CN103244363B - 一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置及方法，该装置包括风机主轴支架、齿轮箱支架以及拉力器，风机主轴支架包括上、下设置的底座和浮动机架，浮动机架有上、下两层，其下层为浮动座，其上层为安装座，安装座上装有支撑风机主轴总成的横向滚子组，横向滚子组便于风机主轴左、右横向移动；底座与浮动座之间有弹簧支撑，弹簧使得风机主轴总成及浮动机架垂直方向处于浮动状态。本发明的目的是提供一种对中精度高，操作简单，需求人员少的风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置及方法。

Description

一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置及方法

技术领域

本发明涉及一种两轴对中联接的工装，特别涉及一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置及方法。

背景技术

大型风力发风机主轴与齿轮箱轴之间一般采用胀紧套联轴器联接。中国专利公开号为CN101463799的专利公开了一种风力发电机的整机联调装置，包括安装在机座上的减速箱，减速箱高速端与发电机相连、低速端与风叶轮相连，减速箱与发电机之间由联轴器连接，联轴器包括联轴器胀紧套，在联轴器一侧机座上设有电机安装座，电机安装座上装有电动机，联轴器胀紧套通过皮带与电动机上的皮带轮连接。

中国专利公开号为CN101463804的专利公开了一种大型风力发风机主轴与齿轮箱的装配方法，其装配步骤如下：a.先将齿轮箱水平放置在放置架，使齿轮箱轴轴孔水平，齿轮箱上设有一与主轴轴孔相对穿透的孔；b.将主轴水平起吊，对准齿轮箱安装位；c.调整天车使主轴与齿轮箱轴轴孔同轴；d.用一根拉杆穿过主轴和齿轮箱轴心的孔，在拉杆伸出主轴的一端垫上固定挡件；e.所述拉杆伸出齿轮箱的另一端套有千斤顶，并加固定件；f.驱动千斤顶使千斤顶伸长，在拉杆两端都被固定的情况下，千斤顶的伸长可将主轴拉进齿轮箱；g.将主轴拉进齿轮箱后，将主轴用锁紧环固定在齿轮箱上；h.将主轴用支架支撑好，去掉吊带；i.拆下固定件和千斤顶，将拉杆拉出主轴和齿轮箱，完成整个装配过程。

上述装配方法中，齿轮箱置于地面，需要用两个手动葫芦分别吊住主轴的两端，手动葫芦分别挂在吊车的大小钩上。利用拉动葫芦和移动吊车的方法来控制主轴与齿轮箱轴轴孔对中，属于刚性对中操作，主轴与齿轮箱轴轴孔同轴度则采用组合角尺人工检验，利用千斤顶将主轴拉入齿轮箱轴轴孔。上述方法对两者的定位精度要求较高，由于主轴重量大，而主轴的对中依靠人工通过操作手动葫芦来进行，同轴度的检验仅凭肉眼观察，没有定量测量标准，故其对中精度低。其次，该方法占用吊车时间长，从对中工作开始到卸下吊钩,一般需占用吊车时间约为135分钟，操作人员需要多，至少需要5人操作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种对中精度高，操作简单，需求人员少的风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置。

本发明的另一目的是提供一种对中精度高，操作简单，需求人员少的风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，包括风机主轴支架、齿轮箱支架以及拉力器，风机主轴支架包括上、下设置的底座和放置风机主轴总成的浮动机架，浮动机架有上、下两层，其下层为浮动座，其上层为安装座，安装座上装有支撑风机主轴总成的横向滚子组，横向滚子组便于风机主轴左、右横向移动；底座与浮动座之间有弹簧支撑，弹簧使得风机主轴总成及浮动机架垂直方向处于浮动状态。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述安装座一端与浮动座铰接且能绕铰轴纵向转动，浮动座上设有调整安装座的高度微调机构。由于风机主轴平放在安装座上，通过高度微调机构调整风机主轴中心的上、下位置，便于风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述高度微调机构包括铰接在浮动座上的翘板以及与浮动座螺纹连接的高度微调螺杆，高度微调螺杆下端顶压在翘板一端，高度微调螺杆上有高度微调手轮。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述安装座上装有调节风机主轴的横向微调机构。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述横向微调机构为位于安装座两相对侧的四横向微调螺杆，横向微调螺杆与安装座螺纹连接，横向微调螺杆上设置有横向微调手轮。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述弹簧为单弹簧或组合弹簧。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述组合弹簧为内外套装的两个以上的单弹簧。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述弹簧有多组，多组弹簧分别对应在多个空心立柱内，空心立柱分为上立柱和下立柱，上立柱与浮动座固定，下立柱与底座固定。

