CN105945506B - 自调节滚轮架 - Google Patents

Abstract

一种自调节滚轮架，包括机架和滚轮机构，所述机架上设有双向转动机构，所述双向转动机构包括回转支承及滚轮座，所述回转支承的一部分可绕一第一轴转动，所述滚轮座可绕一第二轴转动，所述回转支承设于所述机架上，所述滚轮座设于所述回转支承上，所述滚轮机构设于所述滚轮座上。本发明采用双向转动机构固定滚轮机构，为滚轮机构增加了两个转动自由度，当塔节放置于滚轮架上时，滚轮机构可根据塔节的外表面形状自动转动，自动适应锥筒弧度，实现滚轮与锥筒的良好接触。

Description

自调节滚轮架

技术领域

本发明涉及工艺装备领域，其涉及一种风电塔筒制造工艺中用到的自调节滚轮架。

背景技术

为了具有较高的生产效率，风电塔筒制造时通常是将塔筒放倒，在水平方向进行加工，滚轮架就是用于塔筒的制造过程中、用于支承并转动风塔的设备。

目前的风电塔筒使用的滚轮架功能较为单一，其滚轮的滚轮座通常是采用几个螺栓固定至机架上，当需要调整滚轮之间的间距时，需要拆掉螺栓，移好滚轮的位置之后再拧紧螺栓，使滚轮间距的调整比较麻烦，并且，采用螺栓固定滚轮座的方式不能够实现滚轮间距的无极调节；另外，采用螺栓固定好滚轮座后，滚轮的走向已被固定，因此不能够自动适应具有不同锥度的塔节，会导致塔节因滚轮的抵顶出现局部凹坑；并且，该种滚轮架不带自动驱动设备，需要采用其它辅助设备将其拖拉或推动到所需位置；而且，该种滚轮架上也没有设置起升装置，因此不方便塔节中轴线的调平。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可自适应塔节锥筒弧度的自调节滚轮架。

本发明提供的自调节滚轮架包括机架和滚轮机构，所述机架上设有双向转动机构，所述双向转动机构包括回转支承及滚轮座，所述回转支承的一部分可绕一第一轴转动，所述滚轮座可绕一第二轴转动，所述回转支承设于所述机架上，所述滚轮座设于所述回转支承上，所述滚轮机构设于所述滚轮座上。

根据本发明的一个实施例，所述第一轴为空间直角坐标系的Z轴，所述第二轴为空间直角坐标系的X轴。

根据本发明的一个实施例，所述机架上还设有伸缩机构和滑块机构，所述伸缩机构固定于所述机架上，所述滑块机构与所述伸缩机构相连，且可在所述伸缩机构的驱动下在所述机架上滑动，所述双向转动机构设于所述滑块机构上。

根据本发明的一个实施例，所述机架包括两条导轨，所述导轨上设有滑槽，所述滑块机构包括底板和设于所述底板上的侧板和固定板，所述滑块机构的所述侧板可滑动地设于所述导轨的所述滑槽内，所述伸缩机构包括两条伸缩臂，所述伸缩机构通过穿设于所述伸缩臂和所述固定板的销轴与所述滑块机构相连。

根据本发明的一个实施例，所述伸缩机构为双向伸缩油缸，所述双向伸缩油缸包括中部法兰及位于所述中部法兰两侧的伸缩臂，所述机架的中部设有用于固定所述中部法兰的中连接板，所述中连接板上设有供所述伸缩臂穿过的开孔，所述中连接板和所述中部法兰之间夹设有橡胶垫圈。

根据本发明的一个实施例，所述双向转动机构还包括位于所述回转支承与所述滚轮座之间的连接机构，所述回转支承包括底盘及可绕所述底盘转动的外圈，所述连接机构包括上支承板及设于所述上支承板上的连接板，所述回转支承的所述底盘与所述机架相连，所述连接机构的所述上支承板固定于所述回转支承的所述外圈，所述连接板凸出于所述上支承板的上表面，所述连接机构通过一穿过所述滚轮座和所述连接板的枢轴与所述滚轮座相连。

