CN117047143A - 一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构，该车削机构包括第一定心环和第二定心环，各定心环上均设有调节螺栓，各调节螺栓用于顶压风电主轴，第一定心环和第二定心环间设有回转筒，回转筒与两定心环转动配合，第一定心环或第二定心环上设有回转驱动机构，回转筒上设有导向杆，导向杆上装有刀架转动圆环，刀架转动圆环上装有刀架，刀架上装有车刀；还包括刀架进给圆环，刀架进给圆环上设有环形槽，刀架转动圆环上设有支架，支架能够在环形槽中转动，第一定心环或第二定心环上设有进给驱动机构。本发明提供了一种能够在线修复风电主轴且能够保证风电主轴几何精度的用于风电主轴高空在线修复的车削机构。

Description

一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构

技术领域

本发明属于风电主轴修复加工技术领域，具体涉及一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构。

背景技术

风电主轴是风力发电机组中连接风机风翅和风机底座的重要部件，现有技术中，风电主轴上通常具有靠近风机风翅的轴承安装段，轴承安装段呈圆柱形，且风机主轴上还具有位于轴承安装段和风机底座之间的锥形段。其中，上述的风机风翅是将风的动能转变为机械能的重要部件，且风机风翅一直处于低速转动的状态，由于风电主轴的一端与风机风翅连接，所以风电主轴在工作过程中不仅随风机风翅一直处于低速转动的状态，而且在风机风翅重力的影响下，风电主轴还一直处于重载转动的状态，且由于风力的大小和方向经常变化，因此在风力对风机风翅的作用下，风机风翅会对风电主轴施加倾覆力矩，在倾覆力矩的作用下，很容易导致风电主轴的轴承安装段出现较为严重的磨损。

现有技术中，对于风电主轴磨损后的修复加工通常会采用传统修复方法和高分子材料修复方法两种。其中，采用高分子材料修复方法对风电主轴进行修复时，通常需要先制作与风电主轴适配的修复模具，修复模具制作完成后，将该模具安装在风电主轴的磨损段处，然后向修复模具中浇注高分子材料，等浇注的高分子材料固化后，拆除模组，并进行人工打磨，以达到风电主轴的安装精度要求。但是使用该方法进行修复时，风电主轴的修复精度、强度受限于高分子材料的性能及工人的技能而无法得以保证，同时还需另外制作与风电主轴适配的修复模组，成本也较高。

采用传统的修复方法时，通常使用堆焊的方式在风电主轴的磨损段处堆焊一些材料，堆焊完成后，再进行人工打磨，以此达到风电主轴的安装精度要求。但是，采用堆焊的方式进行修复时，堆焊、打磨修复完成的风电主轴本身的圆度、精度以及表面光洁度就很差，进而使得风电主轴的同轴度也很差，很难满足风电主轴的工作要求。

为此，申请公布号为CN113020893A的中国发明专利申请提供了一种风电机组主轴磨损件的修复回用方法，其在机床上对主轴进行车削，但是在进行风电主轴修复作业时，风电主轴处于高空且无法拆卸，实际上无法完成修复作业。

因此本发明急需一种能够在线修复风电主轴且能够保证风电主轴几何精度的车削机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在线修复风电主轴且能够保证风电主轴几何精度的用于风电主轴高空在线修复的车削机构。

为实现上述目的，本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构采用如下技术方案：

一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构，包括用于沿风电主轴的轴向间隔排布的第一定心环和第二定心环，各定心环上均设有至少三个沿周向均布的可调螺钉，各可调螺钉用于沿风电主轴的径向顶压风电主轴，以调整相应定心环和风电主轴的同轴度并对相应的定心环进行固定；所述第一定心环和所述第二定心环之间设有用于绕自身轴线转动且与两定心环同轴布置的回转筒，回转筒的轴向两端分别与两定心环转动配合，第一定心环或第二定心环上设有驱动回转筒转动的回转驱动机构，回转筒上设有沿回转筒轴向延伸的导向杆，导向杆上滑动装配有位于回转筒内且与回转筒同轴布置的刀架转动圆环，刀架转动圆环上安装有刀架，刀架上安装有车刀；车削机构还包括位于所述回转筒周向外部且与回转筒同轴布置的刀架进给圆环，刀架进给圆环的内周面上设有内凹的环形槽，刀架转动圆环上设有伸入环形槽中的支架，支架能够在环形槽中转动，刀架进给圆环推动刀架转动圆环、刀架和车刀轴向进给，所述第一定心环或第二定心环上还设有用于沿风电主轴的轴向驱动刀架进给圆环进给的进给驱动机构。

