CN107717429A - 用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器 - Google Patents

用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器 Download PDF

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隋国鑫
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Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，包括下层缸体、下层活塞、上层缸体、上层活塞、拉伸螺栓、拉伸螺母和弹簧；所述的下层缸体和上层缸体螺纹连接，下层活塞与下层缸体滑动连接，上层活塞与上层缸体滑动连接，大齿轮嵌入支撑座内，弹簧安装在大齿轮之上。本发明通过二级液压缸的同时联动，实现了对主螺栓的拉伸，在保证相同拉伸力的情况下，二级液压缸的横截面积可比仅一级液压缸的横截面积小；本发明的上下层缸体的材料的抗拉强度达到1400MPa以上，屈服强度达到1000MPa以上，同时能保证韧性，使缸体的壁厚由原来的10mm减为5mm。从而减少了液压缸外径，也就是减少了液压拉伸器外径。

Description

用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器
技术领域
本发明涉及一种风力发电机轮毂上主螺栓拉伸预紧或旋松使用的新型多级超高压薄壁液压拉伸器，自动准确实现主螺栓的拉伸预紧或旋松动作。
背景技术
目前，风力发电机叶片与轮毂连接的主螺栓拉伸预紧或旋松是通过液压螺栓拉伸器实现的，随着风力发电机的安全系数日益提高，主螺栓数量日益增多，螺栓间距逐渐减小，而现有单级液压螺栓拉伸机有三个特点：一是缸体较厚，导致液压缸直径比较大；导致单级液压螺栓拉伸机无法与主螺栓连接；二是油压面积不足，导致输出力不够；三是单体螺栓液压拉伸器在拉伸过程中会出现主螺栓偏斜的现象，导致液压螺栓拉伸器的拉伸螺杆与主螺栓产生卡滞现象。显然这种螺栓拉伸机已不能满足现阶段使用要求。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种安装方便、输出力大且不出现螺栓偏斜现象的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，包括支撑座、大齿轮、下层缸体、下层活塞、上层缸体、上层活塞、拉伸螺栓、拉伸螺母、复位弹簧盖、齿轮A、齿轮B、齿轮箱座、齿轮箱盖和弹簧；
所述的支撑座和下层缸体固定连接，下层缸体和上层缸体螺纹连接，下层活塞与下层缸体滑动连接，上层活塞与上层缸体滑动连接，大齿轮嵌入支撑座内，弹簧安装在大齿轮之上，拉伸螺栓与拉伸螺母螺纹连接，拉伸螺栓置于下层活塞和上层活塞内孔中，拉伸螺母放置在上层活塞上，弹簧复位装置安装在复位弹簧盖内，齿轮A、齿轮B、齿轮箱座和齿轮箱盖组成齿轮箱；拉伸螺栓中心设置螺纹孔，用于与主螺栓的螺纹连接；
所述的下层缸体和上层缸体的材料的抗拉强度为1400MPa以上，屈服强度为1000MPa以上。
进一步地，所述的下层活塞与下层缸体之间设置组合密封；所述的上层活塞与上层缸体之间设置组合密封。
进一步地，所述的弹簧下部与大齿轮连接、上部与下层缸体连接，弹簧安装在拉伸螺栓的外侧。
进一步地，所述的上层活塞的内孔形状从上到下依次为大圆柱孔、圆锥孔和小圆柱孔，大圆柱孔与圆锥孔之间设置上台阶，圆锥孔与小圆柱孔设置下台阶，所述的拉伸螺母的外侧形状与上层活塞的大圆柱孔和圆锥孔的内侧形状相匹配。
进一步地，所述的下层活塞与上层活塞的外径相同。
进一步地，所述的弹簧复位装置上部与复位弹簧盖连接、下部与拉伸螺母连接。
进一步地，所述的支撑座和下层缸体通过顶丝连接。
进一步地，所述的上层缸体和下层缸体分别与液压阀块的两个出油口连接，液压阀块的进油口通过快速接头与液压油管连接；液压油管与液压泵连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明通过二级液压缸的同时联动，实现了对主螺栓的拉伸，在保证相同拉伸力的情况下，二级液压缸的横截面积可以比仅一级液压缸的横截面积小，从而减少了液压缸的直径，也就是减少了液压拉伸器的直径。
2、本发明的下层缸体和上层缸体经过调质处理后，使其材料的抗拉强度达到1400MPa以上，屈服强度达到1000MPa以上，同时能保证韧性，使缸体的壁厚由原来的10mm减为5mm。目前，该产品已经经过性能测试和疲劳测试，在一定工作次数内，完全能承受150MPa的超高压。由于壁厚的减薄，从而减少了液压缸的外径，也就是减少了液压拉伸器的直径。
3、本发明的弹簧安装在拉伸螺栓的外侧，当主螺栓发生偏斜时，可以通过弹簧对拉伸螺栓的反作用力补偿主螺栓的偏移量，使得拉伸力输出均匀，保证了螺栓伸长量的精确控制。
4、本发明的齿轮A、齿轮B、齿轮箱座以及齿轮箱盖组成齿轮箱，齿轮箱在伺服电机驱动下与大齿轮啮合，精准控制旋转精度，自动实现主螺母的旋紧或旋松。
5、本发明不仅能安装到间距较小的主螺栓上，并且能够自动准确地进行主螺栓的拉伸预紧或旋松，保证主螺栓拉伸量的精确控制，而不会破坏主螺栓。
6、本发明虽然是专门针对风电设备设计的，由于其具有更轻的质量和对拉伸的精准控制，也可以用于其它领域的螺栓拉伸预紧或旋松。
附图说明