根据本发明的一个实施例，所述滚轮座包括座板及设于所述座板上的枢轴板，所述座板与所述滚轮机构相连，所述枢轴板凸出于所述座板的下表面，所述枢轴板通过所述枢轴与所述连接机构的所述连接板相连。

根据本发明的一个实施例，所述连接机构的所述上支承板在所述连接板的侧边设有限位板，所述限位板在所述滚轮座绕所述枢轴向下转动到一定位置时与所述滚轮座相碰。

根据本发明的一个实施例，所述连接机构的所述上支承板上设有至少一凸片，所述机架上对应所述凸片设有至少一挡板，所述凸片在随所述上支承板转动至所述挡板所在的位置后与所述挡板相碰。

根据本发明的一个实施例，所述机架上固定有行走机构和起升机构，所述行走机构包括转轮，所述起升机构包括位于其下端的球铰。

在本发明中，采用双向转动机构固定滚轮机构，为滚轮机构增加了两个转动自由度，当塔节放置于滚轮架上时，滚轮机构可根据塔节的外表面形状自动地绕X轴和Z轴转动，而自动适应锥筒弧度，实现滚轮与锥筒的良好接触，避免出现锥筒凹坑；本发明采用伸缩机构和滑块机构可使滚轮机构沿机架的导轨滑动，增加了滚轮间距调节的自由度，实现了滚轮机构间距的无极调整；通过起升机构可以调整整个滚轮架的高度，实现滚轮机构高度的无极调节；另外，本发明通过行走机构可使滚轮架沿轨道或在地面上直线行走，因而无需辅助设备即可将滚轮架移动至所需位置，方便移动滚轮架并节省了设备。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明提供的自调节滚轮架的立体组装状态示意图。

图2所示为图1中机架的立体示意图。

图3所示为图1中伸缩机构的安装状态示意图。

图4所示为图1中滑块机构的立体示意图。

图5所示为图1中滑块机构去掉一个底板后沿另一个角度的立体示意图。

图6所示为图1中双向转动机构的回转支承的安装状态的剖视示意图。

图7所示为图1中双向转动机构的连接机构的立体示意图。

图8所示为图1中双向转动机构的滚轮座的立体示意图。

图9所示为图1中双向转动机构的滚轮座的另一个角度的立体示意图。

其中，10-机架，11-导轨，12-横梁，13-滑槽，14-中连接板，15-底加强板，16-中加强板，17-开孔，18-预留连接板，20-伸缩机构，21-中部法兰，22-伸缩臂，23-橡胶垫圈，30-滑块机构，31-底板，32-前板，33-后板，34-侧板，35-固定板，36-储油槽，37-注油孔，38-挡板，39-加强板，40-双向转动机构，41-回转支承，41a-底盘，41b-外圈，41c-滚珠，42-连接机构，42a-上支承板，42b-连接板，42c-凸片，42d-限位板，43-滚轮座，43a-座板，43b-枢轴板，43c-垫板，43d-加强筋，50-滚轮机构，51-轮芯，52-轮圈，53-聚氨酯套，60-行走机构，61-转轮，70-起升机构，71-同步油缸，72-球铰。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

图1所示为本发明提供的自调节滚轮架的立体组装状态示意图。本发明的自调节滚轮架用于风电塔筒的制造过程中，用于支撑并转动风电塔筒。如图1所示，该自调节滚轮架包括机架10、伸缩机构20、滑块机构30、双向转动机构40、滚轮机构50、行走机构60、起升机构70、以及动力与控制系统(图未示)。

请一并参阅图2，机架10包括两条沿机架10纵向延伸的导轨11及垂直于导轨11的两根横梁12。横梁12焊接固定于导轨11的下表面且位于靠近导轨11两端的位置。导轨11的相对侧(即导轨11的内侧)设有用于与滑块机构30相连的滑槽13。导轨11的中部设有两块间隔设置的中连接板14，中连接板14的底部焊接固定有底加强板15，且中连接板14之间焊接固定有两块中加强板16。中连接板14在该两块中加强板16之间设有U形开孔17，该U形开孔17用于供伸缩机构20的一部分穿过。另外，在导轨11的侧边和横梁12的两端还设有预留连接板18，用于连接图1所示的滚轮架与其它滚轮架或其它元件。