上述技术方案的有益效果在于：由于车刀所在的刀架安装在刀架转动圆环上，刀架转动圆环滑动装配在导向杆上，导向杆安装在回转筒上，因此回转驱动机构带动回转筒转动的同时能够带动车刀进行转动车削，而由于刀架转动圆环上设有伸入环形槽中的支架，支架能够在环形槽中转动，因此刀架转动圆环的转动不会带动刀架进给圆环进行转动，进给驱动机构带动刀架进给圆环移动时，刀架进给圆环能够带动刀架进行往复移动。整个使用过程中，车刀既进行周向转动，又进行轴向进给，从而能够对风电主轴的堆焊位置处进行车削。本发明的车削机构在使用时，转动的部件仅有回转筒、刀架以及刀架转动圆环，即本发明的车削机构负载较小，所需的驱动力也较小，可以选用尺寸更小的回转驱动机构，与空间有限的风电使用场景更加适配，而且负载越小，刀架转动时越平稳，越有利于保证车削的质量，同时车刀的回转及进给都采用了圆形、多点支撑的环形结构，整体结构刚性足，也能够保证刀架转动时平稳，有利于保证车削质量。

进一步地，所述进给驱动机构包括沿所述回转筒的轴向布置的螺杆，螺杆沿周向均布有至少两根，螺杆的轴向两端分别转动装配在第一定心环和第二定心环上，各螺杆均贯穿刀架进给圆环且均与刀架进给圆环螺纹配合，通过各螺杆的同步转动驱动刀架进给圆环进给运动。

上述技术方案的有益效果在于：通过轴向两端转动装配在第一定心环和第二定心环上且与刀架进给圆环螺纹配合的螺杆，简化了进给驱动机构的结构，方便了进给驱动机构的加工装配，进而有利于降低成本，更重要的是，同时同步转动的各螺杆对刀架进给圆环的施力更加均匀，带动刀架进给圆环沿轴向进给时更加平稳，以提高对风电主轴车削加工的精度。

进一步地，所述进给驱动机构还包括固定在各所述螺杆上的带轮或链轮、以及与各带轮配合的传动带或与各链轮配合的链条，通过驱动其中一个螺杆转动而带动各螺杆同步转动。

上述技术方案的有益效果在于：通过带轮与传动带配合或者通过链轮与链条的配合，既方便了对各螺杆的同步驱动，同时相对地也简化了同步转动驱动的结构，有利于降低成本。

进一步地，所述支架为轴承支架，轴承支架上设有用于伸入环形槽中且与环形槽轴向限位配合的轴承。

上述技术方案的有益效果在于：通过轴承与环形槽的滚动配合，能够减小刀架和刀架进给圆环之间的配合阻力，方便了对回转筒转动的驱动，同时通过环形槽与轴承的轴向限位也能够方便对刀架轴向进给的驱动。

进一步地，所述刀架转动圆环上设有配重体，所述配重体、刀架分置在刀架转动圆环的两侧。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置配重体，有利于实现刀架转动圆环高速回转时的运动平衡，能够避免车刀发生晃动，进而有利于保证车刀对风电主轴车削加工的圆度。

进一步地，所述第一定心环和所述第二定心环之间布置有多个沿所述风电主轴轴向延伸且贯穿所述刀架进给圆环的拉杆，各拉杆的轴向两端分别安装在第一定心环和第二定心环上，以用于拉紧两定心环。

上述技术方案的有益效果在于：通过拉杆对两定心环的轴向拉紧，可以调整两定心环和回转筒之间的松紧程度，这样在能够保证两定心环和回转筒之间转动配合的基础上，同时也有利于增强回转筒和两定心环之间的配合，保证车削机构的正常运行。

进一步地，所述回转筒的两端以及第一定心环、第二定心环朝向回转筒的侧面均设有环台，回转筒的端部与相应定位环的环台之间安装有滚珠，以形成轴承式结构。

上述技术方案的有益效果在于：通过安装滚珠，方便了回转筒和第一定心环和第二定心环之间的转动配合，有利于降低转动配合的阻力，进一步减少回转驱动机构的功耗。

进一步地，车削机构还包括用于套设在所述风电主轴的锥形段上的基准圆环，基准圆环的内圆为与锥形段适配的锥形、外圆为与所述第一定心环或所述第二定心环的内圆等径的等径圆形，基准圆环用于沿轴向插入到第一定心环或第二定心环中。

