CN112796952B - 一种用于装配风力发电机的免垫条工装及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风力发电机领域，具体涉及一种用于装配风力发电机的免垫条工装及其使用方法。该工装包括：支撑台，用于放置发电机，所述支撑台放置在工作平台上；导向套，为环形台阶结构，设于所述发电机的轴承装配顶部；滑套，设于所述发电机的转子顶部，滑套为空心结构，包括滑套底座和固定在滑套底座上的滑套筒；导向轴，包括筒体，所述筒体底部设有导向轴底座，并且穿过所述滑套与所述导向套，通过导向轴底座固定在工作平台上。本发明的优势在于：互换性良好；制作简单，使用便捷；适用于风力发电机的拆解可达到无损高效地装配和拆解。

Description

一种用于装配风力发电机的免垫条工装及其使用方法
技术领域
本发明属于风力发电机领域，具体涉及一种用于装配风力发电机的免垫条工装及其使用方法。
背景技术
风电行业属于技术密集型行业，大型风力发电机组的设计、制造、安装等环节都具备较高的技术含量，涉及多个学科领域的知识，具体包括空气动力学、结构力学、弹性力学、电机学、变流技术、仿真技术、计算机控制技术和海洋工程等，对制造商的基础技术积累和技术开发应用提出了较高的要求。同时，风力发电机组的使用寿命一般为20年，要求其可以经受长期温差、风沙、雨水等各种复杂严酷环境的考验。风力发电机组运行的可靠性和稳定性需要较高的技术和质量保证。
发电机作为制造业的重要组成部分，在整个产业链中起到至关重要的作用；在当今智能化制造时代，提高发电机的可靠性，是提升发电机制造水平的核心问题之一。
发电机整机可靠性是由图纸精度、配件材料及加工精度、装配精度等多重因素共同作用的结果。传统的风力发电机装配效率低下，定转子间装配套装用间隙垫条(铜质)，对定转子防腐层会造成损伤，降低发电机的防腐性能；装配效率较低，传统的装配工装对中性差，拆装复杂，导向轴不稳固牢靠，等原因造成装配效率低，装配产品的可靠性得不到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于装配风力发电机的免垫条工装及其使用方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种用于装配风力发电机的免垫条工装，包括：
支撑台，用于放置发电机，所述支撑台放置在工作平台上；
导向套，为环形台阶结构，设于所述发电机的轴承装配顶部；
滑套，设于所述发电机的转子顶部，所述滑套为空心结构，包括滑套底座和固定在所述滑套底座上的滑套筒；
导向轴，包括筒体，所述筒体底部设有导向轴底座，并且穿过所述滑套与所述导向套，通过导向轴底座固定在工作平台上。
进一步地，发电机轴承装配顶部设有与所述导向套的环形台阶结构相匹配的台阶，所述导向套固定在发电机轴承装配顶部的台阶上。
进一步地，筒体为空心筒状结构，两端封盖，筒体与所述导向轴底座通过导向轴筋板固定在一起；导向轴底座沿周向均匀开有多个“U”型孔。
进一步地，导向轴顶部设有导向罩，所述导向罩为圆锥形，并且顶部设有安装孔，通过螺栓将导向罩固定在导向轴上。
进一步地，还包括固定装置，由U型铁和导向轴垫板组成，所述U型铁为“U”型结构，并且U型铁、导向轴底座和导向轴垫板由上到下依次放置在所述工作平台上，所述U型铁和导向轴底座的“U”型开口方向相对设置，通过螺栓将U型铁、导向轴底座和导向轴垫板固定在一起。
进一步地，滑套还包括滑套筋板，滑套筋板为三角结构，所述滑套筒通过滑套筋板固定在所述滑套底座上。
进一步地，还包括导向定位装置，包括滑套导向杆、空心轴导向杆和轴系导向杆，均为柱状结构，一端设有外螺纹用于固定，另一端为圆锥结构；所述滑套导向杆设于所述滑套底座上，用于定位滑套。
进一步地，空心轴导向杆设于所述发电机的轴承装配的顶部，将所述导向套和发电机的轴承装配连接在一起，用于定位发电机的轴承装配；所述轴系导向杆设于发电机机座的螺纹孔内，用于轴承装配与发电机机座连接时的导正。
本发明还提供了一种用于装配风力发电机的免垫条工装的使用方法，包括以下步骤：
S1：安装轴系导向杆：在发电机机座上均布安装多个轴系导向杆；
S2：吊装轴承装配：将轴承装配吊起调平，方向对准后缓慢下落，轴系导向杆代入后轻轻晃动观察轴承装配与导向杆有无卡滞，若卡滞，检查吊点是否在圆周正中方向，下落到位后，将轴承装配和发电机连接牢固；
