CN114906584A - 一种风电主轴法兰盘自动化平转装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路，输送台嵌于承载机架上端面内，与承载机架间通过翻转驱动机构铰接，输送台、翻转驱动机构均与驱动电路电气连接，且驱动电路与承载机架外表面连接，输送台包括承载柱、导向滑轨、定位夹具、驱动机构。其使用方法包括设备组装，法兰定位，法兰平转等三个步骤。本发明一方面可有效满足多种风电主轴法兰件转移作业的的需要，使用灵活性其通用性好；另一方面可有效的确保法兰工件输送中结构稳定性，防止因倾斜等因素导致法兰攻击按在自身重力作用下圆度受损等情况发生。

Description

一种风电主轴法兰盘自动化平转装置及方法

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及使用方法，属机械加工设备技术领域。

背景技术

在进行风电主轴法兰盘加工作业时，由于法兰盘结构体积及自重均相对较大，因此需要利用专用的平转装置进行转移及翻转调节，针对这一需要，当前开发了多种加工设备，如专利申请号为“201711268961.0 ”的“一种风电主轴法兰盘自动化平转装置”等设备，虽然可以一定程度满足使用的需要，但在实际生产加工中发现，当前的加工设备往往仅能适应特定尺寸范围内法兰盘承载、转运的需要，设备使用灵活性和通用性均相对较差，另一方面在运行中，当前的设备往往对法兰盘输送方向及翻转调节角度范围受限，同时在对法兰盘转运中，对法兰盘缺乏有效的承载定位能力，从而造成法兰盘易因外力冲击及自身重力作用而造成圆度受损情况发生，从而影响法兰盘加工质量。

因此，需迫切的设计研发一种全新的风电主轴法兰盘自动化平转装置及使用方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种风电主轴法兰盘自动化平转装置及使用方法。

一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路，其中承载机架为横断面呈“凵”字形槽状结构，输送台嵌于承载机架上端面内，与承载机架间通过翻转驱动机构铰接，且输送台轴线与水平面呈0°—90°夹角，输送台、翻转驱动机构均与驱动电路电气连接，且驱动电路与承载机架外表面连接，输送台包括承载柱、导向滑轨、定位夹具、驱动机构，承载柱共两条，对称分布在承载机架两侧并相互平行分布，两承载柱间分布在同一平面内，且两承载柱外侧面通过翻转驱动机构与承载机架铰接，内侧面均设至少一条与其轴线平行分布的导向滑轨，且每条导向滑轨均与至少两个定位夹具连接并滑动连接，且两承载柱所导连接的定位夹具对称分布在承载机架轴线两侧，驱动机构嵌于导向滑轨内，并于定位夹具间通过滑块滑动连接，且驱动机构间并联，并分别与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的翻转驱动机构包括底座、环形驱动导轨、伸缩驱动柱、压力传感器、承载台,所述底座为横断面呈矩形，并与承载机架内侧面平行分布的板状结构，其后端面与承载机架内侧面连接，外侧面与环形驱动导轨连接，并与环形驱动导轨同轴分布，且环形驱动导轨直径为底座最大宽度的1.1—2.5倍，所述环形驱动导轨设两个以其圆心对称分布的承载台，所述承载台为轴线与环形驱动导圆形相交的槽状结构，两承载台均包覆在同一承载柱外并与承载柱间同轴分布，所述底座前端面及后端面均分别与一条伸缩驱动柱的后端面通过弹性铰链铰接，所述伸缩驱动柱前端面另与承载柱下端面铰接，且伸缩驱动柱轴线与承载柱轴线呈30°—180°夹角，且当伸缩驱动柱与承载柱轴线呈180°夹角时，承载柱与承载机架底部垂直分布，所述伸缩驱动柱与承载柱接触面处另设压力传感器，所述环形驱动导轨、伸缩驱动柱、压力传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的伸缩驱动柱与承载柱连接位置位于承载台外，并与承载台间间距不小于20厘米，且伸缩驱动柱前端面与承载柱下端面间通过滑槽连接，所述滑槽与承载柱轴线平行分布，滑槽内另设与滑槽轴线平行分布的调节弹簧，且调节弹簧一端与滑槽连接，另一端与伸缩驱动柱前端面相抵，所述伸缩驱动柱为电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