上述技术方案的有益效果在于：设置基准圆环，有利于方便在风电主轴的锥形段上安装定心环，也有利于保证定心环与风电主轴的同轴度，进而保证车削加工的精度。

进一步地，车削机构还包括沿所述风电主轴的轴向压紧所述第一定心环或所述第二定心环的压紧结构，压紧结构包括沿径向对扣在一起的两个锁紧半环，所述锁紧半环用于顶压在对应的定心环上。

上述技术方案的有益效果在于：通过锁紧半环对第一定心环或第二定心环的轴向压紧，能够进一步对相应的定心环进行固定和定位。

进一步地，所述回转驱动机构包括安装在第一定心环或第二定心环上的电机，电机的输出轴沿对应定心环的径向延伸，回转驱动机构还包括设于回转筒相应端端面上的第一锥齿轮，以及设于电机的输出轴上的第二锥齿轮，电机所在的第一定心环或第二定心环上设有供第一锥齿轮沿轴向穿过的缺口。

上述技术方案的有益效果在于：设置第一锥齿轮和第二锥齿轮，方便了电机对回转筒转动的换向驱动，同时通过在电机所在的第一定心环或第二定心环上设置缺口，不仅能够对第一锥齿轮和第二锥齿轮的传动连接形成避让，同时也能够减小车削机构的径向布置空间，有利于方便车削机构在风电主轴上的安装。

附图说明

图1是本发明中车削机构装配在风电主轴上的立体图；

图2是本发明中车削机构装配在风电主轴上的主视图；

图3是图2中A-A向的剖视图；

图4是本发明中车削结构的立体图；

图5是本发明中车削结构的半剖后的示意图；

图6是本发明车削机构中回转筒的立体图；

图7是本发明车削机构中第一定心环的立体图；

图8是本发明车削机构中第二定心环的立体图；

图9是本发明车削机构中刀架转动圆环的立体图；

图10是本发明车削机构中刀架的立体图；

图11是本发明车削机构中刀架进给圆环的立体图；

图12是本发明车削机构中轴承支架的立体图；

图13是本发明车削机构中电机安装座的立体图；

图14是本发明车削机构中锁紧半环的立体图。

图中：10、风电主轴；11、圆柱段；12、锥形段；13、台阶；20、第一定心环；21、第一环台；22、第一平面；23、凹槽；24、第一螺纹孔；30、第二定心环；31、第二环台；32、第二平面；33、第二螺纹孔；34、缺口；40、回转筒；41、框架式筒段；42、大径筒段；43、小径筒段；44、第三平面；45、第四平面；46、长条形孔；47、环形凸缘；50、刀架转动圆环；51、安装板；52、导向杆穿孔；53、轴承支架安装孔；54、刀架固定孔；55、配重体固定孔；60、刀架；61、固定板；62、夹板；63、夹板螺纹孔；64、刀架安装孔；70、刀架进给圆环；71、环形槽；72、拉杆穿孔；73、螺杆穿孔；80、轴承支架；81、轴承安装轴；82、支架固定孔；90、电机；100、电机安装座；110、第一锥齿轮；120、第二锥齿轮；130、导向杆；140、拉杆；150、螺杆；160、带轮；170、传动带；180、涨紧轮；190、手轮；200、手柄；210、基准圆环；220、移动圆环；230、锁紧半环；231、连接边；232、半环螺纹孔；233、半环固定孔；240、调节螺钉；250、滚珠；260、车刀；270、配重体；280、轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例1：

本实施例中的用于风电主轴高空在线修复的车削机构(以下简称为车削机构)用于对风电主轴10进行切削加工，主要用于对风电主轴10上经过堆焊处理的堆焊修复段进行切削加工，其中，如图1、图2和图3所示，左右延伸的风电主轴10的左端具有台阶13，靠近台阶13的端部具有一段用于安装风电轴承的圆柱段11，且上述的堆焊修复段位于圆柱段11上，风电主轴10上位于圆柱段11右侧(远离风机风翅的一侧)的部分为锥形段12，锥形段12的外径自左向右逐渐减小。

如图1、图2、图3、图4、图5以及图7所示，车削机构包括用于沿风电主轴10的轴向间隔排布的第一定心环20和第二定心环30，第一定心环20和第二定心环30均呈圆环形，其中第一定心环20和第二定心环30在使用时沿左右方向依次排布。其中，第一定心环20在使用时靠近台阶13布置，第一定心环20的左侧面用于与台阶13的侧面接触，第一定心环20实际为左粗右细的结构，右端较细的部分形成第一环台21，第一定心环20中两段相交位置处有第一过渡圆角。第一环台21外周面上设有四个圆周均布的第一平面22，各第一平面22均垂直于第一环台21的径向布置。各第一平面22的中部均设有径向延伸的凹槽23，各凹槽23的槽底上均设有径向延伸且径向贯穿第一环台21的第一螺纹孔24，各第一螺纹孔24均用来安装调节螺钉240。