请一并参阅图3，在本实施例中，伸缩机构20为一双向伸缩油缸，其包括两个中部法兰21及位于中部法兰21两侧的两个伸缩臂22。该中部法兰21为正方形，各该伸缩臂22均包括缸体及可相对缸体运动的活塞杆。该伸缩机构20的中部法兰21通过螺栓固定至机架10的中连接板14上，且该中部法兰21与该中连接板14之间夹设有橡胶垫圈23，该橡胶垫圈23的压缩率为60％，而使伸缩机构20在橡胶垫圈23被压缩时可相对于中连接板14具有一定的运动量。在本发明的其它实施例中，伸缩机构20也可以为双向电动丝杠，当伸缩机构20采用双向电动丝杠时，本发明的滚轮架更加适用于轻载风塔。

请一并参阅图4和图5，滑块机构30分设于伸缩机构20的两侧，其包括两块正方形的底板31及焊接固定于底板31之间的前板32、后板33和侧板34。滑块机构30的前板32设于靠近伸缩机构20的一侧，后板33与前板32相对。滑块机构30横跨机架10的导轨11，其侧板34位于导轨11的滑槽13内，使滑块机构30可相对导轨11滑动。底板31的内表面中部设有两块相互间隔的固定板35，该固定板35平行于滑块机构30的侧板34，在该两块固定板35之间形成有收容伸缩机构20伸缩臂22的空间，伸缩机构20的伸缩臂22穿过滑块机构30的前板32而伸至该固定板35之间，通过穿设于伸缩臂22和固定板35中的销轴固定至滑块机构30上。另外，滑块机构30的底板31外表面两侧还设有长条形的储油槽36，储油槽36内存储黄油，底板31的前后侧壁上开设有与储油槽36相连通的注油孔37，当滑块机构30在导轨11上滑动时，储油槽36内的黄油可起到润滑作用，当黄油快要消耗完时，可通过注油孔37向储油槽36内补充黄油。

请一并参阅图6至图9，双向转动机构40包括回转支承41、连接机构42及滚轮座43。回转支承41固定于滑块机构30的底板31上方。连接机构42连接于回转支承41和滚轮座43之间。

请特别参阅图6，回转支承41包括圆形的底盘41a及可绕底盘41a转动的外圈41b。底盘41a通过螺栓固定至滑动机构的底板31上。外圈41b套设于底盘41a外侧，其与底盘41a之间设有若干滚珠41c，以使外圈41b与底盘41a之间的相对转动更加顺畅。外圈41b的顶面高度最好高于固定底盘41a的螺栓顶面的高度，以避免转动时产生干涉。在本实施例中，底盘41a优选的布置于水平方向，因此外圈41b可以在水平面内转动，从而调整位于回转支承41上方的滚轮机构50的走向，使滚轮机构50相对于滚轮架的水平中心线向外或向内转动。在本实施例中，外圈41b转动时的中心轴为空间直角坐标系的Z轴，此处称之为第一轴。

请特别参阅图7，连接机构42包括圆形的上支承板42a及设于上支承板42a上的类三角形连接板42b。上支承板42a通过螺栓固定至回转支承41的外圈41b上，可随回转支承41的外圈41b转动。连接板42b焊接固定于上支承板42a的上表面的前端和后端，且凸出于上支承板42a一定的高度。连接机构42通过穿过滚轮座43和连接板42b的枢轴44与滚轮座43相连，使滚轮座43可相对于滚轮架的水平中心线向上或向下转动，在本实施例中，滚轮座43转动时的中心轴为空间直角坐标系的X轴，此处称之为第二轴。

另外，上支承板42a的后端还沿径向向外凸伸有两个凸片42c，如图4及图5所示，滑块机构30的后板33上焊接固定有与该凸片42c相对应的挡板38，挡板38之间焊接固定有加强板39，用于增加挡板38的强度。挡板38的一部分延伸至滑块机构30的底板31上方，并位于两个凸片42c之间，其高度与凸片42c的高度相对应，当凸片42c随回转支承41的外圈41b转动至挡板38所在的位置后会与挡板38相碰而不能够继续转动，如此，将回转支承41及其上方元件绕Z轴的转动角度限制在一定的范围内，防止转动角度过大。进一步地，上支承板42a的上表面还焊接固定有位于连接板42b两侧的限位板42d，当滚轮座43向下转动到一定的位置时会与限位板42d相碰而不能够继续转动，将滚轮座43及其上方元件绕X轴的转动角度限制在一定的范围内，防止转动角度过大。

