CN117680851B - 一种海上风力发电杆塔生产加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属加工技术领域，且公开了一种海上风力发电杆塔生产加工设备，包括底座，底座的上表面等距固定安装有多个载物板，底座的上表面设有推动机构，推动机构的中部设有内齿环，内齿环上部的左右两侧对称滑动套接有限位块，两个限位块的底端固定安装有安装板，两个限位块的中部设有主轴机构，安装板的底部设有切割机构，切割机构的下部设有偏光机构。通过切割机构沿着曲板快速往复运动，对杆塔进行不断的往复切割，激光器产生的激光照射到反射件上的反射光线垂直与杆塔的外曲面，从而使杆塔的切割端呈现向内侧的倒角，从而解决现有激光切割厚度大的杆塔时，切割边缘融化，导致切割边缘变形不平整，造成杆塔拼接后强度降低的问题。

Description

一种海上风力发电杆塔生产加工设备

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体为一种海上风力发电杆塔生产加工设备。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

由于海上的风力强度大，需要支撑发电机组的杆塔拥有足够的强度，海上用杆塔一般先采用铸造一体成形，再将其切割成多段适合运输的塔筒，之后再进行焊接拼装，现有激光切割的激光平行于杆塔的两端面直线移动，将杆塔切割成多断，切割时需要先等待激光穿透杆塔，再缓慢移动将杆塔切割成多段，切割时，移动速度慢，使杆塔与激光接触的部分热量积聚过多，造成切割边缘融化变形，导致后续发电杆塔的拼接面无法彻底贴合，使得拼接后发电杆塔强度降低，使用寿命缩减，此外由于激光是平行于杆塔的两端进行切割的，导致焊接后塔筒受到水平力，会发生相对转动和错位断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风力发电杆塔生产加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括底座，所述底座的上表面等距设有载物板，所述底座的上表面设有推动机构，所述推动机构的中部设有内齿环，所述内齿环上部的左右两侧对称滑动套接有限位块，两个所述限位块的底端固定安装有安装板，所述安装板的左侧面固定安装有限位板，所述限位板的右侧面固定安装有两个曲板，所述内齿环与曲板的轴线重合，两个所述限位块的中部设有主轴机构，所述安装板上表面的右侧固定安装有驱动件，所述驱动件的输出轴固定安装有斜盘，所述安装板的底部设有切割机构。

优选的，所述切割机构包括第一固定块，所述第一固定块固定安装在安装板上表面的后侧，所述第一固定块的正面固定安装有第一弹性件，所述第一弹性件的前端固定安装有第一连接块，所述第一连接块的左侧面固定安装有上齿条，所述上齿条下表面的中部固定安装有套杆，所述套杆的侧面滑动套接有套筒，所述套筒的底端固定安装有伸缩套，所述伸缩套滑动套接在两个曲板的中部，所述伸缩套的伸缩端固定安装有激光器，所述激光器的顶端固定安装有磁体，所述激光器的曲面的右侧固定安装有拉杆，所述拉杆背面的右侧固定安装有第二连接块，所述第二连接块的上表面与安装板的下表面留有间隙，所述第二连接块的左侧面固定安装有第二弹性件，所述第二弹性件的左端固定安装有第二固定块，所述第二固定块的上表面固定安装在安装板的下表面，所述切割机构的下部设有偏光机构。

优选的，所述推动机构包括侧板，所述侧板固定安装在底座上表面的右侧，所述侧板的左侧面对称固定安装有液压杆，所述液压杆的伸缩端固定安装有支撑座，所述支撑座与底座滑动套接，所述支撑座与底座的接触面为光滑平面，两个所述支撑座内侧面的上部固定安装有支撑块，所述内齿环与支撑块固定连接。

优选的，所述主轴机构包括安装轴，所述安装轴的右端与驱动件输出轴的左端固定连接，所述安装轴活动套接在两个所述限位块的中部，所述安装轴曲面的左侧固定安装有安装轮，所述安装轮的曲面设有半齿轮，所述半齿轮与上齿条啮合，所述安装轴曲面的右侧固定安装有齿轮，所述半齿轮的齿顶圆直径小于齿轮分齿顶圆直径，所述安装轮和齿轮均位于两个限位块的中部。