如图8所示，第二定心环30为左细右粗的结构，左端较细的部分形成第二环台31，第二定心环30中两段相交位置处有第二过渡圆角。第二环台31的外周面上设有四个圆周均布的第二平面32，各第二平面32均与第二环台31的径向垂直。各第二平面32的中部均设有沿径向延伸的第二螺纹孔33，第二螺纹孔33径向贯穿第二环台31，各第二螺纹孔33用来安装调节螺钉240。

将第一定心环20和第二定心环30套装在风电主轴10外部时，分别通过螺纹装配在第一螺纹孔24和第二螺纹孔33中的调节螺钉240径向顶压风电主轴10的圆周面，以此可将两定心环夹紧固定在风电主轴10上，调节螺钉240构成了用于将相应定心环固定在风电主轴10上的夹具，并且通过调节同一定心环对应的各调节螺钉240的伸出长度，能够调整第一定心环20和第二定心环30与风电主轴10的同轴度。

如图1、图2、图3、图4、图5以及图6所示，第一定心环20和第二定心环30之间设有绕自身轴线转动装配在风电主轴10上的回转筒40，且回转筒40与第一定心环20和第二定心环30同轴布置，回转筒40为框架式结构，回转筒40包括框架式筒段41、位于框架式筒段41左端的大径筒段42以及位于框架式筒段41右端的小径筒段43。其中，框架式筒段41的周向侧壁上设有多个周向间隔布置的减重孔，大径筒段42和小径筒段43的端部均有环台。大径筒段42端部的环台支撑在第一定心环20的第一环台21上，小径筒段43端部的环台支撑在第二定心环30的第二环台31上。大径筒段42端部的环台有与第一过渡圆角对应的第三过渡圆角，小径筒段43端部的环台有与第二过渡圆角对应的第三过渡圆角，当大径筒段42和小径筒段43分别对应支撑在第一环台21和第二环台31上以后，第三过渡圆角和第一过渡圆角之间以及第四过渡圆角和第二过渡圆角之间均会形成供滚珠250安装的滚道。使用时，在滚道中安装滚珠250，此时，回转筒40左端与第一定心环20以及滚珠250构成轴承式结构，回转筒40右端与第二定心环30以及滚珠构成轴承式结构，减小回转筒40回转时的摩擦力。

如图1、图2、图3、图4以及图5所示，第一定心环20和第二定心环30之间布置有多个沿风电主轴10的轴向延伸的拉杆140，各拉杆140依次穿过第一定心环20和第二定心环30，拉杆140具有位于第一定心环20左侧且与第一定心环20挡止配合的大头端、以及位于拉杆140右端的螺纹段，且螺纹段向右穿过第二定心环30，通过在螺纹段上向左旋拧螺母可拉紧第一定心环20和第二定心环30，以此可调整滚珠250和滚道配合的松紧程度，有利于提高回转筒40和两定心环连接后的整体刚度。

如图6所示，大径筒段42的圆周侧壁上设有四个第三平面44，第三平面44在初始装配时分别与四个第一平面22一一径向对应。小径筒段43的圆周侧壁上设有四个第四平面45，第四平面45在初始装配时分别与四个第二平面32一一径向对应。第三平面44和第四平面45上分别设有沿周向延伸的长条形孔46，长条形孔46与相应的第一螺纹孔24和第二螺纹孔33对应，使用时，扳手、螺丝刀等工具能够经长条形孔46穿过并调整调节螺钉240。

如图6所示，小径筒段43上设有沿其径向向外凸起的环形凸缘47，且环形凸缘47位于第四平面45的右侧，如图3所示，小径筒段43通过环形凸缘47螺钉连接有环形的第一锥齿轮10，即第一锥齿轮10安装在回转筒40的右端端面上。如图8所示，第二定心环30的周向边缘处设有缺口34，且第二定心环30通过安装在缺口34处的电机安装座100(图13所示)安装有电机90，电机90的输出轴径向延伸，且电机90的输出轴上安装有第二锥齿轮120，通过缺口34对第二锥齿轮120的避让使得第二锥齿轮120和第一锥齿轮10相互啮合，这样当电机90驱动第二锥齿轮120转动时，通过第二锥齿轮120和第一锥齿轮10的啮合可以带动回转筒40转动，电机90、第一锥齿轮10以及第二锥齿轮120构成了驱动回转筒40转动的回转驱动机构。