如上所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：还包括有直轨，所述风机主轴支架和齿轮箱支架底部均设置能在直轨上滚动的滚轮。

一种采用所述对中装置对中风力发风机主轴与胀紧套的装配方法，其特征在于包括如下步骤：

a.先将齿轮箱总成水平放置在齿轮箱支架上，使齿轮箱轴轴孔水平；

b.机主轴支架上装有能浮动机架，将风机主轴水平起吊放置在浮动机架上，对准齿轮箱安装位，松开吊钩，移去吊带；

c.安装并缓慢拉动拉力器，将风机主轴拉近进胀紧套安装位；

d.调整风机主轴上、下、左、右位置，使风机主轴与齿轮箱主轴同轴度满足设定要求；

e.继续缓慢拉动拉力器将风机主轴拉进齿轮箱，将风机主轴拉进胀紧套规定位置，进入下道工胀紧套打扭矩工序；

f.锁紧胀紧套，风机主轴在胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会而自动摆动对中，对中过程即完成。

如上所述一种对中风力发风机主轴与胀紧套的装配方法，其特征在于：浮动机架上有高度微调机构和横向微调机构，所述d步骤调整浮动机架为：

第一步：通过目测，调节高度微调机构及横向微调机构，将风机主轴前端调整至胀紧套轴孔以内；此时，风机主轴轴端大概落在胀紧套轴孔以内即可，不必精确对中；

第二步，保持高度微调机构、横向微调机构为顶推着风机主轴的调整状态，缓慢拉动拉力器，将风机主轴轴头拉进胀紧套轴孔少许距离后停止；

第三步，将高度微调机构、横向微调机构松开，使之与风机主轴脱离一段距离，此时风机主轴处于上、下、左、右浮动状态，主轴总成不受限制，为下一步精确对中做准备。

本发明工作原理：

由于弹簧的刚度一定，包括风机主轴及其上的附属部件，以及浮动机架总重量一定，这样，可通过计算或测量得出风机主轴及其上的附属部件重压下弹簧的压缩量，理论上使风机主轴总成的中心线与齿轮箱轴中心线重合。因初始状态胀紧套与风机主轴对接后，在锁紧前，风机主轴与胀紧套的配合很松，故较易满足水平状态下的风机主轴与齿轮箱轴胀紧套初步对中要求，当对胀紧套进行紧固时，由于风机主轴及浮动机架垂直方向处于浮动状态，径向的摆动阻力也很小(因其放置在横向滚子组上)，所以风机主轴在胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会消除定位误差而自动对中，从而使对中精度达到100％。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、在初始状态胀紧套与风机主轴对接后，在锁紧前，风机主轴与胀紧套的配合很松，使得风机主轴与齿轮箱胀紧套初步对中变得很容易。当对胀紧套进行紧固时，本发明的结构设计使得风机主轴及浮动机架在垂直方向处于浮动状态，同时在径向的摆动阻力也很小(因风机主轴放置在横向滚子组上)，所以风机主轴在胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会而自动摆动对中，避免现有技术中刚性对中时的定位误差。

2、本发明中，由于胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会使风机主轴自动摆动对中，这样对初始状态将风机主轴能拉入胀紧套时的对中精度要求不是很高，因而可降低对中装置的制造精度，以降低成本。

3、本发明还设计有高度微调机构以及横向微调机构，通过高度微调机构调整风机主轴中心的上、下位置；横向微调机构既可调整风机主轴横向位置，又能防止风机主轴滑出机架；高度微调机构以及横向微调机构的调整，可便于风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中。