优选的，所述偏光机构包括立柱，所述立柱固定安装伸缩套下表面的右侧，所述立柱底部的右侧面固定安装有转座，所述转座的右侧活动设有反射件，所述反射件的正面与背面对称设有多个散热片，所述立柱底面的左侧螺纹连接有螺栓，所述螺栓的右端与反射件的左侧面滑动接触，所述螺栓的右端采用磁性材料制成。

优选的，所述斜盘的左侧面为斜面，所述第一弹性件采用柔性材料制成。

优选的，所述半齿轮的齿顶圆直径小于齿轮分齿顶圆直径，所述反射件采用反射率高的材料制成，所述散热片采用导热系数高的材料制成。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过启动驱动件，使与内齿环啮合的齿轮通过安装板带动限位块沿着内齿环的内曲面做圆周运动，安装板带动切割机构沿着内齿环的轴线转动，同时转动的半齿轮通过与其啮合的上齿条、套杆和套筒推动伸缩套沿着两个曲板的中部向前或向后往复做圆周运动，此时由于内齿环与曲板的中轴线重合，使得切割机构沿着曲板圆周运动与切割机构沿着内齿环圆周运动的切割杆塔的角度保持相同，同时由于齿轮的直径远小于内齿环的直径，使得切割机构沿着内齿环做慢速圆周运动的同时，切割机构沿着曲板快速往复运动，对杆塔进行不断的往复切割，使杆塔的切割深度不断的增加，为切割边缘的冷却提供足够的时间，直到将杆塔切穿，从而解决现有激光设备在切割厚度大的杆塔时，先等待激光穿透杆塔，再缓慢移动对杆塔进行切割，使杆塔与激光接触的部分热量积聚过多，造成切割边缘融化变形，导致后续发电杆塔的拼接面无法彻底贴合，使得组装后发电杆塔强度降低，使用寿命缩减的问题。

2、本发明切割机构对杆塔圆周切割的同时，驱动件的输出轴带动斜盘转动，同时第二弹性件通过第二连接块拉动拉杆始终与斜盘右侧的斜面贴合，当拉杆与斜盘厚度大的一侧接触时，斜盘推动拉杆向右侧移动，拉杆与斜盘厚度小的一侧接触时，第二弹性件通过第二连接块拉动拉杆向左侧移动，从而使激光器圆周运动对杆塔进行切割的同时，拉杆拉动激光器右侧移动，使杆塔的切割边缘呈现波浪形，从而解决发电杆塔光滑的拼接处容易发生转动断裂的问题。

3、本发明通过转动螺栓，推动反射件改变倾斜角度，激光器产生的激光照射到反射件上的反射光线垂直与杆塔的外曲面，从而使杆塔的切割端呈现向内侧的倒角，从而使得相离两个杆塔的支撑力沿着杆塔的内壁倾斜向下，同时避免相邻两个杆塔受到水平的力发生滑动，提高发电杆塔拼接后的强度。

附图说明

图1为本发明整体外观结构示意图；

图2为本发明支撑座结构示意图；

图3为本发明曲板结构示意图；

图4为本发明主轴机构结构示意图；

图5为本发明偏光机构结构示意图；

图6为本发明切割机构结构示意图。

图中：1、底座；101、载物板；2、推动机构；201、侧板；202、液压杆；203、支撑座；204、支撑块；3、内齿环；4、限位块；401、安装板；402、限位板；403、曲板；5、主轴机构；501、安装轴；502、安装轮；503、半齿轮；504、齿轮；6、驱动件；601、斜盘；7、切割机构；701、第一固定块；702、第一弹性件；703、第一连接块；704、上齿条；705、套杆；706、套筒；707、伸缩套；708、激光器；709、拉杆；710、第二连接块；711、第二弹性件；712、第二固定块；8、偏光机构；801、立柱；802、转座；803、反射件；804、散热片；805、螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种海上风力发电杆塔生产加工设备，包括底座1，底座1的上表面等距固定安装有多个载物板101，底座1的上表面设有推动机构2，推动机构2的中部设有内齿环3，内齿环3上部的左右两侧对称滑动套接有限位块4，两个限位块4的底端固定安装有安装板401，安装板401的左侧面固定安装有限位板402，限位板402的右侧面固定安装有两个曲板403，内齿环3与曲板403的轴线重合，两个限位块4的中部设有主轴机构5，安装板401上表面的右侧固定安装有驱动件6，驱动件6的输出轴固定安装有斜盘601，斜盘601的左侧面为斜面，从而实现当驱动件6的输出轴带动斜盘601转动时，当斜盘601厚度大的一侧与拉杆709接触时，斜盘601推动拉杆709向右侧移动，当斜盘601厚度小的一侧与拉杆709接触时，第二弹性件711通过第二连接块710拉动拉杆709向左侧移动，从而使拉杆709带动激光器708左右移动，使切割杆塔的边缘呈现波浪形，从而解决发电杆塔光滑的拼接处容易发生转动断裂的问题；