S3：安装导向轴：将导向轴吊起，移到工作平台上方，导向轴下方均匀放置多个导向轴垫板，将导向轴放置上面，从工作平台穿入地脚螺栓，将U型铁压在导向轴底座上，然后固定，十字对称交叉紧固；导向轴顶端安装导向轴导向罩；
S4：在轴承装配的空心轴处安装导向套，连接导向套和空心轴，吊起发电机的定子装配，发电机高于导向轴并与导向轴圆周对准，通过导向套和导向轴定位，将发电机定子装配缓慢落放至支撑台；
S5：安装滑套：在发电机传动法兰节圆处均匀分布安装多个滑套导向杆，滑套通过滑套导向杆定位，将滑套与发电机传动法兰贴合；将滑套和发电机传动法兰连接，紧固完毕拆除滑套导向杆；
S6：空心轴导向杆安装：将空心轴导向杆在空心轴小端节圆处均匀分布安装；
S7：转子总成调平：吊起转子总成后调平；
S8：定转子套装：起吊转子总成，高于导向轴并与导向轴圆周对准，缓慢下落，如有偏差对转子总成圆周方向及时调整，保证套装滑套的孔对应代入空心轴导向杆，转子落位到底后，拆除套装滑套，然后进行力矩紧固作业。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
本发明模块化的结构设计，互换性良好；制作简单，使用便捷；滑套和导向轴均有结构加强和质量减重设计；装配过程无需使用间隙垫条，此装配方案套装过程中不在会对定转子防腐层造成损伤，提高产品装配可靠性。相比传统套装方式大幅节省间隙垫条的频繁使用和更换，降低了不少的工装制造成本；T型槽平台可以是地上移动式，无使用场地或其他条件限制；导向轴顶端有导向轴导向套设计，避免装配过程对转子部分或装配止口造成磕碰损伤；装配效率显著提高；通用性好，结构尺寸相近的风力发电机装配可通用；适用于风力发电机的拆解，可达到无损高效地装配和拆解风力发电机。
附图说明
图1为本发明的装配示意图；
图2为本发明的导向轴结构示意图；
图3为本发明的导向轴剖面图；
图4为本发明的滑套结构示意图；
图5为本发明的导向套结构示意图；
图6为本发明的U型铁结构示意图；
图7为本发明的导向轴垫板结构示意图。
其中：1为支撑台；2为导向套；3为滑套；31为滑套底座；32为滑套筒；33为滑套筋板；4为导向轴；41为筒体；42为导向轴底座；43为导向罩；5为工作平台；6为轴承装配；71为U型铁；72为导向轴垫板；81为滑套导向杆；82为空心轴导向杆；83为轴系导向杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1-7，一种用于装配风力发电机的免垫条工装，包括：
支撑台1，用于放置发电机，所述支撑台1放置在工作平台5上；具体地，该工作平台为“T”型槽平台，可以固定螺栓的端部。
导向套2，为环形台阶结构，设于所述发电机的轴承装配6顶部；
具体地，该导向套2内径外径均进行精加工，内环和导向轴4小间隙配合，外环和发电机空心轴小间隙配合。导向套4的作用是预先安装到定子装配和轴系装配的连接整体的空心轴内环上。通过导向套4的孔连接到发电机的空心轴上。
滑套3，设于所述发电机的转子顶部，所述滑套3为空心结构，包括滑套底座31和固定在所述滑套底座31上的滑套筒32；
导向轴4，包括筒体41，该筒体为空心筒状结构，所述筒体41底部设有导向轴底座42，并且穿过所述滑套3与所述导向套2，通过导向轴底座42固定在工作平台5上。
进一步地，发电机的轴承装配6顶部设有与所述导向套2的环形台阶结构相匹配的台阶，所述导向套2固定在发电机的轴承装配6顶部的台阶上。
进一步地，筒体41为空心筒状结构，两端封盖，用于增强导向轴4的整体强度。筒体41与所述导向轴底座42通过导向轴筋板固定在一起；导向轴底座42沿周向均匀开有多个“U”型孔。具体的，导向轴4其材料是高强度的钢材，具有一定的刚性，这样是防止导向轴4在频繁使用过程中造成较大的变形。
进一步地，导向轴4顶部设有导向罩43，所述导向罩43为圆锥形，并且顶部设有安装孔，通过螺栓将导向罩43固定在导向轴上。
具体地，该导向罩43材质为非金属材料，可以是尼龙材料，形状是底部是平面，与导向轴4上平面贴合。头部是圆锥状，中间设计一个台阶通孔，使用一件内六角圆柱头螺钉将导向轴导向罩43固定到导向轴4，用于电机装配时导向用，选用质地较软的尼龙材质目的是防止套装过程对电机产品造成磕碰损伤。
