CN108217053B - 一种风电主轴法兰盘自动化平转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括机架，机架的工作面上设有法兰输送装置，输送装置的一端设有升降式限位部；还包括法兰升降机构，法兰升降机构设置在法兰输送装置两侧、且位于法兰下方，法兰升降机构上设有驱动法兰转动的旋转驱动机构；还包括设有法兰存放台的法兰存储架，法兰存储架内设有驱动法兰存放台升降的存放台升降机构；所述法兰输送装置包括设置在机架工作面上的滚珠或滚柱，机架的工作面倾斜设置。本发明的出现减少了多个法兰在吊装前的安装孔对齐的人工作业，减少工人劳动强度，效率较高，安全性极佳；并且对孔过程法兰不接触下方输送装置，延长了下方输送装置的使用寿命。

Description

一种风电主轴法兰盘自动化平转装置

技术领域

本发明涉及一种风电主轴法兰盘自动化平转装置。

背景技术

目前，风电法兰由于工件与毛坯之间差异较大，且工件要求综合力学性能较好，所以加工顺序划分为下料(锯削)、加热、锻造、再次加热、碾环、去应力退火、车削、钻削、手工倒角。加工完成后一般堆叠若干个统一规格的风电法兰后通过吊装吊具起吊，由于法兰上具有中心孔和围绕中心孔设置的安装孔，其起吊方式均是由人工将起重钢丝绳绕在风电法兰的环形截面位置定位后，在将起重钢丝绳与装车设备上设置的起吊钢钩联接，随后斜置吊起风电法兰进行移动装车或者卸车。也有如申请号为201310673410.8及申请号为201320365185.7的新式吊具，其都是充分利用了法兰本身的安装孔来起吊，但都存在起吊前的安装孔对齐的工作，而这一工作仍由工人人工操作(通过大型行车外加吊具，辅以人工协作的方式进行安装孔对齐的工作)，效率低下，而且大型行车的成本较高，体积较大，且随着人工成本的增加，提高了生产成本，并且由于工人直接在法兰旁操作，危险性大。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，能够配合目前的新式吊具，完成起吊前的安装孔对齐工作，减少人工作业，减少工人劳动强度，提高自动化程度，效率较高，安全性极佳。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括机架，机架的工作面上设有法兰输送装置，输送装置机架的输送方向的一端设有升降式限位部；还包括法兰升降机构，法兰升降机构设置在法兰输送装置两侧、且位于法兰下方，法兰升降机构上设有驱动法兰转动的旋转驱动机构；还包括设有法兰存放台的法兰存储架，法兰存储架内设有驱动法兰存放台升降的存放台升降机构；所述法兰输送装置包括设置在机架工作面上的滚珠或滚柱，机架的工作面倾斜设置。工作过程是：通过输送装置将加工好的法兰输送至机架的工作面上，当法兰到达升降式限位部后输送装置停止输送，法兰升降机构动作将法兰抬离输送装置后旋转驱动机构动作，将法兰转动至所要的位置，法兰升降机构动作将法兰放回输送装置上，然后驱动升降式限位部向下滑动，输送电机运转将转动后的风电法兰输送至(或通过倾斜的工作面法兰自动向下移动至)法兰存储架的法兰存放台上，而后第二电机运转驱动法兰存放台向下一个法兰高度的距离后停止运转，然后下一个法兰加工好后重复上述过程即实现了堆叠的各法兰的安装孔是对齐的(所有控制过程可以通过工人在远处的带有玻璃窗的操作室进行，不需在现场配合行车吊具，避免了可能的危险)。

为减少电机的使用、节约能源，优选的技术方案是，法兰输送装置包括设置在机架工作面上的滚珠，滚珠上设置有滚珠支撑网架，还设有用于阻挡滚珠的挡板，挡板围绕设置在机架的边缘。根据法兰的规格重量选择工作面倾斜的角度，保证在没有限位挡板阻挡时其可以依靠自重在机架工作面上向下移动。

为保证提升法兰过程的稳定可靠，优选的技术方案为，法兰升降机构包括两个对称设置的支架，两个支架位于机架两侧，设置在支架上的升降台，升降台为角钢形或升降台的一端为槽钢形；若升降杆为角钢形，升降台上设置有滚珠，滚珠上设置有滚珠支撑网架，还设有用于阻挡滚珠的挡板，挡板围绕设置在升降台的边缘；若升降杆的一端为槽钢形，升降杆的槽钢形端部的三个内壁上设置有滚柱，支架上设置有驱动法兰转动的旋转驱动机构。优选方案为升降杆为角钢形，滚珠(因为滚珠是万向的，而滚柱不是)的设置可以保证法兰转动时是滚动摩擦。

