CN110814617A - 一种风电塔筒法兰组对装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电塔筒法兰组对装置及方法，它解决了现有技术中法兰与筒节的组对人工劳动强度大，效率低的问题，具有减轻人工作业强度，并保证法兰平面度的有益效果，其方案如下：一种风电塔筒法兰组对装置，包括支撑座，包括多个支撑底座，多个支撑底座间隔设定距离设置以从底部支撑法兰和筒节；旋转底座，设于多个支撑底座的中心；调整臂，通过旋转底座进行支撑，且调整臂相对于旋转底座能够实现转动，调整臂包括伸缩杆和用于与法兰孔挂接的法兰孔定位挂钩，伸缩杆设于法兰孔定位挂钩的一侧。

Description

一种风电塔筒法兰组对装置及方法

技术领域

本发明涉及风电领域，特别是涉及一种风电塔筒法兰组对装置及方法。

背景技术

风力发电塔的塔筒是由多段组成而成的，其中单段由多筒节组对焊接而成，每个筒节均采用钢板卷筒焊接，两端筒节通过法兰环缝与法兰连接；塔筒多段之间通过法兰连接。法兰的平面度若是超差会造成法兰连接应力过大影响风机的安全运行。

电塔筒法兰平面度是制约塔筒组装质量的一道关键工序，在法兰筒体组装时，出现平面度超差，组焊后的法兰平面度合格率在50％，需要火焰进行矫正，费时费工，直接影响到产品质量。

目前采取的法兰组对方法，为了使筒节和法兰能够完全对接，错边量符合技术规范要求，在环缝焊接之前要先沿圆周进行点焊，保证环焊时法兰与筒节的尺寸和位置度。在点焊时，对焊点的位置对筒节进行径向调整，将筒节错边量均匀分布并调整到技术规范允许范围内。由于筒节钢板厚度大，刚度大，需要在筒节使用千斤顶和简易工装进行微调，但这种方式需要人工不断的移动千金顶，劳动强度大，效率低。除此之外，以往法兰与筒节组对时，下方支撑不能保证其支撑法兰面的平面度，由于重力作用变形导致，筒节与法兰之间的组对间隙的过大或不均匀，法兰平面度在组对后超差，法兰平面度超差，影响后续的焊接质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种风电塔筒法兰组对装置，能够有效实现法兰与筒节的组对，不需要人工不断移动千斤顶，组对方便，且能保证组对后法兰平面度质量。

一种风电塔筒法兰组对装置的具体方案如下：

一种风电塔筒法兰组对装置，包括：

支撑座，包括多个支撑底座，多个支撑底座间隔设定距离设置以从底部支撑法兰和筒节；

旋转底座，设于多个支撑底座的中心；

调整臂，通过旋转底座进行支撑，且调整臂相对于旋转底座能够实现转动，调整臂包括伸缩杆和用于与法兰孔挂接的法兰孔定位挂钩，伸缩杆设于法兰孔定位挂钩的一侧。

上述的风电塔筒法兰组对装置，法兰和筒节通过支撑座进行支撑，调整臂设于旋转底座，这样调整臂在转动过程中，可实现与法兰的挂接对法兰进行定位，这样再通过伸缩杆的伸展来调整错边量大小，然后再进行点焊操作，这样大大方便了法兰与筒节的组对工作，无需人工搬运千斤顶，操作较为方便。

进一步地，为了节省支撑座的材料，也方便点焊工作的进行，多个所述的支撑底座均布在一个圆环的不同直径处，所述旋转底座设于该圆环的圆心处，支撑底座具有设定的高度和厚度，这样相邻两个支撑底座之间有设定的空间便于工人的操作。

进一步地，所述支撑底座包括上顶板和下底板，上顶板和下底板之间有设定的高度，上顶板和下底板之间通过竖直设置的撑板进行支撑，下底板的两侧开有多个卡孔，通过卡孔便于螺栓穿过卡孔实现支撑底座与地面的固定，卡孔一侧敞口设置，便于对支撑底座位置的调整。