进一步的，所述的定位夹具所连接的滑块间通过强化筋板连接，且各滑块与强化筋板构成闭合环状结构的辅助承载架，所述辅助承载架内另设强制定位机构，且强制定位机构与辅助承载架同轴分布，并与输送台轴线垂直并相交，且强制定位机构与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的强制定位机构包括承载柱、托盘、连接台、承载臂、承载垫块、旋转电动机、转速传感器、压力传感器、承载弹簧柱，其中所述托盘位于辅助承载架同轴分布的“凵”字形槽状结构，且托盘外侧面与辅助承载架的各强化筋板间通过滑槽滑动连接，所述托盘上端面与承载柱下端面连接，且承载柱与托盘同轴分布，所述承载柱上端面与连接台下端面连接，所述连接台下端面设与其同轴分布的定位槽，并通过定位槽包覆在承载柱上端面外，且定位槽槽壁与承载柱侧表面相抵并滑动连接，所述定位槽槽底通过传动机构与旋转电动机连接，所述旋转电动机与承载柱上端面连接并同轴分布，且旋转电动机另与一个转速传感器连接，所述连接台通过承载柱进行0°—360°范围旋转，所述连接台侧表面与3—6条承载臂，所述承载臂环绕连接台轴线均布，且承载臂轴线于连接台轴线垂直分布，每条承载臂前端面均设一个与其同轴分布的导向槽，所述导向槽内设一条与其同轴分布并滑动连接的承载弹簧柱，所述承载弹簧柱后断面与导向槽槽底间通过一个压力传感器连接，前端面位于承载臂前端面外，并通过铰链与一个承载垫块铰接，所述旋转电动机、转速传感器、压力传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载柱外侧面与定位槽槽壁间通过至少一个轴承滑动连接，承载柱上端面设安装孔，旋转电动机嵌于安装孔内，且承载柱上端面与定位槽槽底间通过至少三个环绕承载柱轴线均布的万向滚珠滑动连接。

进一步的，所述的承载垫块为横断面呈“凵”字形、“L”字形、槽状结构，且承载垫块槽底通过弹片与尼龙衬板连接。

进一步的，所述承载机架侧壁直角梯形结构，且翻转驱动机构位于承载机架直角腰一侧的位置，所述驱动电路位于承载机架外侧面，并为基于可编程控制器为基础的电路系统。

一种风电主轴法兰盘自动化平转装置的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，对承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路进行组装，得到成品平转装置，然后将平转装置通过承载机架安装至指定工作位置，并翻转驱动机构轴线一侧的输送台长度大于承载机架高度时，承载机架对那个的地平面位置开设地坑；

S2，法兰定位，完成S1步骤后，首先通过翻转驱动机构调整输送台与水平面间夹角，并使输送台靠近承载机架直角腰一侧向下并接近地平面，同时调整输送台的夹具及于夹具连接的强制定位机构同步向下，最后将待转运的法兰件一方面通过夹具进行强制定位；另一方面通过强制定位机构的连接台、承载臂、承载垫块对法兰工件内侧面进行支撑定位，从而完成对法兰定位；

S3，法兰平转，完成S2步骤后，首先驱动翻转驱动机构运行，调整输送台的工作角度，满足法兰工件输送方向的需要；然后驱动输送台的驱动机构运行，由驱动机构对安装了法兰的夹具驱动，使法兰与夹具沿承载柱方向输送平移，并再平移过程中，通过驱动强制定位机构的旋转电动机运行，使连接太及承载臂匀速旋转，并在旋转过程中由承载垫块对法兰内表面件滑动连接，并对法兰进行支撑，同时通过压力传感器对承载垫块沿法兰旋转过程中压力值变化达到检测法兰内径及圆度进行检测，并在法兰输送至指定工作位置时，再次通过翻转驱动机构调整输送台角度，并同步松脱输送台夹具，从而完成法兰拆卸转运。

本发明系统结构集成化程度及智能化程度高，一方面可有效满足多种风电主轴法兰件转移作业的的需要，使用灵活性其通用性好；另一方面可有效的确保法兰工件输送中结构稳定性，防止因倾斜等因素导致法兰攻击按在自身重力作用下圆度受损等情况发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明系统结构示意图；

图2为输送台横断面局部结构示意图；

图3为承载垫块横断面局部结构示意图；

图4为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—3所示，一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，包括承载机架1、输送台2、翻转驱动机构3及驱动电路4，其中承载机架1为横断面呈“凵”字形槽状结构，输送台2嵌于承载机架1上端面内，与承载机架1间通过翻转驱动机构3铰接，且输送台2轴线与水平面呈0°—90°夹角，输送台2、翻转驱动机构3均与驱动电路4电气连接，且驱动电路4与承载机架1外表面连接，输送台2包括承载柱21、导向滑轨22、定位夹具23、驱动机构24，承载柱21共两条，对称分布在承载机架1两侧并相互平行分布，两承载柱21间分布在同一平面内，且两承载柱21外侧面通过翻转驱动机构3与承载机架1铰接，内侧面均设至少一条与其轴线平行分布的导向滑轨24，且每条导向滑轨24均与至少两个定位夹具23连接并滑动连接，且两承载柱21所导连接的定位夹具23对称分布在承载机架1轴线两侧，驱动机构24嵌于导向滑轨22内，并于定位夹具23间通过滑块25滑动连接，且驱动机构24间并联，并分别与驱动电路4电气连接。