为兼顾成本及简化结构，优选的技术方案为，旋转驱动机构包括通过连接杆连接在支架上的第三电机，其电机轴上固连摩擦轮；连接杆铰接在支架上，连接杆位于支架内的部分通过弹簧与支架的远离法兰的内壁连接，支架内设置水平滑动的推块，支架的靠近法兰的侧面开设开口，推块的楔形端部伸出开口。另一种方案是连接杆固连在支架上，连接杆的长度及偏离升降杆的角度根据法兰尺寸，以满足升降杆的端部卡到法兰上后摩擦轮恰好顶在法兰端面上。但优选的方案是连接杆铰接在支架上，当升降杆未接触到法兰时，连接杆由于弹簧的作用被顶着(在竖直方向上远离法兰)，当升降杆抬起法兰时，升降杆碰到推块伸出开口的楔形端部，将推块向支架内推动(由于支架上设有用于推块平行滑动的滑轨，推块上设置与滑轨匹配的滑条)，推块的位于支架的端部推动连接杆，使得连接杆向法兰转动直至摩擦轮紧紧抵靠在法兰的端面上，这时再驱动第三电机运转，则实现通过摩擦轮使得法兰转动的目的。

为加强转动的效率、效果，优选的技术方案为，第三电机的电机轴上还连接有驱动齿轮，驱动齿轮通过介轮与从动齿轮构成旋转方向相同的齿轮传动，介轮轴和从动齿轮轴转动设置在支架上，从动齿轮轴的轴端固连第二摩擦轮。甚至可以通过同样的方式再增设介轮和从动齿轮及第三摩擦轮、第四摩擦轮等。这样电机数量未增加，摩擦轮却增加了，转动的效率变高。

进一步的技术方案为，支架内设置有用于驱动升降台升降的第一升降丝杠以及驱动第一升降丝杠转动的第一电机；升降式限位部为在机架的输送方向的一端设有可上下滑动的限位挡板，限位挡板高度不超过法兰的高度；所述升降机构为第二升降丝杠以及驱动第二升降丝杠转动的第二电机。升降式限位部可以是限位挡板，也可以是一块限位块或角形的限位杆等。

为实现更高的自动化过程，优选的技术方案为，还包括两个对称设置的光电传感器，其与控制器相连，控制器与第三电机相连；两个光电传感器的距离为法兰上同一直径上的一对安装孔的最短距离；每个光电传感器均为对射型光电传感器，且其发光器和收光器分别位于法兰的正上方和正下方，发光器和收光器的连线与法兰的安装孔的轴心线平行。这样的设置可以在转动装置将法兰转动到其上的安装孔位于光电传感器正上方时给控制器发送信号，使得第三电机停止运转，然后法兰升降装置将法兰下降到输送装置上后继续进行后续的将法兰运输至法兰存储架上的工作。两个光电传感器在法兰的安装孔转至其正下方时几乎贴着两个安装孔的内部(由于安装孔有一定的大小，为保证光电传感器接通时就一定是对正的情况，也可以设置成两个光电传感器的距离为法兰直径上对称的一对安装孔的最远距离)。这样保证了若通过输送装置输送来的法兰其任一对安装孔不是与输送方向平行，则通过发光器和收光器的设置达到最终法兰所需转动的角度。

为保证限位挡板的限位作用，优选的技术方案为，机架的输送方向的一端的两侧设有滑槽，限位挡板上设有和滑槽匹配的滑块，滑槽上还设置销孔，还包括与销孔匹配设置的限位销。更为优选的技术方案是通过在限位挡板下也设置升降丝杠和驱动电机，这样所有操作全部机械化，无需人工，实现全自动化。