进一步地，所述调整臂包括支撑臂，支撑臂通过旋转轴承与所述旋转底座连接，支撑臂与所述伸缩杆连接，伸缩杆的一侧通过支撑架设置能够实现伸缩的调整杆，调整杆与所述的法兰孔定位挂钩铰接连接，在需要旋转调整臂时，通过支撑臂相对于旋转底座的相对转动实现调整臂的旋转，调整杆伸展，法兰孔定位挂钩前端被下压，便于法兰孔定位挂钩与法兰的挂接，调整杆缩回，法兰孔定位挂钩抬高，方便法兰孔定位挂钩松开与法兰的挂接。

进一步地，所述支撑臂包括与所述旋转底座连接的底板，底板表面设置两个斜向臂，两个斜向臂的一侧用于与所述伸缩杆的连接，另一侧下表面设置下开孔，通过下开孔设置第一轴，第一轴高于伸缩杆设置便于对伸缩杆进行限位，两个支撑臂之间的空间便于伸缩杆的穿过设置，这样保证调整臂设置的稳定性。

进一步地，所述支撑架为液压缸架，所述调整杆通过液压缸架进行支撑，液压缸架的前端与法兰孔定位挂钩下方铰接连接。

进一步地，所述法兰孔定位挂钩包括两个卡齿，两个卡齿的一端通过第二轴连接，该第二轴设于所述支撑架的上方，两个卡齿的下部通过铰接轴与支撑架的前端实现铰接连接，且调整杆与铰接轴连接，这样调整杆伸缩，便于带动法兰孔定位挂钩前端的上下运动，卡齿的另一端设置用于与法兰配合的卡爪。

进一步地，所述旋转底座包括第一板和第二板，第一板和第二板之间通过若干竖直撑板进行支撑，第二板开有螺纹孔，第一板开有用于与所述调整臂连接的开孔，其中，第一板和第二板均为圆板，第一板在上，第二板在下设置。

进一步地，所述伸缩杆为液压伸缩杆，且伸缩杆与调整杆位于同一直线设置，以保证点焊的准确性。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种风电塔筒法兰组对装置的使用方法，包括如下内容：

通过支撑底座来支撑法兰，将要点焊的筒节设于法兰上方；

分别测量筒节的实际周长和法兰脖颈的实际周长，计算理论错边量；

旋转调整臂，将法兰孔定位挂钩与法兰连接，通过伸缩杆伸缩运动来调整法兰与筒节的错边量大小；

当错边量大小与理论错边量大小一致时，对筒节与法兰进行点焊；

点焊完成后，收回伸缩杆，并收回调整杆，收回法兰孔定位挂钩；

重复上述步骤，直至完成整个法兰筒节的组对工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过整体结构的设置，便于对法兰和筒节的支撑，而且在调整臂逐步转动过程中，实现错边量的调整，大大方便了法兰与筒节的组对工作，无需人工搬运千斤顶，较为省时省力，而且能有效保证法兰组对后的平面度。

2)本发明通过多个支撑底座间隔设定距离设置，不仅节省支撑座的用料，而且为工人操作提供空间。

3)本发明通过伸缩杆的设置，便于对法兰与筒壁错边量大小进行调节，调节手段较为方便。

4)本发明通过调整杆的设置，便于法兰孔定位挂钩与法兰的牢固卡合，而且也方便法兰孔定位挂钩与法兰的松开，通过法兰孔定位挂钩的设置便于与法兰进行配合，进一步保证错边量调整的准确性。

5)本发明通过支撑臂的设置，不仅能实现整个调整臂相对于旋转底座的旋转，而且能对伸缩杆进行有效限位，保证调整臂设置的稳定性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中风电塔筒法兰组对装置的示意图；