本实施例中，所述驱动机构24为齿轮齿条机构、丝杠机构中的任意一种。

需要说明，所述的翻转驱动机构3包括底座31、环形驱动导轨32、伸缩驱动柱33、压力传感器34、承载台35,所述底座31为横断面呈矩形，并与承载机架1内侧面平行分布的板状结构，其后端面与承载机架1内侧面连接，外侧面与环形驱动导轨32连接，并与环形驱动导轨32同轴分布，且环形驱动导轨32直径为底座31最大宽度的1.1—2.5倍，所述环形驱动导轨32设两个以其圆心对称分布的承载台35，所述承载台35为轴线与环形驱动导圆形相交的槽状结构，两承载台35均包覆在同一承载柱21外并与承载柱21间同轴分布，所述底座31前端面及后端面均分别与一条伸缩驱动柱33的后端面通过弹性铰链铰接，所述伸缩驱动柱33前端面另与承载柱21下端面铰接，且伸缩驱动柱33轴线与承载柱21轴线呈30°—180°夹角，且当伸缩驱动柱33与承载柱21轴线呈180°夹角时，承载柱21与承载机架1底部垂直分布，所述伸缩驱动柱33与承载柱21接触面处另设压力传感器34，所述环形驱动导轨32、伸缩驱动柱33、压力传感器34均与驱动电路4电气连接。

本实施例中，所述的伸缩驱动柱33与承载柱21连接位置位于承载台35外，并与承载台35间间距不小于20厘米，且伸缩驱动柱33前端面与承载柱21下端面间通过滑槽36连接，所述滑槽36与承载柱21轴线平行分布，滑槽36内另设与滑槽36轴线平行分布的调节弹簧37，且调节弹簧37一端与滑槽36连接，另一端与伸缩驱动柱33前端面相抵，所述伸缩驱动柱33为电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

本实施例中，所述的定位夹具23所连接的滑块25间通过强化筋板5连接，且各滑块25与强化筋板构5成闭合环状结构的辅助承载架6，所述辅助承载架6内另设强制定位机构7，且强制定位机构7与辅助承载架6同轴分布，并与输送台2轴线垂直并相交，且强制定位机构6与驱动电路4电气连接。

重点说明的，所述的强制定位机构7包括承载柱71、托盘72、连接台73、承载臂74、承载垫块75、旋转电动机76、转速传感器77、压力传感器78、承载弹簧柱79，其中所述托盘72位于辅助承载架6同轴分布的“凵”字形槽状结构，且托盘72外侧面与辅助承载架6的各强化筋板5间通过滑槽滑动连接，所述托盘72上端面与承载柱71下端面连接，且承载柱71与托盘72同轴分布，所述承载柱71上端面与连接台73下端面连接，所述连接台73下端面设与其同轴分布的定位槽70，并通过定位槽70包覆在承载柱71上端面外，且定位槽70槽壁与承载柱71侧表面相抵并滑动连接，所述定位槽71槽底通过传动机构与旋转电动机76连接，所述旋转电动机76与承载柱71上端面连接并同轴分布，且旋转电动机76另与一个转速传感器77连接，所述连接台73通过承载柱71进行0°—360°范围旋转，所述连接台73侧表面与3—6条承载臂74，所述承载臂74环绕连接台73轴线均布，且承载臂74轴线于连接台73轴线垂直分布，每条承载臂74前端面均设一个与其同轴分布的导向槽701，所述导向槽701内设一条与其同轴分布并滑动连接的承载弹簧柱79，所述承载弹簧柱79后断面与导向槽701槽底间通过一个压力传感器78连接，前端面位于承载臂74前端面外，并通过铰链与一个承载垫块75铰接，所述旋转电动机76、转速传感器77、压力传感器78均与驱动电路4电气连接。

其中，所述的承载柱71外侧面与定位槽70槽壁间通过至少一个轴承滑动连接，承载柱71上端面设安装孔702，旋转电动机76嵌于安装孔702内，且承载柱71上端面与定位槽70槽底间通过至少三个环绕承载柱轴线均布的万向滚珠703滑动连接。