安装板401的底部设有切割机构7，切割机构7包括第一固定块701，第一固定块701固定安装在安装板401上表面的后侧，第一固定块701的正面固定安装有第一弹性件702，第一弹性件702采用柔性材料制成，第一弹性件702采用铍青铜材质，从而减小第一弹性件702通过第一连接块703拉动上齿条704向后侧移动的速度，为切割机构7上的激光器708回切杆塔提供足够的融化时间，第一弹性件702的前端固定安装有第一连接块703，第一连接块703与安装板401滑动接触，第一连接块703的左侧面固定安装有上齿条704，上齿条704与半齿轮503啮合，上齿条704下表面的中部固定安装有套杆705，套杆705的侧面套接有套筒706，套杆705与安装板401滑动接触，套筒706的底端固定安装有伸缩套707，伸缩套707滑动套接在两个曲板403的中部，伸缩套707的伸缩端固定安装有激光器708，激光器708的顶端固定安装有磁体，从而使激光器708紧密贴附在安装板401下表面，激光器708的曲面的右侧固定安装有拉杆709，拉杆709背面的右侧固定安装有第二连接块710，第二连接块710的上表面与安装板401的下表面留有间隙，第二连接块710的左侧面固定安装有第二弹性件711，第二弹性件711的左端固定安装有第二固定块712，第二固定块712的上表面固定安装在安装板401的下表面，切割机构7的下部设有偏光机构8。

如图1至图4所示，推动机构2包括侧板201，侧板201固定安装在底座1上表面的右侧，侧板201的左侧面对称固定安装有液压杆202，液压杆202的伸缩端固定安装有支撑座203，支撑座203与底座1滑动套接，支撑座203与底座1的接触面为光滑平面，从而降低支撑座203与底座1之间的摩擦阻力，降低液压杆202推动支撑座203移动时的负载，两个支撑座203内侧面的上部固定安装有支撑块204，内齿环3与支撑块204固定连接，使用时，反向启动液压杆202，液压杆202的伸缩端向右侧移动，液压杆202的伸缩端带动支撑座203向右侧移动，支撑座203带动支撑块204向右侧移动，支撑块204带动内齿环3向右侧移动，内齿环3带动限位块4向右侧移动，限位块4带动安装板401向右侧移动，安装板401带动切割机构7向右侧移动，使切割机构7移动到两个载物板101的中部，将发电杆塔切割成两段，以此类推，将发电杆塔分成多个长度相同的塔筒，解决大型发电杆塔不易运输的问题。

如图1至图5所示，主轴机构5包括安装轴501，安装轴501的右端与驱动件6输出轴的左端固定连接，安装轴501活动套接在两个限位块4的中部，安装轴501曲面的左侧固定安装有安装轮502，安装轮502的曲面设有半齿轮503，半齿轮503仅有二分之一圆，从而实现半齿轮503转动时，半齿轮503仅有一半的时间与上齿条704啮合，从而实现当半齿轮503与上齿条704啮合时，半齿轮503推动上齿条704向前移动，当半齿轮503与上齿条704脱离时，第一弹性件702通过第一连接块703拉动上齿条704向后侧移动，从而实现上齿条704前后往复移动，进而使切割机构7往复移动，解决激光器708在同一位置切割厚度大的杆塔时，长时间等待杆塔彻底融穿时，造成杆塔局部受热过度，导致杆塔切接边缘融化变形，避免后续发电杆塔拼接需要重新打磨的问题，不利于后续拼接，安装轴501曲面的右侧固定安装有齿轮504，齿轮504与内齿环3啮合，半齿轮503的齿顶圆直径小于齿轮504分齿顶圆直径，从而避免安装轮502与内齿环3的内曲面接触啮合，安装轮502和齿轮504均位于两个限位块4的中部。

