CN111113039A - 一种风力发电轴承保持架制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：对卷状材料带进行开卷校平；以步进方式连续输送经过开卷校平的带状材料至激光切割机，通过激光进行兜孔切割；完成一定数量兜孔切割后，截断带状物料；将截断得到的带状材料段卷曲为环形；以截断的带状物料的两端接口为焊口进行焊接成型。采用卷板作为原料进行加工，并控制进行精确的步进式连续送料，提高切割的位置精度，并且减少焊接接口，提高生产效率和生产精度的同时还能够降低生产成本。同时提供对应实施上述方法的设备。

Description

一种风力发电轴承保持架制造方法及设备

技术领域

本发明涉及回转结构轴承，尤其涉及轴承保持架，具体涉及一种风力发电轴承保持架制造方法及设备，应用于风力发电领域种采用的大型轴承制造。

背景技术

轴承是常见回转支撑器件，目前，常规轴承均已成为标准化产品。而大直径的滚动轴承，例如直径大于500mm，甚至直径在1000mm以上的大型轴承，却因为其结构尺寸以及产量所限，并未形成标准产品。组成轴承的部件中，轴承保持架是非常重要的部件，以风力发电采用的轴承为例，其轴承保持架具有较大的外径，一般不小于1500mm，同时有具有较小的厚度和宽度，厚度往往不超过10mm，宽度不超过100mm，并且需要在保持架整体均匀加工出限位滚动体的多个兜孔，例如兜孔数量为50至200个。其结构决定了需要采用非常复杂的生产工艺，并且需要调动较多的加工设备方可具备制造条件。

现行普遍采用的风电轴承保持架的制造流程是：首先通过激光切割方式将钢板板材切割下料，获得需要尺寸的条形料，然后在条料上切割出兜孔，继而在将多个条形料对焊拼接成环形的保持架。然后在进行后续的整理、表面处理及热处理等工序，最终获得成品。

显然，上述流程中，下料时由于保持架的尺寸决定了需要较长的下料行程，故进行激光切割过程中，会因为能量损耗导致切割的条形料两端宽度不一致。并且，采用激光下料，切割行程越长，能耗和成本就越高，例如，切割厚度为6至8mm的板材，激光切割成本达到180至200元/小时，切割轨迹越长，产生的加工成本就越高。并且受限于板幅和切割设备的规格，往往需要至少3至4件条形料拼接获得环形的保持架主体，这就意味着出现对应数量的焊口，每增加一个焊口，会增加对应的焊接工序，相应的焊缝整理工序，并提高成品的不稳定性，并且传统的加工工艺还存在效率低下的问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

一方面，本发明提供一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：

对卷状材料带进行开卷校平；

以步进方式连续输送经过开卷校平的带状材料至激光切割机，通过激光进行兜孔切割；完成一定数量兜孔切割后，截断带状物料；

将截断得到的带状材料段卷曲为环形；

以截断的带状物料的两端接口为焊口进行焊接成型。

采用例如伺服控制的步进式送料，能够保证送料长度的精确度，从而提高成品直径精确度及兜孔位置精确度。兜孔切割下料，可设置每完成一个兜孔切割，以步进方式送料一次，切割头不移动；也可以根据截断长度定长输送，然后移动激光切割机的切割头依次切割出兜孔。

通过采用卷状材料开卷校平获得平整的带状材料，以连续方式送料，可以满足每个产品最终只通过一个焊口焊接，能够减少因焊接不良引起的各种问题，例如焊接不牢固，焊接变形、焊接应力处理不当等。

另外，激光切割机在切割长距离的时候，会有能量损耗，切割行程过长会造成切割缝宽度不一致，传统下料方式需要在整块板材上通过激光切割下料，行程较长，容易出现上述情况导致下料后获得的带状材料宽度不一致或两侧边不平行，而直接使用卷状材料例如冷轧卷板作为原料，无需再进行侧边的切割，可以确保截断获得的带状材料宽度保持一致，消除了长行程激光切割的因能量损耗引起加工误差的问题。并且，由于无需进行侧边切割，减少了整个制作过程的切割行程，缩短了激光切割时间，答复降低相对高昂的激光切割成本，节约整体生产成本。此外，取消侧边切割还能够缩短整体的加工时间，缩短单个保持架的加工时间，将加工效率提高约3倍。

另一方面，本发明提供一种风力发电轴承保持架制造设备，采用卷状材料制造轴承保持架，包括：

开卷校平单元，用以对卷状材料带进行开卷校平；

步进输送单元及激光切割机，所述步进输送单元以步进方式连续输送经过开卷校平的带状材料至激光切割机，通过激光进行切割下料，每完成一个兜孔切割，以步进方式送料一次；完成一定数量兜孔切割后，截断带状物料；