进一步优化的，所述的承载垫块75为横断面呈“凵”字形、“L”字形、槽状结构，且承载垫块75槽底通过弹片751与尼龙衬板752连接。

此外，所述承载机架1侧壁直角梯形结构，且翻转驱动机构3位于承载机架1直角腰一侧的位置，所述驱动电路4位于承载机架1外侧面，并为基于可编程控制器为基础的电路系统。

如图4所示，一种风电主轴法兰盘自动化平转装置的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，对承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路进行组装，得到成品平转装置，然后将平转装置通过承载机架安装至指定工作位置，并翻转驱动机构轴线一侧的输送台长度大于承载机架高度时，承载机架对那个的地平面位置开设地坑；

S2，法兰定位，完成S1步骤后，首先通过翻转驱动机构调整输送台与水平面间夹角，并使输送台靠近承载机架直角腰一侧向下并接近地平面，同时调整输送台的夹具及于夹具连接的强制定位机构同步向下，最后将待转运的法兰件一方面通过夹具进行强制定位；另一方面通过强制定位机构的连接台、承载臂、承载垫块对法兰工件内侧面进行支撑定位，从而完成对法兰定位；

S3，法兰平转，完成S2步骤后，首先驱动翻转驱动机构运行，调整输送台的工作角度，满足法兰工件输送方向的需要；然后驱动输送台的驱动机构运行，由驱动机构对安装了法兰的夹具驱动，使法兰与夹具沿承载柱方向输送平移，并再平移过程中，通过驱动强制定位机构的旋转电动机运行，使连接太及承载臂匀速旋转，并在旋转过程中由承载垫块对法兰内表面件滑动连接，并对法兰进行支撑，同时通过压力传感器对承载垫块沿法兰旋转过程中压力值变化达到检测法兰内径及圆度进行检测，并在法兰输送至指定工作位置时，再次通过翻转驱动机构调整输送台角度，并同步松脱输送台夹具，从而完成法兰拆卸转运。

本发明系统结构集成化程度及智能化程度高，一方面可有效满足多种风电主轴法兰件转移作业的的需要，使用灵活性其通用性好；另一方面可有效的确保法兰工件输送中结构稳定性，防止因倾斜等因素导致法兰攻击按在自身重力作用下圆度受损等情况发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于：所述的风电主轴法兰盘自动化平转装置包括承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路，其中所述承载机架为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述输送台嵌于承载机架上端面内，与承载机架间通过翻转驱动机构铰接，且输送台轴线与水平面呈0°—90°夹角，所述输送台、翻转驱动机构均与驱动电路电气连接，且驱动电路与承载机架外表面连接，所述输送台包括承载柱、导向滑轨、定位夹具、驱动机构，所述承载柱共两条，对称分布在承载机架两侧并相互平行分布，两承载柱间分布在同一平面内，且两承载柱外侧面通过翻转驱动机构与承载机架铰接，内侧面均设至少一条与其轴线平行分布的导向滑轨，且每条导向滑轨均与至少两个定位夹具连接并滑动连接，且两承载柱所导连接的定位夹具对称分布在承载机架轴线两侧，所述驱动机构嵌于导向滑轨内，并于定位夹具间通过滑块滑动连接，且所述驱动机构间并联，并分别与驱动电路电气连接。

2.根据权利要求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：所述的翻转驱动机构包括底座、环形驱动导轨、伸缩驱动柱、压力传感器、承载台,所述底座为横断面呈矩形，并与承载机架内侧面平行分布的板状结构，其后端面与承载机架内侧面连接，外侧面与环形驱动导轨连接，并与环形驱动导轨同轴分布，且环形驱动导轨直径为底座最大宽度的1.1—2.5倍，所述环形驱动导轨设两个以其圆心对称分布的承载台，所述承载台为轴线与环形驱动导圆形相交的槽状结构，两承载台均包覆在同一承载柱外并与承载柱间同轴分布，所述底座前端面及后端面均分别与一条伸缩驱动柱的后端面通过弹性铰链铰接，所述伸缩驱动柱前端面另与承载柱下端面铰接，且伸缩驱动柱轴线与承载柱轴线呈30°—180°夹角，且当伸缩驱动柱与承载柱轴线呈180°夹角时，承载柱与承载机架底部垂直分布，所述伸缩驱动柱与承载柱接触面处另设压力传感器，所述环形驱动导轨、伸缩驱动柱、压力传感器均与驱动电路电气连接。

