CN108608193A - 一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于从动流体机械领域，涉及一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构。本发明采用两套调整支架来支撑叶片轴，每台支架具有三个方向的自由度，可实现自由调节。包括表面有凹槽的叶片轴法兰、表面有凸起的轮毂法兰、导轨架、轴向液压缸、轴向滚轮支架、轴向滚槽、径向液压缸、径向滚轮支架、径向滚槽、竖直液压缸和叶片轴支撑支架。相互垂直的两凹槽和凸起分别平行和垂直地面。通过调节各个方向液压缸，可使叶片轴处于合适位置实现凹槽与凸起的嵌合。凸起比凹槽略小，配合精度为间隙配合，角度范围为‑5°～5°内的嵌合误差可忽略。十字型凸起与凹槽的配合将更容易、方便和安全地实现大型叶片轴法兰上均布各孔的精确对中。

Description

一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构

技术领域

本发明属于从动流体机械领域，涉及一种大型叶片轴法兰对中配合结构。

背景技术

近几年来，中国风电业获得了巨大的进步，成为国际上数一数二的风电大国。但是涉及到大型叶片轴的对中安装仍旧采用吊具夹吊试探安装的方式，其中法兰直径长达3-5米，法兰重达25-35吨，采用吊具夹吊试探安装的方式存在很多弊端：

1)需经过多次尝试才能找到合适的位置，并且需要多人合力配合安装，既耗时又耗力；

2)此方法安全保障低，安装过程中若出现钢索断裂、重心不稳等特殊情况将造成巨大伤亡和财产损失；

3)安装过程中不能保证相联接的两法兰的平行度以及同轴度，无法实现准确配合，很难保证配合精度要求。

发明内容

针对普通大型叶片轴法兰对中安装方式存在的耗时耗力、不安全并且难以保证安装精度等问题，本发明通过控制三个液压缸的运动方向进而实现对两个法兰对接过程中平行度以及同轴度的保证，提高配合精度，并通过两组可相互嵌合、大小不一的凸起及凹槽相互配合来实现法兰上各孔的精确对中。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，所述叶片轴通过法兰装配固定，所述法兰由表面有凹槽的叶片轴法兰和表面有凸起的轮毂法兰组成，该配合工装机构还包括两台调整支架用于支撑叶片轴，两台调整支架沿叶片轴的轴线方向前后布置，每台调整支架具有三个方向的自由度，用于实现叶片轴轴向、水平径向、竖直方向的自由调节，确保叶片轴法兰的凹槽与轮毂法兰的凸起精准配合；每台调整支架包括导轨架、轴向液压缸、轴向滚轮支架、轴向滚槽、径向液压缸、径向滚轮支架、径向滚槽、竖直液压缸和叶片轴支撑支架；其中，导轨架位于地面上，导轨架上设有轴向滚槽，轴向滚轮支架在轴向液压缸的推动下在轴向滚槽内沿叶片轴的轴向移动，用于控制叶片轴的安装距离大小；轴向滚轮支架上设置径向滚槽，径向滚轮支架在径向液压缸的推动下在径向滚槽内沿叶片轴的水平径向运动；径向滚轮支架上设置竖直液压缸，竖直液压缸推动叶片轴支撑支架带动其上放置的叶片轴做竖直方向的上下运动，用于调节叶片轴高度。调节过程中同时驱动两套调整支架，必要时可单独调节其中一台支架，实现三自由度的精准调节，能够更好地调节大型叶片轴根部法兰与轮毂法兰的同轴度与平行度。

进一步地，上述叶片轴法兰的表面凹槽为相互垂直的两凹槽，轮毂法兰的表面凸起为相互垂直的两凸起；轮毂法兰的凸起比叶片轴法兰的凹槽小，形成间隙配合，使得角度范围为-5°～5°内的嵌合误差可忽略。通过十字型凸起与凹槽的配合代替法兰上各孔的对中将更容易、更方便和更安全的实现大型叶片轴法兰上均布的各孔的精确对中。

进一步地，在轴向滚轮支架上焊接横梁，通过横梁与径向滚槽连接，保证支架强度。

进一步地，上述的叶片轴支撑支架由弧形板、加强筋和液压横板组成，加强筋支撑弧形板位于液压横板上，弧形板上方放置叶片轴，竖直液压缸推动液压横板上下运动。

本发明的有益效果：

1)本发明采用控制液压缸的方式对叶片轴进行调节，更好的保证了两法兰间的平行度以及同轴度，使得安装迅速节省了大量时间且更易实现精确对中；

2)本发明代替钢索夹吊叶片轴，通过驱动液压缸调节叶片轴位置进而实现安装，极大的保障了施工的安全性，节约了许多人力物力资源；

3)通过对液压缸X、Y、Z三个方向上的微调，可实现精准定位，同时通过叶片轴法兰上略大的凹槽与轮毂法兰上略小的凸起间的相互嵌合(角度范围为-5°～5°内的误差可忽略)大大提高了法兰配合精度。