图2为本发明实施例中支撑臂结构示意图；

图3为本发明实施例中液压钢架的示意图；

图4为本发明实施例中旋转底座的示意图；

图5为本发明实施例中法兰孔定位挂钩的示意图；

图6为本发明实施例中支撑底座的示意图；

图7为本发明实施例中底板下表面示意图；

图中：1.支撑底座，2.法兰孔定位挂钩，3.液压缸架，4.调整杆，5.旋转底座，6.支撑臂，7.轴套，8.伸缩杆；

1-1.下底板，1-2.上顶板，1-3.竖直撑板，1-4.卡孔，1-5.加强筋；

2-1.卡齿，2-2.第二轴，2-3.卡爪，2-4.铰接轴孔；

3-1.框体，3-2.前伸板，3-3.竖板；

5-1.上圆板，5-2.下圆板，5-3.撑板；

6-1.底板，6-2.斜向臂，6-3.上开孔，6-4.下开孔，6-5.连接杆，6-6.凹槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种风电塔筒法兰组对装置，下面结合说明书附图，对本发明做进一步的阐述。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种风电塔筒法兰组对装置，包括用于支撑法兰和筒节的支撑座、旋转底座和调整臂，调整臂包括支撑臂6、伸缩杆8、液压调整杆和法兰孔定位挂钩2，支撑座包括多个结构和形状相同支撑底座1，多个支撑底座1均布在一个圆环的不同直径处，相邻两支撑底座之间的夹角为定值，多个支撑底座上表面用于支撑法兰和筒节，支撑底座的设置数量可大于等于6个，本实施例中，优选8个。

支撑底座1包括下底板1-1和上顶板1-2，如图6所示，上顶板1-2和下底板1-1之间有设定的高度，上顶板和下底板之间通过竖直设置的竖直撑板1-3进行支撑，且竖直撑板1-3为镂空结构，便于降低支撑底座的重量，便于搬运，且竖直撑板1-3的侧部设置与竖直撑板1-3垂直的加强筋1-5，这样可提高支撑底座的支撑力，且下底板的尺寸大于上顶板的尺寸，便于支撑底座1的设置稳定性，下底板的两侧开有多个卡孔1-4，这样螺栓穿过卡孔实现支撑底座1与地面或其他结构的固定，卡孔的一侧敞口设置，便于对支撑底座1位置的调整。

在多个支撑底座的中心设置旋转底座5，如图4所示，旋转底座5包括上圆板5-1和下圆板5-2，同样上圆板5-1的尺寸小于下圆板5-2，且上圆板5-1与下圆板5-1之间通过若干竖直撑板5-3进行支撑，相邻的撑板5-3之间间隔设定的角度设置，下圆板5-2开有螺纹孔，用于螺栓对旋转底座5的固定。

旋转底座5的上圆板设置开孔，用于与支撑臂6的连接，支撑臂6通过旋转轴承与上圆板连接，本实施例中，旋转轴承选用止回盘，这样实现支撑臂的旋转，支撑臂具有设定的空间用于伸缩杆穿过支撑臂6的空间设置，伸缩杆8与支撑臂6固定连接，且伸缩杆8的一端设置液压缸架3，液压缸架3内设置带液压缸的调整杆，调整杆穿过液压缸架3与法兰孔定位挂钩2铰接连接，这样液压缸带动调整杆伸张或收回，进而带动法兰孔定位挂钩相对于液压缸架旋转，实现与法兰的固定或松开。

其中，需要说明的是，法兰孔定位挂钩2包括两个卡齿2-1，卡齿2-1呈反向的Z型，如图5所示，两个卡齿2-1的一端通过第二轴2-2连接，该第二轴设于液压缸架3的上方，两个卡齿2-1的下部设置铰接轴孔2-4，用于设置铰接轴，通过铰接轴与液压缸架的前端实现铰接连接，调整杆的前端与铰接轴连接，卡齿的另一端设置用于与法兰配合的卡爪2-3，卡爪朝向下方设置。

液压缸架3包括框体3-1，框体3-1与伸缩杆的端部可靠连接，这样在旋转底座5的设置作用下，使得伸缩杆8水平设置，框体3-1的前侧设置两前伸板3-2，两前伸板3-2间隔设定距离设置，这样在两前伸板3-2之间用于容纳调整杆，且在两前伸板之间设置竖板3-3，调整杆穿过竖板3-3设置，前伸板3-2的前侧设有铰接孔用于设置前述的铰接轴。

支撑臂6包括与上圆板连接的底板6-1，如图7所示，底板6-1的下表面设置连接杆6-5，底板连接杆6-5穿过止回盘与上圆板的开孔通过螺纹连接，底盘6-1下表面开有用于容纳止回盘的凹槽6-6，通过止回盘的设置实现支撑臂6相对于旋转底座5的转动，如图2所示，底板的上表面设置两个相互平行的斜向臂6-2，两个斜向臂6-2的较低的一侧设置上开孔6-3用于与伸缩杆的连接，斜向臂6-2较高的一侧下表面设置下开孔6-4，两侧的下开孔用于安装第一轴，第一轴外侧设置轴套7，轴套7高于伸缩杆8设置以对伸缩杆8上表面进行限位。