本发明的优点和有益效果在于：

1、减少了多个法兰在吊装前的安装孔对齐的人工作业，减少工人劳动强度，效率较高；

2、大型行车的成本较高，体积较大，且人工成本越来越高，因此降低了生产成本，并且工人不用在法兰旁操作，安全性极佳；

3、根据法兰的规格重量选择工作面倾斜的角度，保证在没有限位挡板阻挡时其可以依靠自重在输送辊上向下移动，减少了电机的数量，节约了能源的消耗；

4、限位挡板下也设置升降丝杠和驱动电机，所有操作全部机械化，无需人工，实现全自动化；

5、设置传感器，工人需要按的键更少，操作更简单，还不易出错；

6、电机数量未增加的情况下摩擦轮增加，法兰转动的效率变高。

附图说明

图1是本发明一种风电主轴法兰盘自动化平转装置的结构示意图；

图2是图1中法兰存储架的部分放大示意图；

图3是法兰升降装置还未提升法兰时的状态示意图；

图4是图3中法兰升降装置提升法兰时的状态示意图；

图5是图3中支架的透视图；

图6是图3增加支架后的俯视图；

图7是本发明实施例二中限位挡板部分的放大示意图；

图8是本发明实施例三的结构示意图；

图9是本发明实施例四的一个支架部分的放大示意图；

图10是本发明实施例五未示出旋转驱动机构及推块的结构示意图；

图11是图10中升降杆的侧视图；

图12是图10增加旋转驱动机构后的示意图；

图13是图10中支架左侧方向的透视图；

图14是本发明实施例六未示出旋转驱动机构及推块的结构示意图；

图15是图14中滚珠支撑网架部分的俯视图；

图16为本发明实施例七中法兰输送装置部分的结构示意图；

图17为图16中最里面那部分工作面的俯视图。

图中：1、机架；2、法兰输送装置；3、限位挡板；4、支架；5、升降杆；6、第一升降丝杠；7、第一电机；8、滚柱；9、连接杆；10、第三电机；11、摩擦轮；12、齿轮；13、介轮；14、法兰存放台；15、法兰存储架；16、第二升降丝杠；17、第二电机；18、从动齿轮；19、座板；20、第二摩擦轮；21、光电传感器；22、限位销；23、销孔；24、滚珠；25、转盘；26、挡板；27、推块；28、开口；29、滚珠支撑网架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1至图6所示(图1未示出法兰升降装置和法兰转动装置；图3、图4未示出另一个与其相对设置的支架)，本发明是一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括机架1，机架1的工作面上设有法兰输送装置2，机架1的输送方向的一端设有升降式限位挡板3，限位挡板3高度不超过法兰的高度；还包括法兰升降机构，法兰升降机构设置在法兰输送装置2两侧、且位于法兰下方，法兰升降机构上设有驱动法兰转动的旋转驱动机构；还包括设有法兰存放台14的法兰存储架15，法兰存储架15内设有驱动法兰存放台14升降的第二升降丝杠16以及驱动第二升降丝杠16转动的第二电机17。法兰输送装置2包括若干等距转动设置于所述机架1的工作面上的输送辊、驱动所述输送辊转动的输送电机。法兰升降机构包括两个对称设置的支架4，两个支架4位于机架1两侧，滑动设置在支架4上的升降杆5，升降杆5的一端为槽钢形，升降杆5的槽钢形端部的三个内壁上转动设置有滚柱8，升降杆5上固定设置法兰转动装置。法兰转动装置包括通过连接杆9固连在升降杆5上的第三电机10，其电机轴上固连摩擦轮11。支架4内设置有用于驱动升降杆5上下滑动的第一升降丝杠6以及驱动第一升降丝杠6转动的第一电机7。还包括光电传感器21，其与控制器相连，控制器与第三电机10相连。光电传感器21为对射型光电传感器21，其发光器和收光器分别位于法兰的正上方和正下方，发光器和收光器的连线与法兰的安装孔的轴心线平行。机架1的输送方向的一端的两侧设有滑槽，限位挡板3上设有和滑槽匹配的滑块，滑槽上还设置销孔23，还包括与销孔23匹配设置的限位销22。

实施例二：

与实施例一的不同在于，如图7所示，在限位挡板下也设置升降丝杠和驱动电机，这样所有操作全部机械化，无需人工，实现全自动化。

实施例三：

与实施例一的不同在于，如图8所示(未示出法兰升降装置和法兰转动装置、限位销、法兰存储架)，机架1的工作面倾斜设置，输送辊的宽度小于法兰的直径。

实施例四：

与实施例一的不同在于，如图9所示，第三电机10的电机轴上还固连一个齿轮12，与齿轮12啮合设置有介轮13，与介轮13啮合设置有从动齿轮18，介轮13轴和从动齿轮18轴转动设置在从升降杆5一侧延伸出的座板19上，从动齿轮18轴的轴端固连第二摩擦轮20。