图1是本发明的外观示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的C-C剖视图。
图中：1、支撑座，2、大齿轮，3、下层缸体，4、下层活塞，5、上层缸体，6、上层活塞，7、拉伸螺栓，8、拉伸螺母，9、复位弹簧盖，10、齿轮A，11、齿轮B，12、齿轮箱座，13、齿轮箱盖，14、主螺栓，15、弹簧，16、弹簧复位装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，包括支撑座1、大齿轮2、下层缸体3、下层活塞4、上层缸体5、上层活塞6、拉伸螺栓7、拉伸螺母8、复位弹簧盖9、齿轮A10、齿轮B11、齿轮箱座12、齿轮箱盖13和弹簧15；
所述的支撑座1和下层缸体3固定连接，下层缸体3和上层缸体5螺纹连接，下层活塞4与下层缸体3滑动连接，上层活塞6与上层缸体5滑动连接，大齿轮2嵌入支撑座1内，弹簧15安装在大齿轮2之上，拉伸螺栓7与拉伸螺母8螺纹连接，拉伸螺栓7置于下层活塞4和上层活塞6内孔中，拉伸螺母8放置在上层活塞6上，弹簧复位装置16安装在复位弹簧盖9内，齿轮A10、齿轮B11、齿轮箱座12和齿轮箱盖13组成齿轮箱；拉伸螺栓7中心设置螺纹孔，用于与主螺栓14的螺纹连接；
所述的下层缸体3和上层缸体5的材料的抗拉强度为1400MPa以上，屈服强度为1000MPa以上。
进一步地，所述的下层活塞4与下层缸体3之间设置组合密封；所述的上层活塞6与上层缸体5之间设置组合密封。
进一步地，所述的弹簧15下部与大齿轮2连接、上部与下层缸体3连接，弹簧15安装在拉伸螺栓7的外侧。
进一步地，所述的上层活塞6的内孔形状从上到下依次为大圆柱孔、圆锥孔和小圆柱孔，大圆柱孔与圆锥孔之间设置上台阶，圆锥孔与小圆柱孔设置下台阶，所述的拉伸螺母8的外侧形状与上层活塞6的大圆柱孔和圆锥孔的内侧形状相匹配。
进一步地，所述的下层活塞4与上层活塞6的外径相同。
进一步地，所述的弹簧复位装置上部与复位弹簧盖9连接、下部与拉伸螺母8连接。
进一步地，所述的支撑座1和下层缸体3通过顶丝连接。
进一步地，所述的上层缸体5和下层缸体3分别与液压阀块的两个出油口连接，液压阀块的进油口通过快速接头与液压油管连接；液压油管与液压泵连接。
本发明的工作原理如下：
本发明工作时，先将拉伸螺栓7与主螺栓14通过螺纹连接好；当拉伸螺栓7与主螺栓14连接好后，液压泵向上层缸体5和下层缸体3输出150MPa超高压液压油，使得下层活塞4与上层活塞6同时顶升，通过二级液压缸的同时联动，本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：包括支撑座(1)、大齿轮(2)、下层缸体(3)、下层活塞(4)、上层缸体(5)、上层活塞(6)、拉伸螺栓(7)、拉伸螺母(8)、复位弹簧盖(9)、齿轮A(10)、齿轮B(11)、齿轮箱座(12)、齿轮箱盖(13)和弹簧(15)；
所述的支撑座(1)和下层缸体(3)固定连接，下层缸体(3)和上层缸体(5)螺纹连接，下层活塞(4)与下层缸体(3)滑动连接，上层活塞(6)与上层缸体(5)滑动连接，大齿轮(2)嵌入支撑座(1)内，弹簧(15)安装在大齿轮(2)之上，拉伸螺栓(7)与拉伸螺母(8)螺纹连接，拉伸螺栓(7)置于下层活塞(4)和上层活塞(6)内孔中，拉伸螺母(8)放置在上层活塞(6)上，弹簧复位装置(16)安装在复位弹簧盖(9)内，齿轮A(10)、齿轮B(11)、齿轮箱座(12)和齿轮箱盖(13)组成齿轮箱；拉伸螺栓(7)中心设置螺纹孔，用于与主螺栓(14)的螺纹连接；
所述的下层缸体(3)和上层缸体(5)的材料的抗拉强度为1400MPa以上，屈服强度为1000MPa以上。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的下层活塞(4)与下层缸体(3)之间设置组合密封；所述的上层活塞(6)与上层缸体(5)之间设置组合密封。
3.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的弹簧(15)下部与大齿轮(2)连接、上部与下层缸体(3)连接，弹簧(15)安装在拉伸螺栓(7)的外侧。
4.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的上层活塞(6)的内孔形状从上到下依次为大圆柱孔、圆锥孔和小圆柱孔，大圆柱孔与圆锥孔之间设置上台阶，圆锥孔与小圆柱孔设置下台阶，所述的拉伸螺母(8)的外侧形状与上层活塞(6)的大圆柱孔和圆锥孔的内侧形状相匹配。
5.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的下层活塞(4)与上层活塞(6)的外径相同。
6.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的弹簧复位装置上部与复位弹簧盖(9)连接、下部与拉伸螺母(8)连接。
7.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的支撑座(1)和下层缸体(3)通过顶丝连接。
8.根据权利要求1所述的用于风力发电机轮毂主螺栓的多级超高压薄壁液压拉伸器，其特征在于：所述的上层缸体(5)和下层缸体(3)分别与液压阀块的两个出油口连接，液压阀块的进油口通过快速接头与液压油管连接；液压油管与液压泵连接。
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