进一步地，还包括固定装置，由U型铁71和导向轴垫板72组成，所述U型铁71为“U”型结构，并且U型铁71、导向轴底座42和导向轴垫板72由上到下依次放置在所述工作平台5上，所述U型铁71和导向轴底座42的“U”型开口方向相对设置，通过螺栓将U型铁71、导向轴底座42和导向轴垫板72固定在一起。
具体地，在本套工装中，导向轴底座42上均匀的设有8个“U”型孔，导向轴垫板72为板型结构，上面开有2个通孔，将4个导向轴垫板72放置在工作平台5上，并且使得通孔与“U”型孔对应。
进一步地，滑套3还包括滑套筋板33，滑套筋板33为三角结构，所述滑套筒32通过滑套筋板33固定在所述滑套底座31上。
具体地，发电机定转子套装前通过滑套导向杆定位先和转子连接固定，装配时与导向轴4配合。滑套筋板33上开孔便于拆装滑套3时的吊运。焊接滑套筋板33目的是增强滑套3的结构强度。滑套3的法兰对应发电机法兰盘螺纹孔开孔，目的是装配连接用。内圈孔目的是装配到位后，在免拆卸滑套3情况下，可代入安装产品螺钉预紧固，防止装配到位后的转子装配错位或滑移。外圈孔目的是通过六角螺栓将滑套3和发电机法兰盘紧固连接。滑套筒32底部凸台目的是与发电机转子部分的中间法兰盘结构定位，确保滑套3与发电机法兰盘径向定位准确，保证滑套3与被吊物(转子装配)的同心度良好。滑套3的法兰外圆的6个圆弧形豁口，目的是发电机法兰盘的6个吊运工艺孔安装旋转吊环留有合适的余量空间，防止造成干涉。
进一步地，还包括导向定位装置，包括滑套导向杆81、空心轴导向杆82和轴系导向杆83，均为柱状结构，一端设有外螺纹用于固定，另一端为圆锥结构；所述滑套导向杆81设于所述滑套底座31上，用于定位滑套。
进一步地，空心轴导向杆82设于所述发电机的轴承装配6的顶部，将所述导向套2和发电机的轴承装配6连接在一起；所述轴系导向杆83设于轴承装配6的外侧，用于轴承装配6与发电机机座连接时的导正。
进一步的，支撑台1由低合金中厚钢板拼焊完成，支撑台1上端正中预留M20的螺纹孔，便于支撑台1吊运和转运，上部分粘接或沉孔螺栓固定防滑的非金属材料，可以是橡胶垫或尼龙板，目的防止放置发电机时对装配止口造成磕碰损伤。
本发明还提供一种用于装配风力发电机的免垫条工装的使用方法，包括以下步骤：
S1：安装轴系导向杆83：在发电机机座的法兰盘的螺纹孔上均布安装3个轴系导向杆83，螺纹旋和到底；
S2：吊装轴承装配6：使用吊具将轴承装配6吊起后调平，方向对准后缓慢下落，轴系导向杆83代入后轻轻晃动观察轴承装配6与轴系导向杆83有无卡滞，若卡滞检查行车吊点是否在圆周正中方向，下落到位后，使用塞尺检测机壳与轴承装配轴向间隙，要求≤0.05mm，然后使用螺栓将轴承装配和发电机连接牢固；
S3：安装导向轴：使用旋转吊环将导向轴4吊起，移到T型槽平台上方，导向轴4下方均匀放置4个导向轴垫板72，将导向轴4放置上面，从T型槽平台穿入4颗地脚螺栓，将4个U型铁71压在导向轴底座42，然后螺母固定，紧固力矩到要求的力矩值，十字对称交叉紧固；导向轴4顶端安装导向罩43，使用内六角圆柱头螺钉紧固牢固；
S4：吊运定子装配至套装平台：在轴承装配6的空心轴处安装导向套2工装，使用内六角螺栓连接导向套2和空心轴，吊起发电机的定子装配，发电机高于导向轴4≥200mm并与导向轴4圆周对准，通过导向套2和导向轴4定位，将发电机定子装配缓慢落放至支撑台1；
S5：安装滑套：在发电机传动法兰节圆处均匀分布安装3个滑套导向杆81，吊起滑套3通过滑套导向杆81定位将滑套3与发电机传动法兰贴合，然后使用六角螺栓均匀分布紧固，将滑套3和发电机传动法兰连接，螺栓紧固完毕拆除滑套导向杆81；
S6：空心轴导向杆82安装：将空心轴导向杆82在空心轴小端节圆处尽可能均匀分布安装，螺纹旋和到底。但须注意避开滑套3筋板位置，不然下落过程容易造成干涉；
S7：转子总成调平：吊起转子总成后调平；
S8：定转子套装：起吊转子总成，高于导向轴4并与导向轴4圆周对准，缓慢下落，如有偏差对转子总成圆周方向及时调整，保证滑套3的孔对应代入空心轴导向杆82，转子落位到底后，拆除滑套3，然后进行力矩紧固作业。

Claims (7)

1.一种用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，包括：
支撑台(1)，用于放置发电机，所述支撑台(1)放置在工作平台(5)上；
导向套(2)，为环形台阶结构，设于所述发电机的轴承装配(6)顶部；
滑套(3)，设于所述发电机的转子顶部，所述滑套为空心结构，包括滑套底座(31)和固定在所述滑套底座(31)上的滑套筒(32)；