3.根据权利要求2所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于：所述的伸缩驱动柱与承载柱连接位置位于承载台外，并与承载台间间距不小于20厘米，且伸缩驱动柱前端面与承载柱下端面间通过滑槽连接，所述滑槽与承载柱轴线平行分布，滑槽内另设与滑槽轴线平行分布的调节弹簧，且调节弹簧一端与滑槽连接，另一端与伸缩驱动柱前端面相抵，所述伸缩驱动柱为电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

4.根据权利要求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：所述的定位夹具所连接的滑块间通过强化筋板连接，且各滑块与强化筋板构成闭合环状结构的辅助承载架，所述辅助承载架内另设强制定位机构，且强制定位机构与辅助承载架同轴分布，并与输送台轴线垂直并相交，且强制定位机构与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求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：所述的强制定位机构包括承载柱、托盘、连接台、承载臂、承载垫块、旋转电动机、转速传感器、压力传感器、承载弹簧柱，其中所述托盘位于辅助承载架同轴分布的“凵”字形槽状结构，且托盘外侧面与辅助承载架的各强化筋板间通过滑槽滑动连接，所述托盘上端面与承载柱下端面连接，且承载柱与托盘同轴分布，所述承载柱上端面与连接台下端面连接，所述连接台下端面设与其同轴分布的定位槽，并通过定位槽包覆在承载柱上端面外，且定位槽槽壁与承载柱侧表面相抵并滑动连接，所述定位槽槽底通过传动机构与旋转电动机连接，所述旋转电动机与承载柱上端面连接并同轴分布，且旋转电动机另与一个转速传感器连接，所述连接台通过承载柱进行0°—360°范围旋转，所述连接台侧表面与3—6条承载臂，所述承载臂环绕连接台轴线均布，且承载臂轴线于连接台轴线垂直分布，每条承载臂前端面均设一个与其同轴分布的导向槽，所述导向槽内设一条与其同轴分布并滑动连接的承载弹簧柱，所述承载弹簧柱后断面与导向槽槽底间通过一个压力传感器连接，前端面位于承载臂前端面外，并通过铰链与一个承载垫块铰接，所述旋转电动机、转速传感器、压力传感器均与驱动电路电气连接。

6.根据权利要求5所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于：所述的承载柱外侧面与定位槽槽壁间通过至少一个轴承滑动连接，承载柱上端面设安装孔，旋转电动机嵌于安装孔内，且承载柱上端面与定位槽槽底间通过至少三个环绕承载柱轴线均布的万向滚珠滑动连接。

7.根据权利要求5所述的一种风电主轴法兰盘自动化平转装置，其特征在于：所述的承载垫块为横断面呈“凵”字形、“L”字形、槽状结构，且承载垫块槽底通过弹片与尼龙衬板连接。

8.根据权利要求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：所述承载机架侧壁直角梯形结构，且翻转驱动机构位于承载机架直角腰一侧的位置，所述驱动电路位于承载机架外侧面，并为基于可编程控制器为基础的电路系统。

9.一种风电主轴法兰盘自动化平转装置的使用方法，其特征在于：所述的多场耦合条件下高压气体冲击测试试验系统的使用方法包括如下步骤：

S1，设备组装，对承载机架、输送台、翻转驱动机构及驱动电路进行组装，得到成品平转装置，然后将平转装置通过承载机架安装至指定工作位置，并翻转驱动机构轴线一侧的输送台长度大于承载机架高度时，承载机架对那个的地平面位置开设地坑；

S2，法兰定位，完成S1步骤后，首先通过翻转驱动机构调整输送台与水平面间夹角，并使输送台靠近承载机架直角腰一侧向下并接近地平面，同时调整输送台的夹具及于夹具连接的强制定位机构同步向下，最后将待转运的法兰件一方面通过夹具进行强制定位；另一方面通过强制定位机构的连接台、承载臂、承载垫块对法兰工件内侧面进行支撑定位，从而完成对法兰定位；

S3，法兰平转，完成S2步骤后，首先驱动翻转驱动机构运行，调整输送台的工作角度，满足法兰工件输送方向的需要；然后驱动输送台的驱动机构运行，由驱动机构对安装了法兰的夹具驱动，使法兰与夹具沿承载柱方向输送平移，并再平移过程中，通过驱动强制定位机构的旋转电动机运行，使连接太及承载臂匀速旋转，并在旋转过程中由承载垫块对法兰内表面件滑动连接，并对法兰进行支撑，同时通过压力传感器对承载垫块沿法兰旋转过程中压力值变化达到检测法兰内径及圆度进行检测，并在法兰输送至指定工作位置时，再次通过翻转驱动机构调整输送台角度，并同步松脱输送台夹具，从而完成法兰拆卸转运。

Images