因此，本发明采用液压动力原理，能够实现大型叶片轴根部法兰与轮毂法兰孔对接过程中的法兰轴向、径向以及竖直方向的精定位调节，保障了施工过程的安全性，同时采用十字嵌合的方式，使法兰上的各孔更易实现精准对中。

附图说明

图1为一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构主视图

图2为一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构左视图

图3为一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构轴向视图A

图4为一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构局部放大图B

图中：1大型叶片轴；2叶片轴根部法兰；3叶片轴法兰凹槽(略大)；4轮毂法兰凸起(略小)；5轮毂法兰；6法兰基座；7导轨架；8径向液压缸；9横梁；10径向滚槽；11竖直液压缸；12径向滚轮支架；13轴向液压缸；14液压横板；15加强筋；16弧形板；17轴向滚轮支架；18轴向滚槽。

具体实施方案

附图1、2，一种大型风机类叶片轴1根部法兰2对中轮毂法兰5配合工装机构，将导轨架置于地面适当高度，将大型叶片轴置于导轨架上，同时使相互垂直的两凹槽分别平行和垂直地面。同时调节两套支架，驱动轴向液压缸13可使带有轴向滚轮支架17在轴向滚槽18内沿叶片轴轴向滚动，以此控制安装距离大小，便于找准对中实现更有效的安装。在径向液压缸8的驱动作用下，径向滚轮支架12可在径向滚槽10中滚送，即可实现大型叶片轴1在叶片径向水平方向的运动，故可以此来调整两法兰2、5的平行度。在径向滚轮支架12上安有竖直液压缸11，可以通过调节液压缸11带动由弧形板16、加强筋15和液压横板14组成的支撑支架以及支架上的大型叶片轴1竖直方向上下运动，用于调节其高度，进一步控制法兰的同轴度。必要时可单独调节其中某一套支架，通过这样的配合调节能够更好的调节大型叶片轴根部法兰与轮毂法兰的同轴度与平行度。由于轮毂法兰上的相互垂直的两凸起同样分别平行和垂直地面，故在将大型叶片轴调节到合适的位置后，就可以通过控制液压缸使得叶片轴法兰凹槽与轮毂法兰的凸起进行嵌合，进而使得两法兰上均布的各孔实现精确对中。其中，轮毂法兰的凸起比凹槽略小，配合精度为间隙配合，使得角度范围为-5°～5°内的嵌合误差可忽略。

Claims (5)

1.一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，所述叶片轴通过法兰装配固定，其特征在于，所述法兰由表面有凹槽的叶片轴法兰和表面有凸起的轮毂法兰组成，该配合工装机构还包括两台调整支架用于支撑叶片轴，两台调整支架沿叶片轴的轴线方向前后布置，每调整台支架具有三个方向的自由度，用于实现叶片轴轴向、水平径向、竖直方向的自由调节，确保叶片轴法兰的凹槽与轮毂法兰的凸起精准配合；每调整台支架包括导轨架、轴向液压缸、轴向滚轮支架、轴向滚槽、径向液压缸、径向滚轮支架、径向滚槽、竖直液压缸和叶片轴支撑支架；其中，导轨架位于地面上，导轨架上设有轴向滚槽，轴向滚轮支架在轴向液压缸的推动下在轴向滚槽内沿叶片轴的轴向移动，用于控制叶片轴的安装距离大小；轴向滚轮支架上设置径向滚槽，径向滚轮支架在径向液压缸的推动下在径向滚槽内沿叶片轴的水平径向运动；径向滚轮支架上设置竖直液压缸，竖直液压缸推动叶片轴支撑支架带动其上放置的叶片轴做竖直方向的上下运动，用于调节叶片轴高度。

2.根据权利要求1所述的一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，其特征在于，所述叶片轴法兰的表面凹槽为相互垂直的两凹槽，轮毂法兰的表面凸起为相互垂直的两凸起；轮毂法兰的凸起比叶片轴法兰的凹槽小，形成间隙配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，其特征在于，在轴向滚轮支架上焊接横梁，通过横梁与径向滚槽连接，保证支架强度。

4.根据权利要求1或2所述的一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，其特征在于，所述的叶片轴支撑支架由弧形板、加强筋和液压横板组成，加强筋支撑弧形板位于液压横板上，弧形板上方放置叶片轴，竖直液压缸推动液压横板上下运动。

5.根据权利要求3所述的一种大型风机类叶片轴对中法兰配合工装机构，其特征在于，所述的叶片轴支撑支架由弧形板、加强筋和液压横板组成，加强筋支撑弧形板位于液压横板上，弧形板上方放置叶片轴，竖直液压缸推动液压横板上下运动。