导向轴(4)，包括筒体(41)，所述筒体(41)底部设有导向轴底座(42)，并且穿过所述滑套(3)与所述导向套(2)，通过导向轴底座(42)固定在工作平台(5)上；
所述筒体(41)为空心筒状结构，两端封盖，筒体(41)与所述导向轴底座(42)通过导向轴筋板固定在一起；导向轴底座(42)沿周向均匀开有多个“U”型孔；
固定装置，由U型铁(71)和导向轴垫板(72)组成，所述U型铁(71)为“U”型结构，并且U型铁(71)、导向轴底座(42)和导向轴垫板(72)由上到下依次放置在所述工作平台(5)上，所述U型铁(71)和导向轴底座(42)的“U”型开口方向相对设置，通过螺栓将U型铁(71)、导向轴底座(42)和导向轴垫板(72)固定在一起。
2.根据权利要求1所述的用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，所述发电机轴承装配(6)顶部设有与所述导向套(2)的环形台阶结构相匹配的台阶，所述导向套(2)固定在发电机轴承装配(6)顶部的台阶上。
3.根据权利要求1所述的用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，所述导向轴(4)顶部设有导向罩(43)，所述导向罩(43)为圆锥形，并且顶部设有安装孔，通过螺栓将导向罩(43)固定在导向轴上。
4.根据权利要求1所述的用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，所述滑套(3)还包括滑套筋板(33)，滑套筋板(33)为三角结构，所述滑套筒(32)通过滑套筋板(33)固定在所述滑套底座(31)上。
5.根据权利要求1所述的用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，还包括导向定位装置，包括滑套导向杆(81)、空心轴导向杆(82)和轴系导向杆(83)，均为柱状结构，一端设有外螺纹用于固定，另一端为圆锥结构；所述滑套导向杆(81)设于所述滑套底座(31)上，用于定位滑套。
6.根据权利要求5所述的用于装配风力发电机的免垫条工装，其特征在于，所述空心轴导向杆(82)设于所述发电机的轴承装配(6)的顶部，将所述导向套(2)和发电机的轴承装配(6)连接在一起，用于定位发电机的轴承装配(6)；所述轴系导向杆(83)设于发电机机座的螺纹孔内，用于轴承装配(6)与发电机机座连接时的导正。
7.一种基于权利要求1-6任一所述用于装配风力发电机的免垫条工装的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：安装轴系导向杆(83)：在发电机机座上均布安装多个轴系导向杆(83)；
S2：吊装轴承装配(6)：将轴承装配(6)吊起调平，方向对准后缓慢下落，轴系导向杆(83)代入后轻轻晃动观察轴承装配(6)与导向杆有无卡滞，若卡滞，检查吊点是否在圆周正中方向，下落到位后，将轴承装配(6)和发电机连接牢固；
S3：安装导向轴：将导向轴吊起，移到工作平台(5)上方，导向轴下方均匀放置多个导向轴垫板(72)，将导向轴放置上面，从工作平台(5)穿入地脚螺栓，将U型铁(71)压在导向轴底座(42)上，然后固定，十字对称交叉紧固；导向轴顶端安装导向轴导向罩(43)；
S4：在轴承装配(6)的空心轴处安装导向套(2)，连接导向套(2)和空心轴，吊起发电机的定子装配，发电机高于导向轴并与导向轴圆周对准，通过导向套(2)和导向轴定位，将发电机定子装配缓慢落放至支撑台(1)；
S5：安装滑套：在发电机传动法兰节圆处均匀分布安装多个滑套导向杆(81)，滑套通过滑套导向杆(81)定位，将滑套与发电机传动法兰贴合；将滑套和发电机传动法兰连接，紧固完毕拆除滑套导向杆(81)；
S6：空心轴导向杆(82)安装：将空心轴导向杆(82)在空心轴小端节圆处均匀分布安装；
S7：转子总成调平：吊起转子总成后调平；
S8：定转子套装：起吊转子总成，高于导向轴并与导向轴圆周对准，缓慢下落，如有偏差对转子总成圆周方向及时调整，保证套装滑套的孔对应代入空心轴导向杆(82)，转子落位到底后，拆除套装滑套，然后进行力矩紧固作业。
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