如图1、图3、图4、图5以及图9所示，回转筒40的径向内侧设有与回转筒40同轴布置的刀架转动圆环50，刀架转动圆环50上设有四个沿径向凸出于刀架转动圆环50的安装板51，且四个安装板51圆周均布。回转筒40的内侧还设有8根沿其轴向延伸的导向杆130，各导向杆130的两端分别与框架式筒段41的轴向两端连接固定，各安装板51均设有两个导向杆穿孔52，8根导向杆130两两一组穿过导向杆穿孔52，使得刀架转动圆环50通过导向杆130沿轴向滑动装配在回转筒40上，当回转筒40转动时，通过导向杆130带动刀架转动圆环50一起转动。

四个安装板51的其中一个上开设有四个刀架固定孔54，四个刀架固定孔54两两一组沿周向间隔排布。刀架固定孔54处安装有刀架60，刀架60的结构如图10所示，刀架60包括固定板61，固定板61上开设有刀架安装孔64，其中，刀架安装孔64有四个。使用时，螺栓穿过刀架固定孔54和刀架安装孔64，从而将刀架60安装在安装板51上，具体地，如图3所示，刀架60安装在安装板51的左侧侧面上。固定板61的侧面上设有两个夹板62，使用时，车刀260安装在两夹板62之间。其中一个夹板62上设有两个沿径向间隔布置的夹板螺纹孔63，夹板螺纹孔63用于与顶丝螺纹配合，且该顶丝用于顶紧车刀260，以此通过顶丝的顶紧可将车刀260固定安装在两夹板62之间，两夹板62在固定板61形成了车刀安装槽。当刀架60随刀架转动圆环50一起转动时，车刀260会绕风电主轴10的轴线转动，以对风电主轴10的圆周侧面进行车削加工。另外，与安装刀架60的安装板51相对的另一个安装板51的左侧面上开设有配重体固定孔55，通过螺栓固定安装有配重体270，即配重体270和车刀260呈180度布置，配重体270用于实现刀架转动圆环50高速回转时的运动平衡，以保证车刀260对风电主轴10车削加工的圆度。本实施例中，配重体270实际上也为刀架；即刀架转动圆环50上安装有两个刀架，其中一个刀架用来安装车刀，另一个作为配重使用。

如图1、图3、图4、图5以及图11所示，框架式筒段41的轴向外部有与回转筒40同轴的刀架进给圆环70，刀架进给圆环70上开设有周向均布的拉杆穿孔72，拉杆穿孔72与各拉杆140一一对应，各拉杆140穿过刀架进给圆环70上的拉杆穿孔72。第一定心环20和第二定心环30之间设有4根沿回转筒40的轴向延伸的螺杆150，4根螺杆150沿回转筒40的周向均布，螺杆150两端与第一定心环20和第二定心环30之间均转动装配。刀架进给圆环70上还开设有螺杆穿孔73，螺杆150由螺杆穿孔73中穿过并与螺杆穿孔73螺纹配合，通过转动螺杆150能够带动刀架进给圆环70沿轴向进给运动。各螺杆150靠近第二定心环30左侧面的端部均固定有带轮160，各带轮160通过传动带170实现同步转动，具体地，环形的传动带170与各带轮160均配合。其中一个螺杆150的右端穿至第二定心环30的右侧，该端固定有手轮190，手轮190上安装有手柄200，当转动手轮190时，与其相连的螺杆150以及该螺杆150上的带轮160均会转动，且通过与各带轮160传动配合的传动带170，可带动各螺杆150同步转动，由于各螺杆150均与刀架进给圆环70螺纹配合，同步转动的各螺杆150会沿轴向均匀驱动刀架进给圆环70，保证刀架进给圆环70移动时更加平稳，以提高对风电主轴10车削加工的精度。其中，螺杆150、带轮160、传动带170、手轮190以及手柄200构成了驱动刀架进给圆环70往复移动的进给驱动机构。

另外，如图4所示，第二定心环30上于任意相邻两带轮160的周向间隔之间安装有涨紧轮180，涨紧轮180撑紧传动带170，这样不仅能够保证传动带170与带轮160的传动配合，同时也能够避免传动带170与回转筒40之间产生碰撞干涉。