实施例五：

与实施例一的不同在于，如图10至图13所示，升降杆为角钢形，升降杆的法兰接触面上设置滚珠24，滚珠24上设置转盘25，还设有用于阻挡滚珠24和转盘25的挡板26，挡板26围绕设置在升降杆的法兰接触面的边缘；连接杆铰接在支架上，位于支架内的连接杆通过弹簧与支架的远离法兰的内壁连接，支架内设置水平滑动的推块27，支架的靠近法兰的侧面开设开口28，推块27的楔形端部伸出开口28。两个光电传感器的距离为法兰上对称的一对安装孔的最短距离。

实施例六：

与实施例五的不同在于，如图14、图15所示，法兰升降机构包括两个对称设置的支架4，两个支架4位于机架两侧，设置在支架4上的升降杆5，升降杆5为角钢形，升降杆5上设置有滚珠24，滚珠24上设置有滚珠支撑网架，还设有用于阻挡滚珠24的挡板26，挡板26围绕设置在升降杆5的边缘。

实施例七：

与实施例一的不同在于，如图16、图17所示(为便于图示，图16为示出滚珠和滚珠支撑网架；图17仅示出一个滚珠)，法兰输送装置包括设置在机架1工作面上的滚珠24，机架1的工作面倾斜设置，滚珠24上设置有滚珠支撑网架29，还设有用于阻挡滚珠24的挡板26，挡板26围绕设置在机架1的边缘。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于，包括机架，机架的工作面上设有法兰输送装置，法兰输送装置的一端设有升降式限位部；还包括法兰升降机构，法兰升降机构设置在法兰输送装置两侧、且位于法兰下方，法兰升降机构上设有驱动法兰转动的旋转驱动机构；还包括设有法兰存放台的法兰存储架，法兰存储架内设有驱动法兰存放台升降的存放台升降机构；所述法兰输送装置包括设置在机架工作面上的滚珠或滚柱，机架的工作面倾斜设置；法兰升降机构包括两个对称设置的支架，两个支架位于机架两侧，设置在支架上的升降台，升降台为角钢形或升降台的一端为槽钢形；若升降台为角钢形，升降台上设置有滚珠，滚珠上设置有滚珠支撑网架，还设有用于阻挡滚珠的挡板，挡板围绕设置在升降台的边缘；若升降台的一端为槽钢形，升降台的槽钢形端部的三个内壁上设置有滚柱，支架上设置有驱动法兰转动的旋转驱动机构；旋转驱动机构包括通过连接杆连接在支架上的第三电机，第三电机的电机轴上固连摩擦轮；连接杆铰接在支架上，连接杆位于支架内的部分通过弹簧与支架的远离法兰的内壁连接，支架内设置水平滑动的推块，支架的靠近法兰的侧面开设开口，推块的楔形端部伸出开口；还包括两个对称设置的光电传感器，其与控制器相连，控制器与第三电机相连；两个光电传感器的距离为法兰上同一直径上的一对安装孔的最短距离；每个光电传感器均为对射型光电传感器，且其发光器和收光器分别位于法兰的正上方和正下方，发光器和收光器的连线与法兰的安装孔的轴心线平行。

2.如权利要求1所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于，所述法兰输送装置包括设置在机架工作面上的滚珠，滚珠上设置有滚珠支撑网架，还设有用于阻挡滚珠的挡板，挡板围绕设置在机架的边缘。

3.如权利要求1所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于，所述第三电机的电机轴上还连接有驱动齿轮，驱动齿轮通过介轮与从动齿轮构成旋转方向相同的齿轮传动，介轮轴和从动齿轮轴转动设置在支架上，从动齿轮轴的轴端固连第二摩擦轮。

4.如权利要求1所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于，所述支架内设置有用于驱动升降台升降的第一升降丝杠以及驱动第一升降丝杠转动的第一电机；升降式限位部为在机架的输送方向的一端设有可上下滑动的限位挡板，限位挡板高度不超过法兰的高度；存放台升降机构为第二升降丝杠以及驱动第二升降丝杠转动的第二电机。

5.如权利要求4所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于，所述机架的输送方向的一端的两侧设有滑槽，限位挡板上设有和滑槽匹配的滑块，滑槽上还设置销孔，还包括与销孔匹配设置的限位销。

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