如图1至图6所示，偏光机构8包括立柱801，立柱801固定安装伸缩套707下表面的右侧，立柱801底部的右侧面固定安装有转座802，转座802的右侧活动设有反射件803，反射件803采用反射率高的材料制成，反射件803采用银合金，从而降低反射件803反射激光时，激光的损耗，提高杆塔融化速度，同时降低反射件803的温度，反射件803的正面与背面对称设有多个散热片804，散热片804采用导热系数高的材料制成，散热片804采用黄铜，从而快速将反射件803上的温度传递到空气中，降低反射件803的温度，避免与高温激光接触的反射件803融化变形，导致激光切割角度偏斜，造成切割边缘不一致，进而使后续发电杆塔无法彻底拼接在一起，导致组装后发电杆塔强度降低，使用寿命缩减，立柱801底面的左侧螺纹连接有螺栓805，螺栓805的右端与反射件803的左侧面滑动接触，螺栓805的右端采用磁性材料制成。

工作原理：

本发明使用时，先启动液压杆202，使推动机构2带动内齿环3移动到任意相邻两个载物板101的中部，内齿环3通过限位块4和安装板401带动主轴机构5和切割机构7移动到相邻两个载物板101的中部，切割机构7带动偏光机构8移动到相邻两个载物板101的中部；

接着启动驱动件6，驱动件6的输出轴带动安装轴501转动，安装轴501带动安装轮502和齿轮504转动，安装轮502带动半齿轮503转动，此时与内齿环3啮合的齿轮504通过安装板401带动限位块4沿着内齿环3的内曲面做圆周运动，安装板401带动切割机构7和偏光机构8沿着内齿环3的轴线转动，对圆锥形杆塔进行切割，同时转动的半齿轮503推动与其啮合的上齿条704向前移动，上齿条704通过套杆705和套筒706推动伸缩套707沿着两个曲板403的中部向前做圆周运动，伸缩套707带动激光器708沿着内齿环3的中轴线做圆周运动，向前侧对杆塔进行切割，当半齿轮503与上齿条704脱离时，第一弹性件702通过第一连接块703拉动上齿条704向后侧移动，使激光器708向后侧移动复位，从而使激光器708往复对杆塔进行切割；

此时由于内齿环3与曲板403的中轴线重合，使得切割机构7沿着曲板403圆周运动与切割机构7沿着内齿环3圆周运动的切割杆塔的角度保持相同，同时由于齿轮504的直径远小于内齿环3的直径，使得切割机构7沿着内齿环3做慢速圆周运动的同时，切割机构7沿着曲板403快速往复运动，对杆塔进行不断的往复切割，使杆塔的切割深度不断的增加，直到将杆塔切穿，从而解决现有激光设备在切割厚度大的杆塔时，先等待激光穿透杆塔，再缓慢移动对杆塔进行切割，使杆塔与激光接触的部分热量积聚过多，造成切割边缘融化变形，导致后续发电杆塔的拼接面无法彻底贴合，使得组装后发电杆塔强度降低，使用寿命缩减的问题；

此外切割机构7对杆塔圆周切割的同时，驱动件6的输出轴带动斜盘601转动，同时第二弹性件711通过第二连接块710拉动拉杆709始终与斜盘601右侧的斜面贴合，当拉杆709与斜盘601厚度大的一侧接触时，斜盘601推动拉杆709向右侧移动，拉杆709与斜盘601厚度小的一侧接触时，第二弹性件711通过第二连接块710拉动拉杆709向左侧移动，从而使激光器708圆周运动对杆塔进行切割的同时，拉杆709拉动激光器708右侧移动，使杆塔的切割边缘呈现波浪形，从而解决发电杆塔光滑的拼接处容易发生转动断裂的问题，此外本发明通过转动螺栓805，推动反射件803改变倾斜角度，激光器708产生的激光照射到反射件803上的反射光线垂直与杆塔的外曲面，从而使杆塔的切割端呈现向内侧的倒角，从而使得相离两个杆塔的支撑力沿着杆塔的内壁倾斜向下，同时避免相邻两个杆塔受到水平的力发生滑动，提高发电杆塔拼接后的强度。