如图11和图12所示，刀架进给圆环70的内周面上设有环形槽71，刀架转动圆环50的各安装板51上安装有位于刀架60径向外部的轴承支架80，轴承支架80共有四个，各轴承支架80上设有夹板，夹板上开设有支架固定孔82，对应地，安装板51上开设有轴承支架安装孔53，使用时，安装板51插入轴承支架80的两夹板之间，并通过螺栓进行紧固相连。各轴承支架80上在径向方向上远离刀架进给圆环70的端部设有径向延伸的轴承安装轴81，轴承安装轴81上安装有轴承280，轴承安装轴81远离刀架转动圆环50的端部通过沉头螺钉固定安装有压盖，以此通过压盖可防止轴承280脱出轴承安装轴81。安装在相应轴承支架80上的轴承280均可伸入到环形槽71中，且轴承280不仅可以与环形槽71滑动配合，而且沿轴向限位配合，这样当刀架进给圆环70沿回转筒40的轴向进给时，通过环形槽71和轴承280的配合可带动刀架转动圆环50沿轴向进给，进而可带动车刀260沿轴向进给，以完成对风电主轴10上堆焊修复段的切削加工。

如图3和图5所示，车削机构还包括使用时套设在风电主轴10的锥形段12上的基准圆环210，基准圆环210的内圆为与锥形段12适配的锥形、外圆为与第二定心环30的内圆等径的等径圆形，且基准圆环210沿轴向插入到第二定心环30中，由于安装好的第二定心环30位于锥形段12上，因此将基准圆环210插入到第二定心环30中有利于保证第二定心环30与风电主轴10的同轴度，进而保证车削加工的精度。

如图3和图5所示，插入到第二定心环30中的基准圆环210有暴露于第二定心环30右侧的部分，该部分的周向外侧上套设安装有移动圆环220。车削机构还包括位于基准圆环210右侧的压紧结构，压紧结构包括沿径向对扣在一起的两个锁紧半环230。锁紧半环230的结构如图14所示，锁紧半环230的周向两端均有翻边，翻边上开设有半环固定孔233，组装时，两锁紧半环230的翻边贴合且其上的半环固定孔233对应连通，之后用螺栓进行紧固，从而将两个锁紧半环230锁紧并固定套装在风电主轴10的外部。锁紧半环230上设有沿径向凸出的半圆形的连接边231，各连接边231上均设有多个半环螺纹孔232，在将锁紧半环230固定在风电主轴10外部之后，用顶丝穿过半环螺纹孔232，顶丝顶在移动圆环220上，移动圆环220再顶压在第二定心环30上，并与风电主轴10上的台阶13配合，而沿轴向夹紧由第一定心环20、第二定心环30以及拉杆140构成的组合件。同时，如图3所示，锁紧半环230还与基准圆环210挡止配合，防止基准圆环210在使用时向右窜动。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构中，由于车刀所在的刀架安装在刀架转动圆环上，刀架转动圆环滑动装配在导向杆上，导向杆安装在回转筒上，因此回转驱动机构带动回转筒转动的同时能够带动车刀进行转动车削，而由于刀架转动安装在刀架进给圆环上，因此刀架和刀架转动圆环的转动不会带动刀架进给圆环进行转动，进给驱动机构带动刀架进给圆环移动时，刀架进给圆环能够带动刀架进行往复移动。整个使用过程中，车刀既进行周向转动，又进行轴向进给，从而能够对风电主轴的堆焊位置处进行车削。本发明的车削机构在使用时，转动的部件仅有回转筒、刀架以及刀架转动圆环，即本发明的车削机构负载较小，所需的驱动力也较小，可以选用尺寸更小的回转驱动机构，与空间有限的风电使用场景更加适配，而且负载越小，刀架转动时越平稳，越有利于保证车削的质量，同时车刀的回转及进给都采用了圆形、多点支撑的环形结构，整体结构刚性足，也能够保证刀架转动时平稳，有利于保证车削质量。