请特别参阅图8及图9，滚轮座43包括座板43a及设于座板43a上的枢轴板43b、垫板43c和加强筋43d。枢轴板43b呈三角形，其焊接固定于座板43a的下表面，且位于座板43a的前、后两端。垫板43c焊接固定于座板43a的上表面且位于座板43a的左、右两侧。枢轴板43b凸伸出座板43a的下表面一定的高度，其与连接机构42通过枢轴44相连。滚轮座43与滚轮机构50之间通过穿设于垫板43c和滚轮机构50的螺栓相连。

请继续参阅图1，滚轮机构50包括轮芯51、固定于轮芯51外围的轮圈52及固定于轮圈52外围的聚氨酯套53，轮芯51的一端与一电机相连，通过电机驱动滚轮机构50带动风塔转动。

行走机构60通过螺栓固定于机架10的两根横梁12的下方，且位于横梁12的两端。行走机构60主要包括转轮61，该转轮61可在轨道或者地面上直线行走，以将本发明的滚轮架移动至所需位置，同时也可以转运整个风塔。

起升机构70通过螺栓固定于两根横梁12的两端，其主要包括四个同步油缸71及位于同步油缸71下端的球铰72，以将整个滚轮架升高到所需的高度，调整风塔的中轴线高度，方便风塔塔节的组对并改善风塔的焊接质量，另外，起升机构70下端的球铰72可以适应不平整的地面。

动力与控制系统也布置在机架10上，其包括液压系统和电气系统。液压系统主要包括泵、阀、管路、液压马达、油箱等，用于将系统动力转化为需要的输出方式。电气系统主要包括电机、减速箱、电线、电控箱、遥控装置等，用于提供动力和操作接口。该电机优先采用变频电机，可帮助节约能源。

本发明的工作原理如下：

首先，通过操纵遥控装置，利用电机驱动液压系统工作，升起起升机构70下端的球铰72，利用行走机构60将两个滚轮架行走至需求的位置后降下起升机构70的球铰72，起吊一个塔节放置到该两个滚轮架上，定义该塔节为T-1；

接着，重复上述步骤，将与T-1塔节对接的T-2塔节同样放置好；

然后，遥控其中的一组滚轮架行走，使T-1塔节和T-2塔节在最低点接触；

然后，同时遥控起升T-1塔节和T-2塔节的滚轮架并微调滚轮间距，遥控时应注意观察接缝处的对接情况，调节速度使T-1塔节和T-2塔节良好对接，并使T-1塔节和T-2塔节的中轴线水平(中轴线水平通过在塔节的法兰面荡铅锤测定)，对接好后两段塔节的中轴线还应该重合。

接着，焊接对接缝；

然后，采用同样的操作焊接后续的其它塔节，直至完成整个风塔的焊接；

最后，留一组滚轮架支承整个塔段，移除其余的滚轮架，并遥控留下的滚轮架行走，将风塔转运到下一个工位。

在上述步骤中，当将塔节放置到滚轮架上时，由于双向转动机构40的转动，滚轮机构50可以根据塔节的外表面形状自动地绕X轴和Z轴转动，自动适应塔节的锥筒弧度。当某个塔节的中轴线没有处于水平位置或两个塔节的中轴线没有处于相同的高度时，可通过升降起升机构70，使塔节的中轴线在竖直平面内移动或转动，将塔节的中轴线调至水平位置或相同的高度。当两个塔节的中轴线都在水平面内但没有重合或某个塔节的中轴线在水平面内左右偏移时，可以通过操纵伸缩机构20使滚轮机构50移动，从而使塔节的中轴线在水平面内移动或转动，实现塔节中轴线的微调，或者是在塔节自重的作用下压缩伸缩机构20与机架10之间的橡胶垫圈23，实现塔节中轴线的微调，并可以补偿因前后两个滚轮架放置不同轴时引起的塔节中轴线不重合。另外，通过对塔节中轴线的调整，还可以改善塔节转动过程中的跳动和蹿动现象，提高产品质量。