在本实施例中，伸缩杆8采用液压伸缩杆，且伸缩杆与调整杆位于同一直线设置，都位于圆环的直径，其他实施例中，伸缩杆8也可以采用其他动力驱动的伸缩杆。

一种风电塔筒法兰组对装置的使用方法，包括如下内容：

通过环向一周的支撑底座来支撑法兰，将要点焊的筒节设于法兰上方；

通过长卷分别测量筒节的实际周长和法兰脖颈的实际周长，计算理论错边量(为现有技术，不再赘述)；

沿着圆周方向旋转调整臂，将法兰孔定位挂钩与法兰连接，通过伸缩杆伸缩运动(具体从内向错边向顶)来调整法兰与筒节的错边量大小；

通过测量筒节尺寸和法兰的尺寸，计算二者之间错边量大小，当错边量大小与前面计算的理论错边量大小一致时，对筒节与法兰进行点焊；

点焊完成后，收回伸缩杆，并收回调整杆，收回法兰孔定位挂钩；

重复上述步骤，直至完成整个法兰筒节的组对工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，包括：

支撑座，包括多个支撑底座，多个支撑底座间隔设定距离设置以从底部支撑法兰和筒节；

旋转底座，设于多个支撑底座的中心；

调整臂，通过旋转底座进行支撑，且调整臂相对于旋转底座能够实现转动，调整臂包括伸缩杆和用于与法兰孔挂接的法兰孔定位挂钩，伸缩杆设于法兰孔定位挂钩的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，多个所述的支撑底座均布在一个圆环的不同直径处，所述旋转底座设于该圆环的圆心处。

3.根据权利要求1所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述支撑底座包括上顶板和下底板，上顶板和下底板之间有设定的高度，上顶板和下底板之间通过竖直设置的撑板进行支撑，下底板的两侧开有多个卡孔。

4.根据权利要求1所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述调整臂包括支撑臂，支撑臂通过旋转轴承与所述旋转底座连接，支撑臂与所述伸缩杆连接，伸缩杆的一侧通过支撑架设置能够实现伸缩的调整杆，调整杆与所述的法兰孔定位挂钩铰接连接。

5.根据权利要求4所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述支撑臂包括与所述旋转底座连接的底板，底板表面设置两个斜向臂，两个斜向臂的一侧用于与所述伸缩杆的连接，另一侧下表面设置下开孔，通过下开孔设置第一轴，第一轴高于伸缩杆设置。

6.根据权利要求4所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述支撑架为液压缸架，所述调整杆通过液压缸架进行支撑。

7.根据权利要求4所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述法兰孔定位挂钩包括两个卡齿，两个卡齿的一端通过第二轴连接，该第二轴设于所述支撑架的上方，两个卡齿的下部通过铰接轴与支撑架的前端实现铰接连接，且调整杆与铰接轴连接，卡齿的另一端设置用于与法兰配合的卡爪。

8.根据权利要求1所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述旋转底座包括第一板和第二板，第一板和第二板之间通过若干竖直撑板进行支撑，第二板开有螺纹孔，第一板开有用于与所述调整臂连接的开孔。

9.根据权利要求4所述的一种风电塔筒法兰组对装置，其特征在于，所述伸缩杆为液压伸缩杆，且伸缩杆与调整杆位于同一直线设置。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种风电塔筒法兰组对装置的使用方法，其特征在于，包括如下内容：

通过支撑底座来支撑法兰，将要点焊的筒节设于法兰上方；

分别测量筒节的实际周长和法兰脖颈的实际周长，计算理论错边量；

旋转调整臂，将法兰孔定位挂钩与法兰连接，通过伸缩杆伸缩运动来调整法兰与筒节的错边量大小；

当错边量大小与理论错边量大小一致时，对筒节与法兰进行点焊；

点焊完成后，收回伸缩杆，并收回调整杆，收回法兰孔定位挂钩；

重复上述步骤，直至完成整个法兰筒节的组对工作。

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