应当说明的是，本发明中的车削机构除了可以用于对风电主轴进行车削加工外，还可以用于对其它类型的轴进行车削加工。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，第一定心环20和第二定心环30上的夹具由调节螺钉构成。本实施例中，第一定心环20和第二定心环30上的夹具可以为固定在定心环内周面上的微型电推缸或者液压缸，通过控制微型电推缸、液压缸的伸出、缩回来调整定心环与风电主轴的同轴度，并实现夹紧固定。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，构成回转驱动机构的电机90通过电机安装座100安装在第二定心环30上。而本实施例中，当安装第一定心环20的位置处有足够的安装空间时，构成回转驱动机构的电机90通过电机安装座100安装在第一定心环20上，此种情况下，与第二锥齿轮120传动连接的第一锥齿轮10安装固定在回转筒40的轴向左端。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，构成进给驱动机构的手轮190、涨紧轮180、带轮160以及传动带170均设置在第二定心环30的一侧。而本实施例中，当安装第一定心环20的位置处有足够的安装空间时，构成进给驱动机构的手轮190、涨紧轮180、带轮160以及传动带170均设置在第一定心环20的一侧。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，螺杆150沿周向均布有四根。而本实施例中，螺杆150沿周向均布有两根。在其它实施例中，螺杆150沿周向还可以设有均布的三根、五根，或者在安装空间充足的情况下还可以更多。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，通过手轮190驱动螺杆150转动。而本实施例中，可通过在定心环上安装与螺杆150传动相连的电机驱动螺杆150转动。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，第二定心环30上于任意相邻两带轮160的周向间隔之间设有涨紧轮180，涨紧轮180用于撑紧传动带170，并可避免传动带170和回转筒40之间产生碰撞干涉。而本实施例中，当传动带170保持紧绷状态且与回转筒40之间具有径向间隔时，无需设置涨紧轮180。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，进给驱动机构包括固定在各螺杆150上的带轮160以及与各带轮160配合的传动带170。而本实施例中，进给驱动机构包括固定在各螺杆150上的链轮以及与各链轮配合的链条，通过链条、链轮的配合保证各螺杆150的同步转动。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例9：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，通过设置拉杆140拉紧两定心环，以对两定心环进行进一步的固定，并调整回转筒40和两定心环配合的松紧程度。而本实施例中，各定心环仅通过各自上的夹具进行固定，并通过调整回转筒40和两定心环的轴向间隙来调整配合的松紧程度。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例10：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，通过设置两个锁紧半环230顶压第二定心环30，具体地，通过顶压移动圆环220间接地顶压第二定心环30。而本实施例中，两个锁紧半环230直接顶压第二定心环，其他实施例中，第二定心环30只通过拉杆140的拉紧以及其上的夹具进行固定和定位。其他实施例中，将拉杆140取消，第一定心环20和第二定心环30仅通过自身的夹具进行固定和定位。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例11：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，通过沿轴向插入基准圆环210，保证第二定心环30和风电主轴10之间的同轴度。而本实施例中，当风电主轴为等径轴体时，将基准圆环210取消。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例12：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，电机90的输出轴和回转筒40之间通过配合的第一锥齿轮10和第二锥齿轮120传动相连。而本实施例中，电机90的输出轴和回转筒40之间通过配合的两直齿轮传动相连，具体地，电机90的输出轴沿轴向延伸，电机的输出轴上固定有第一直齿轮，在回转筒上固定有第二直齿轮，第一直齿轮和第二直齿轮啮合，从而实现传动相连。在其它实施例中，回转驱动机构包括蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆机构带动回转筒进行转动。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例13：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，回转筒40为框架式结构。而本实施例中，回转筒40具有完整外周面。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例14：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，刀架60上有径向延伸的车刀安装槽，车刀260能够调节切削刃的位置。本实施例中，车刀260固定安装在刀架60上，车削时一次成型。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例15：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，压紧结构包括两个锁紧半环230，压紧结构通过与风电主轴10上台阶13的配合而夹紧第一定心环20、第二定心环30和回转筒40。本实施例中，在第一定心环20、第二定心环30的两侧均有两个锁紧半环230。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例16：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，回转筒40与第一定心环20、第二定心环30之间安装有滚珠250，从而形成轴承式结构。本实施例中，回转筒40与第一定心环20、第二定心环30之间安装有石墨轴套，能够实现减磨和自润滑。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例17：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，车削机构包括刀架转动圆环50，刀架60和配重体270均安装在刀架转动圆环50上。本实施例中，将刀架转动圆环50取消，仅在回转筒40上固定安装两个导向杆130，将刀架60直接导向套装在导向杆130的外部。此处的配重体270直接固定安装在回转筒40上。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例18：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，刀架进给圆环70上开设有环形槽71，刀架60上安装有滚动体，滚动体为轴承280。本实施例中，滚动体可以为滚球。其他实施例中，取消刀架进给圆环70上的环形槽71，刀架有两支臂，两支臂夹在刀架进给圆环的外部。

