋与斜面组合机构,其包括两个被支撑的相对设置并斜面向下的上斜面、两个起支撑作用并分别与上斜面配合的下斜面和水平旋入下斜面侧壁的丝杠。自锁式螺旋与斜面组合机构利用了斜面改变移动方向的原理,由丝杠对支撑斜面传递横向的移动,支撑斜面横向移动,对被支撑斜面传递竖向移动,以此精确调节主支承架3和副支承架2的竖向移动,这种结构耐用,并且由于是斜面传递移动,可以更加省力。自锁结构可以防止移位。
[0035] 在本发明一具体实施例中,主支承架3和副支承架2均设置有对竖直方向移动助力的竖向助力机构,竖向助力机构为弹簧机构、气动机构或液压机构。竖向助力机构可以确保竖向移动更精确。
[0036] 在本发明一具体实施例中,副支承架2包括设置于其上部的呈“V”形并且顶端带滚轮的托架22和设置于托架22下部的副支承架调整机构。副支承架2上部设置“V”形的托架22,可以适应宽广范围的主轴10的尺寸,其上设置滚轮,可允许主轴10沿其轴线旋转。
[0037] 在本发明一具体实施例中,副支承架2还包括设置于托架22和副支承架调整机构之间、可使托架22在水平面内转动的旋转支承23。
[0038] 在本发明一具体实施例中,副支承架2下部分安装有作为侧向移动的轴线垂向移动机构21、作为侧向移动助力的气动助力系统24、作为第二轨道的轴线垂向移动直线导轨25和作为竖向移动机构的螺旋与斜面组合机构26、作为竖向移动助力的助力导向机构4,轴线垂向移动机构21和螺旋与斜面组合机构26均为自锁机构,保证了主轴10调整后的定位精度。由于本装置已具有六自由度的调整机构,在大幅度调整时可以很好的完成,但有时面临的只是主轴10前端水平面内的角度微调,本发明进一步增加了旋转支承23,可以单独调节主支承架3的侧向位移,使主轴1微量转动,对中过程更精确、方便。
[0039] 在本发明一具体实施例中,主支承架包括主轴轴承座固定架31、作为侧向移动的轴线垂向移动机构32、作为侧向助力的气动助力系统33、作为第二轨道的轴线垂向移动直线导轨34和作为竖向移动的螺旋与斜面组合机构35、作为竖向助力的助力导向机构4,轴线垂向移动机构32和螺旋与斜面组合机构35均为自锁机构,保证主轴10调整后的精确定位。
[0040] 在本发明一具体实施例中,助力导向机构4包含支承套41、导柱42、碟形弹簧43、调整螺母44、导套45。支撑套41与轴线垂向移动机构32的安装底板连接,导套45与螺旋与斜面组合机构35的安装底板相连,调整螺母44用于调节助力弹簧的压缩量,从而调节弹簧的弹性力,以适应不同型号的风机主轴10。
[0041] 在本发明一具体实施例中,主轴轴向移动机构包含链传动62、手动机构63、直线导轨61、气动助力系统5。该移动机构设置为组合机构的目的,是为了将主轴10移送至齿轮箱8的胀紧套9内时,可根据装配时状况,灵活控制装配进程。
[0042] 对中装置六个自由度具体实现方式如下:1、主轴10沿轴线方向移动时,手动机构63带动链传动62,在助力机构辅助力作用下,将主轴10装入齿轮箱8的胀紧套9内;2、主轴10沿轴线在水平面内的垂向移动时,同向转动副支承架2的轴线垂向移动机构21和主支承架3的轴线垂向移动机构32,对中装置带动主轴10作沿轴线在水平面内的垂向直线运动;3、主轴10沿高度方向移动时,同向操作副支承架2的螺旋与斜面组合机构26和主支承架3的螺旋与斜面组合机构35,本装置带动主轴10上下移动;4、主轴10在竖直面内转动时,异向或异步操作副支承架2的螺旋与斜面组合机构26和主支承架3的螺旋与斜面组合机构35,使它们错位移动,或使主副支承架的螺旋与斜面组合机构一端静止,另一端上下移动,主轴10实现在竖直面内偏转;5、主轴10在水平面内转动时,异向或异步操作副支承架2的轴线垂向移动机构21和主支承架3的轴线垂向移动机构32,使它们错位移动、或使主副支承架一端静止另一端移动,使主轴10在水平面内偏转;6、由于副支承架2的“V”形托架顶端为滚轮结构,对中装置允许主轴沿主轴轴线旋转。
[0043] 本发明所提供的主轴与齿轮箱对中装置具有如下优点:
[0044] 1、本发明对中调整装置的竖向移动机构、轴向移动机构和侧向移动机构均设置有助力机构,因此,当风力发电机功率增大而引起主轴10重量增加时,可通过调整助力机构的辅助力,使操作人员的操作力保持在人体工程学推荐的精确安装时的转动力,保证调整时对中精度稳定性和高效率,并可适用宽广的风力发电机功率范围。
[0045] 2、本发明的主轴10由主支承架和副支承架支承,副支承架为上下分体结构,上部分为滚动式“V”形结构,下部分用于安装调整机构,上下两部分间设置旋转支承23,可相对转动,便于主轴10在水平面内角度调整时,灵活转动。
[0046] 3、本发明的上下高度调整机构采用螺旋与斜面组合机构,调整装置在高度方向调整后能定位自锁,并可精确微调,保证调整对中精度。
[0047] 4、本发明的主轴轴向移动机构采用链传动加助力机构的组合形式,满足主轴装入齿轮箱8的胀紧套9时,可随动随停灵活性,又可在助力机构作用下,快速将主轴10装入胀紧套9内,提高装配效率。
[0048] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种主轴与齿轮箱对中装置,包括主轴支承架和齿轮箱支承架(I),其特征在于, 所述主轴支承架包括位于底部的底板(7)和设置于所述底板(7)上的副支承架(2)和主支承架(3),所述副支承架(2)和所述主支承架(3)沿主轴的轴向前后设置; 所述底板⑵设置有使其沿轴向移动的轴向移动机构; 所述副支承架(2)和所述主支承架(3)分别设置有使其沿竖直方向移动的竖向移动机构和使其沿与所述主轴在水平面上垂直的方向移动的侧向移动机构; 所述主轴支承架还设置有对其沿轴向移动、沿竖直移动和沿与所述主轴在水平面上垂直的侧向移动提供助力的助力机构。
2.如权利要求1所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述底板(7)的底部设置有沿前后方向设置的第一轨道,所述轴向移动机构为使所述底板(7)沿所述第一轨道移动的链传动机构。
3.如权利要求2所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述底板(7)上设置有对所述轴向移动助力的轴向助力机构,所述轴向助力机构为气动机构或液压机构。
4.如权利要求3所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述副支承架(2)和所述主支承架(3)上均设置有沿与所述主轴在水平面上垂直的方向设置的第二轨道,所述侧向移动机构为使所述副支承架(2)和所述主支承架(3)沿所述第二轨道移动的自锁式螺旋机构。
5.如权利要求4所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述主支承架(3)和所述副支承架(2)均设置有对所述侧向移动助力的侧向助力机构,所述侧向助力机构为气动机构或液压机构。
6.如权利要求5所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述竖向移动机构为自锁式螺旋与斜面组合机构,其包括两个被支撑的相对设置并斜面向下的上斜面、两个起支撑作用并分别与所述上斜面配合的下斜面和水平旋入所述下斜面侧壁的丝杠。
7.如权利要求6所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述主支承架(3)和所述副支承架(2)均设置有对所述竖直方向移动助力的竖向助力机构,所述竖向助力机构为弹簧机构、气动机构或液压机构。
8.如权利要求7所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述副支承架(2)包括设置于其上部的呈“V”形并且顶端带滚轮的托架(22)和设置于所述托架(22)下部的副支承架调整机构。
9.如权利要求8所述的主轴与齿轮箱对中装置,其特征在于,所述副支承架(2)还包括设置于所述托架(22)和所述副支承架调整机构之间、可使所述托架(22)在水平面转动的旋转支承(23) ο
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