卷曲单元，用以将截断得到的带状材料段卷曲为环形；

焊接单元，以截断的带状物料的两端接口为焊口进行焊接成型。

通过上述设备即可实施前述的制造方法。

另一方面，本发明提供一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：

以步进方式连续输送带状材料；

在所述带状材料上以激光切割方式形成预定数量的兜孔后截断；

将截断得到的带状材料段卷曲为环形。

通过连续方式输送物料，能够自由设定截断长度，可以实现每件轴承保持架仅通过一个接口连接成环状，并且可以连续进行生产加工制造。可答复提高生产效率。

作为优选，还包括通过开卷校平使卷状材料形成平整的带状材料。实现连续输送的优选方式即配合采用卷状材料例如冷轧卷板，可根据保持架规格选取相应尺寸的冷轧卷板，而无需对板材的宽度进行加工或调整。

作为优选，还包括在带状材料的前端形成第一接口；

截断所述带状材料时，截断获得的带状材料段的后端形成第二接口，所述第一接口形成有第一配合部，所述第二接口形成有对应第一配合部的第二配合部；第一配合部可与第二配合部形成限位配合，所述第一接口与第二接口在所述带状材料段卷曲为环形后通过所述限位配合连接。

直接以激光切割的方式在截断材料的同时，加工出连接接口，通过形状配合实现接口连接，再配合轴承的内外圈对保持架成品进行固定，即可满足产品使用要求。完全避免了焊接工序，避免因为焊接而可能导致的各种缺陷和不足。

作为优选，所述第一配合部包括沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一突起及沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一凹槽；

所述第二配合部包括沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二突起及沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二凹槽。

通过上述结构行程互锁结构，可以稳定地行程接口的对接固定。

作为优选，还包括限定所述带状材料连续输送过程中沿所述带状材料宽度方向偏转的趋势。

通过两侧的限位，防止偏转，能够保证截断切割的精度和兜孔加工的位置精度。

另一方面，本发明提供一种风力发电轴承保持架制造设备，包括：

输送单元，用于以步进方式连续输送带状材料；

激光切割单元，用于在所述带状材料上形成预定数量的兜孔后截断；

卷曲单元，将截断得到的带状材料段卷曲为环形。

通过此设备实施采用连续物料输送的轴承保持架制造方法。

作为优选，还包括开卷校平单元，用以使卷状材料形成平整的带状材料。具体可根据卷板的规格选用开卷校平机，该装置为成型设备，其工作原理和具体结构均系公知，本发明主要采用该装置作为制造设备的一个环节，并不对该装置做具体改进。

还包括导向单元，用以限定所述带状材料连续输送过程中沿所述带状材料宽度方向偏转的趋势。可选地于带状材料的两侧设置导向轮结构，以避免出现偏转。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备的布置机构示意图；

图2绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备中开卷校平机的结构示意图；

图3绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备中输送单元及激光切割单元的结构示意图；

图4及图5绘示了本发明一实施例中卷状物料的开卷示意图；

图6绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备中表面去除单元的结构示意图；

图7绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备中导向单元的结构示意图；

图8绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造设备中导向单元的结构示意图；

图9绘示了本发明一实施例中轴承保持架制造方法的实施流程图。

具体实施方式

为了更清楚、具体地阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图9所示，在一实施例中，提供了一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：

以步进方式连续输送带状材料；

在所述带状材料上以激光切割方式形成预定数量的兜孔后截断；

将截断得到的带状材料段卷曲为环形。

其中，形成兜孔的切割下料方式，可设置每完成一个兜孔切割，以步进方式送料一次，切割头不移动；也可以根据截断长度定长输送，然后移动激光切割机的切割头依次切割出兜孔。

作为优选，还包括在带状材料的前端形成第一接口，截断所述带状材料时，截断获得的带状材料段的后端形成第二接口，所述第一接口与第二接口在所述带状材料段卷曲为环形后以焊接方式连接。

作为并列的优选，还包括在带状材料的前端形成第一接口；

截断所述带状材料时，截断获得的带状材料段的后端形成第二接口，所述第一接口形成有第一配合部，所述第二接口形成有对应第一配合部的第二配合部；第一配合部可与第二配合部形成限位配合，所述第一接口与第二接口在所述带状材料段卷曲为环形后通过所述限位配合连接。

作为优选，第一配合部包括沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一突起及沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一凹槽；

第二配合部包括沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二突起及沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二凹槽。