本发明中用于风电主轴高空在线修复的车削机构的实施例19：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，各螺杆150通过带轮160、传动带170的配合实现同步转动。本实施例中，对应于各螺杆150均配备有电机，通过控制器控制各电机同步转动，实现各螺杆的同步转动。其他实施例中，进给驱动机构包括沿周向均布的至少两个电推杆，各电推杆均固定在同一个定心环上，且均与刀架进给圆环相连，通过控制各电推杆同步运动来驱动刀架进给圆环轴向进给。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，包括用于沿风电主轴(10)的轴向间隔排布的第一定心环(20)和第二定心环(30)，各定心环上均设有至少三个沿周向均布的可调螺钉，各可调螺钉用于沿风电主轴(10)的径向顶压风电主轴(10)，以调整相应定心环和风电主轴(10)的同轴度并对相应的定心环进行固定；所述第一定心环(20)和所述第二定心环(30)之间设有用于绕自身轴线转动且与两定心环同轴布置的回转筒(40)，回转筒(40)的轴向两端分别与两定心环转动配合，第一定心环(20)或第二定心环(30)上设有驱动回转筒(40)转动的回转驱动机构，回转筒(40)上设有沿回转筒(40)轴向延伸的导向杆(130)，导向杆(130)上滑动装配有位于回转筒(40)内且与回转筒(40)同轴布置的刀架转动圆环(50)，刀架转动圆环(50)上安装有刀架(60)，刀架(60)上安装有车刀(260)；车削机构还包括位于所述回转筒(40)周向外部且与回转筒(40)同轴布置的刀架进给圆环(70)，刀架进给圆环(70)的内周面上设有内凹的环形槽(71)，刀架转动圆环(50)上设有伸入环形槽(71)中的支架，支架能够在环形槽(71)中转动，刀架进给圆环(70)推动刀架转动圆环(50)、刀架(60)和车刀(260)轴向进给，所述第一定心环(20)或第二定心环(30)上还设有用于沿风电主轴(10)的轴向驱动刀架进给圆环(70)进给的进给驱动机构。

2.根据权利要求1所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述进给驱动机构包括沿所述回转筒(40)的轴向布置的螺杆(150)，螺杆(150)沿周向均布有至少两根，螺杆(150)的轴向两端分别转动装配在第一定心环(20)和第二定心环(30)上，各螺杆(150)均贯穿刀架进给圆环(70)且均与刀架进给圆环(70)螺纹配合，通过各螺杆(150)的同步转动驱动刀架进给圆环(70)进给运动。

3.根据权利要求2所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述进给驱动机构还包括固定在各所述螺杆(150)上的带轮(160)或链轮、以及与各带轮(160)配合的传动带(170)或与各链轮配合的链条，通过驱动其中一个螺杆(150)转动而带动各螺杆(150)同步转动。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述支架为轴承支架(80)，轴承支架(80)上设有用于伸入环形槽(71)中且与环形槽(71)轴向限位配合的轴承。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述刀架转动圆环(50)上设有配重体，所述配重体、刀架(60)分置在刀架转动圆环(50)的两侧。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述第一定心环(20)和所述第二定心环(30)之间布置有多个沿所述风电主轴(10)轴向延伸且贯穿所述刀架进给圆环(70)的拉杆(140)，各拉杆(140)的轴向两端分别安装在第一定心环(20)和第二定心环(30)上，以用于拉紧两定心环。

7.根据权利要求6所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述回转筒(40)的两端以及第一定心环(20)、第二定心环(30)朝向回转筒(40)的侧面均设有环台，回转筒(40)的端部与相应定位环的环台之间安装有滚珠(250)，以形成轴承式结构。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，车削机构还包括用于套设在所述风电主轴(10)的锥形段(12)上的基准圆环(210)，基准圆环(210)的内圆为与锥形段(12)适配的锥形、外圆为与所述第一定心环(20)或所述第二定心环(30)的内圆等径的等径圆形，基准圆环(210)用于沿轴向插入到第一定心环(20)或第二定心环(30)中。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，车削机构还包括沿所述风电主轴(10)的轴向压紧所述第一定心环(20)或所述第二定心环(30)的压紧结构，压紧结构包括沿径向对扣在一起的两个锁紧半环(230)，所述锁紧半环(230)用于顶压在对应的定心环上。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于风电主轴高空在线修复的车削机构，其特征在于，所述回转驱动机构包括安装在第一定心环(20)或第二定心环(30)上的电机(90)，电机(90)的输出轴沿对应定心环的径向延伸，回转驱动机构还包括设于回转筒(40)相应端端面上的第一锥齿轮(10)，以及设于电机(90)的输出轴上的第二锥齿轮(120)，电机(90)所在的第一定心环(20)或第二定心环(30)上设有供第一锥齿轮(10)沿轴向穿过的缺口(34)。