需要说明的是，在本文中，诸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这种实际的关系或者顺序。而且，术语“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，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种海上风力发电杆塔生产加工设备，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上表面等距设有载物板（101），所述底座（1）的上表面设有推动机构（2），所述推动机构（2）的中部设有内齿环（3），所述内齿环（3）上部的左右两侧对称滑动套接有限位块（4），两个所述限位块（4）的底端固定安装有安装板（401），所述安装板（401）的左侧面固定安装有限位板（402），所述限位板（402）的右侧面固定安装有两个曲板（403），所述内齿环（3）与曲板（403）的轴线重合，两个所述限位块（4）的中部设有主轴机构（5），所述安装板（401）上表面的右侧固定安装有驱动件（6），所述驱动件（6）的输出轴固定安装有斜盘（601），所述安装板（401）的底部设有切割机构（7）；

所述切割机构（7）包括第一固定块（701），所述第一固定块（701）固定安装在安装板（401）上表面的后侧，所述第一固定块（701）的正面固定安装有第一弹性件（702），所述第一弹性件（702）的前端固安定装有第一连接块（703），所述第一连接块（703）的左侧面固定安装有上齿条（704），所述上齿条（704）下表面的中部固定安装有套杆（705），所述套杆（705）的侧面滑动套接有套筒（706），所述套筒（706）的底端固定安装有伸缩套（707），所述伸缩套（707）滑动套接在两个曲板（403）的中部，所述伸缩套（707）的伸缩端固定安装有激光器（708），所述激光器（708）的顶端固定安装有磁体，所述激光器（708）的曲面的右侧固定安装有拉杆（709），所述拉杆（709）背面的右侧固定安装有第二连接块（710），所述第二连接块（710）的上表面与安装板（401）的下表面留有间隙，所述第二连接块（710）的左侧面固定安装有第二弹性件（711），所述第二弹性件（711）的左端固定安装有第二固定块（712），所述第二固定块（712）的上表面固定安装在安装板（401）的下表面，所述切割机构（7）的下部设有偏光机构（8）；

所述偏光机构（8）包括立柱（801），所述立柱（801）固定安装伸缩套（707）下表面的右侧，所述立柱（801）底部的右侧面固定安装有转座（802），所述转座（802）的右侧活动设有反射件（803），所述反射件（803）的正面与背面对称设有多个散热片（804），所述立柱（801）底面的左侧螺纹连接有螺栓（805），所述螺栓（805）的右端与反射件（803）的左侧面滑动接触，所述螺栓（805）的右端采用磁性材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电杆塔生产加工设备，其特征在于：所述推动机构（2）包括侧板（201），所述侧板（201）固定安装在底座（1）上表面的右侧，所述侧板（201）的左侧面对称固定安装有液压杆（202），所述液压杆（202）的伸缩端固定安装有支撑座（203），所述支撑座（203）与底座（1）滑动套接，所述支撑座（203）与底座（1）的接触面为光滑平面，两个所述支撑座（203）内侧面的上部固定安装有支撑块（204），所述内齿环（3）与支撑块（204）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电杆塔生产加工设备，其特征在于：所述主轴机构（5）包括安装轴（501），所述安装轴（501）的右端与驱动件（6）输出轴的左端固定连接，所述安装轴（501）活动套接在两个所述限位块（4）的中部，所述安装轴（501）曲面的左侧固定安装有安装轮（502），所述安装轮（502）的曲面设有半齿轮（503），所述半齿轮（503）与上齿条（704）啮合，所述安装轴（501）曲面的右侧固定安装有齿轮（504），所述半齿轮（503）的齿顶圆直径小于齿轮（504）分齿顶圆直径，所述安装轮（502）和齿轮（504）均位于两个限位块（4）的中部。

4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电杆塔生产加工设备，其特征在于：所述斜盘（601）的左侧面为斜面，所述第一弹性件（702）采用柔性的材料制成。