作为优选，以激光切割方式截断所述带状材料时，激光切割的轨迹为Z形、S形或N形的拉伸或组合。

作为优选，以激光切割方式截断带状材料时，可考虑设置激光切割的轨迹长度不小于带状材料宽度的1.3倍，不大于带状材料宽度的3倍。

作为优选，带状材料为卷状，通过牵引其前端并旋转展开后，以步进方式连续输送；带状材料段卷曲为环形的过程中，带状材料段的旋向与所述带状材料展开时旋向相反。通过如此设置可充分利用开卷校平后卷板中残余的应力，从开卷的方向，根据截断的带状材料的卷曲趋势进行卷圆操作。

作为优选，还包括在形成兜孔并进行截断后对所述带状材料的表面进行去除。

作为优选，还包括限定所述带状材料连续输送过程中沿所述带状材料宽度方向偏转的趋势，以保证加工精度。

另一方面，还提供如图1所示的轴承保持架制造设备，包括：

开卷校平单元100，用以将卷装的带状材料例如冷轧卷板开卷校平，可选现有的开卷校平机。参考图2，至少包括支撑卷板的可回转支撑部1010，开卷辊对1200及机架1020。如图4及图5所示，随着材料的连续输送，卷板连续地开卷。

输送单元300，用于以步进方式连续输送带状材料600；如图3所示，输送单元例如包括：上下两列平行的辊子，形成夹持带状材料的结构，其中主动辊由步进电机或伺服电机按照预定程序驱动。

激光切割单元400，用于在带状材料600上形成预定数量的兜孔后截断；参考图4，例如包括送料平台4020及激光切割头4010，激光切割头4010可按照预定程序进行切割加工例如兜孔加工或材料截断。

卷曲单元500，将截断得到的带状材料段卷曲为环形。例如可选卷板机。

此外，参考图6，还包括表面去除单元700，例如包括带有切削微粒的砂轮或滚轮，其设置于激光切割单元400的后端，在完成截断后对材料表面进行去除清洁操作，去除表面附着的杂物。

作为优选，还包括导向单元，通过在材料的两侧设置限位导向结构防止材料输送过程中发生偏转，参考图7或图8，导向单元800中，限位导向结构可选能够沿材料宽度方向移动调整的限位滑块或者限位辊轮。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：

对卷状材料带进行开卷校平；

连续输送经过开卷校平的带状材料至激光切割机，通过激光进行兜孔切割；完成一定数量兜孔切割后，截断带状物料；

将截断得到的带状材料段卷曲为环形；

以截断的带状物料的两端接口为焊口进行焊接成型。

2.一种风力发电轴承保持架制造设备，采用卷状材料制造轴承保持架，其特征在于，包括：

开卷校平单元，用以对卷状材料带进行开卷校平；

步进输送单元及激光切割机，所述步进输送单元连续输送经过开卷校平的带状材料至激光切割机，通过激光进行兜孔切割；完成一定数量兜孔切割后，截断带状物料；

卷曲单元，用以将截断得到的带状材料段卷曲为环形；

焊接单元，以截断的带状物料的两端接口为焊口进行焊接成型。

3.一种风力发电轴承保持架制造方法，包括以下步骤：

连续输送带状材料；

在所述带状材料上以激光切割方式形成预定数量的兜孔后截断；

将截断得到的带状材料段卷曲为环形。

4.如权利要求3所述的轴承保持架制造方法，其特征在于，还包括通过开卷校平使卷状材料形成平整的带状材料。

5.如权利要求3或4所述的轴承保持架制造方法，其特征在于，还包括在带状材料的前端形成第一接口；

截断所述带状材料时，截断获得的带状材料段的后端形成第二接口，所述第一接口形成有第一配合部，所述第二接口形成有对应第一配合部的第二配合部；第一配合部可与第二配合部形成限位配合，所述第一接口与第二接口在所述带状材料段卷曲为环形后通过所述限位配合连接。

6.如权利要求5所述的轴承保持架制造方法，其特征在于，所述第一配合部包括沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一突起及沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第一凹槽；

所述第二配合部包括沿所述带状材料第二宽度方向或与第二宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二突起及沿所述带状材料第一宽度方向或与第一宽度方向呈小于九十度夹角方向的第二凹槽。

7.如权利要求3所述的轴承保持架制造方法，其特征在于，还包括限定所述带状材料连续输送过程中沿所述带状材料宽度方向偏转的趋势。

8.一种风力发电轴承保持架制造设备，其特征在于，包括：

输送单元，用于连续输送带状材料；

激光切割单元，用于在所述带状材料上形成预定数量的兜孔后截断；

卷曲单元，将截断得到的带状材料段卷曲为环形。

9.如权利要求8所述的轴承保持架制造设备，其特征在于，还包括开卷校平单元，用以使卷状材料形成平整的带状材料。

10.如权利要求8或9所述的轴承保持架制造设备，其特征在于，还包括导向单元，用以限定所述带状材料连续输送过程中沿所述带状材料宽度方向偏转的趋势。

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