综上，在本发明中，采用双向转动机构固定滚轮机构，为滚轮机构增加了两个转动自由度，当塔节放置于滚轮架上时，滚轮机构可根据塔节的外表面形状自动地绕X轴和Z轴转动，自动适应锥筒弧度，实现滚轮与锥筒的良好接触，避免出现锥筒凹坑；本发明采用伸缩机构和滑块机构可使滚轮机构沿机架的导轨滑动，增加了滚轮间距调节的自由度，实现了滚轮机构间距的无极调整；通过起升机构可以调整整个滚轮架的高度，实现滚轮机构高度的无极调节；另外，本发明通过行走机构可使滚轮架沿轨道或在地面上直线行走，因而无需辅助设备即可将滚轮架移动至所需位置，方便移动滚轮架并节省了设备；进一步的，本发明通过上述的功能改进，提高了产品质量和生产效率，通过将滚轮架设置成具有多种功能，并可采用遥控操作的方式，降低了工人的劳动强度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种自调节滚轮架，包括机架和滚轮机构，其特征在于，所述机架上设有双向转动机构，所述双向转动机构包括回转支承及滚轮座，所述回转支承的一部分可绕一第一轴转动，所述滚轮座可绕一第二轴转动，所述回转支承设于所述机架上，所述滚轮座设于所述回转支承上，所述滚轮机构设于所述滚轮座上，所述第一轴为空间直角坐标系的Z轴，所述第二轴为空间直角坐标系的X轴，所述滚轮机构可自动地绕所述X轴和所述Z轴转动以适应锥筒弧度。

2.根据权利要求1所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述机架上还设有伸缩机构和滑块机构，所述伸缩机构固定于所述机架上，所述滑块机构与所述伸缩机构相连，且可在所述伸缩机构的驱动下在所述机架上滑动，所述双向转动机构设于所述滑块机构上。

3.根据权利要求2所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述机架包括两条导轨，所述导轨上设有滑槽，所述滑块机构包括底板和设于所述底板上的侧板和固定板，所述滑块机构的所述侧板可滑动地设于所述导轨的所述滑槽内，所述伸缩机构包括两条伸缩臂，所述伸缩机构通过穿设于所述伸缩臂和所述固定板的销轴与所述滑块机构相连。

4.根据权利要求2所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述伸缩机构为双向伸缩油缸，所述双向伸缩油缸包括中部法兰及位于所述中部法兰两侧的伸缩臂，所述机架的中部设有用于固定所述中部法兰的中连接板，所述中连接板上设有供所述伸缩臂穿过的开孔，所述中连接板和所述中部法兰之间夹设有橡胶垫圈。

5.根据权利要求1所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述双向转动机构还包括位于所述回转支承与所述滚轮座之间的连接机构，所述回转支承包括底盘及可绕所述底盘转动的外圈，所述连接机构包括上支承板及设于所述上支承板上的连接板，所述回转支承的所述底盘与所述机架相连，所述连接机构的所述上支承板固定于所述回转支承的所述外圈，所述连接板凸出于所述上支承板的上表面，所述连接机构通过一穿过所述滚轮座和所述连接板的枢轴与所述滚轮座相连。

6.根据权利要求5所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述滚轮座包括座板及设于所述座板上的枢轴板，所述座板与所述滚轮机构相连，所述枢轴板凸出于所述座板的下表面，所述枢轴板通过所述枢轴与所述连接机构的所述连接板相连。

7.根据权利要求5所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述连接机构的所述上支承板在所述连接板的侧边设有限位板，所述限位板在所述滚轮座绕所述枢轴向下转动到一定位置时与所述滚轮座相碰。

8.根据权利要求5所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述连接机构的所述上支承板上设有至少一凸片，所述机架上对应所述凸片设有至少一挡板，所述凸片在随所述上支承板转动至所述挡板所在的位置后与所述挡板相碰。

9.根据权利要求1所述的自调节滚轮架，其特征在于：所述机架上固定有行走机构和起升机构，所述行走机构包括转轮，所述起升机构包括位于其下端的球铰。