4、由于弹簧的刚度一定，采用组合弹簧时，可降低单个弹簧的圈数，有利于降低成本。

5、风机主轴支架和齿轮箱支架底部均设置有滚轮，滚轮在直轨上滚动以减小其拉动时的阻力，便于拉力器拉动风机主轴支架，完成对中。

附图说明

图1为胀紧套主剖结构示意图。

图2为本发明使用状态示意图之一。

图3为本发明使用状态示意图之二。

图4为本发明使用状态示意图之三。

图5为组合弹簧空心立柱内的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1至图5所示，一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，包括风机主轴支架1、齿轮箱支架2、拉力器3以及直轨4，拉力器3优选中空拉力器，风机主轴支架1和齿轮箱支架2底部均设置有滚轮，滚轮在直轨上滚动以减小其拉动时的阻力。

胀紧套8内有锁紧环81，胀紧套8为锥孔，锁紧环81外表面为锥形面，且锁紧环81一端向外延伸有凸缘，凸缘上形成有螺纹孔。由锁紧环81外表面与胀紧套8孔位配合，锁紧环81内孔与风机主轴5配合，由82螺钉通过锁紧环螺纹孔和胀紧套将两者拉紧(见图1)，其通过胀紧套与锁紧环配合产生过盈的胀紧力，使锁紧环环抱紧风机主轴5，具有操作方便，且适合反复多次使用的优点。

风机主轴支架1包括上、下设置的底座10和放置风机主轴总成的浮动机架11，浮动机架11有上、下两层，其下层为浮动座110，其上层为安装座111，安装座上装有支撑风机主轴5总成的横向滚子组12，横向滚子组12便于风机主轴左、右横向移动；底座10与浮动座之间组合弹簧13支撑，组合弹簧13使得风机主轴总成及浮动机架垂直方向处于浮动状态。

组合弹簧13为内外套装的两个单弹簧，组合弹簧有四组，四组弹簧呈四边形支撑浮动机架11。四组弹簧13分别对应安装在四个空心立柱14内。空心立柱14分为内外套装的上立柱和下立柱，上立柱顶端与浮动座固定，下立柱底端与底座固定，下立柱底部内侧设有便于弹簧套入定位的弹簧导向柱140。

为方便初始对中，本发明进行如下改进：

改进之一：如图4所示，安装座为四方框架，横向滚子组12有四组，四组横向滚子组分别位于四方框架的四边角。安装座上装有调节风机主轴5的横向微调机。横向微调机构为位于安装座两相对侧的横向微调螺杆，横向微调螺杆与安装座螺纹连接，横向微调螺杆上设置有横向微调手轮61。横向微调螺杆既能调节风机主轴总成左右方向的偏移量，又能防止其滑出浮动机架11。

改进之二：如图3和图4所示，安装座一端与浮动座铰接且能绕铰轴纵向转动，浮动座上设有调整安装座的高度微调机构。高度微调机构包括铰接在浮动座上的翘板71以及与浮动座螺纹连接的高度微调螺杆72，高度微调螺杆下端顶压在翘板71一端，翘板71另一端顶在风机主轴轴承座下表面。向上调节时，翘板71在高度微调螺杆72向下压力作用下，其另一端向上翘顶起风机主轴轴承座，从而使风机主轴5往上移动，反之则实现向下调节风机主轴5。高度微调螺杆72上端设置有高度微调手轮73。由于风机主轴5平放在安装座上，通过高度微调机构调整风机主轴5中心的上、下位置，便于风机主轴5与齿轮箱轴胀紧套8对中。

一种采用上述对中装置来对中风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套的装配方法，包括如下步骤，

a.先将齿轮箱总成水平放置在齿轮箱支架上，使齿轮箱轴轴孔水平。

b.机主轴支架上装有能浮动机架，将风机主轴水平起吊放置在浮动机架上，对准齿轮箱安装位，松开吊钩，移去吊带；该步骤具体过程如下：用吊车将风机主轴总成置于浮动机架11的横向滚子组12上，即可松钩。此时风机主轴总成及浮动机架11因其重量与四个组合弹簧13的弹力平衡而处于浮动状态。

c.安装并缓慢拉动中空拉力器3，当风机主轴5端面接近胀紧套8安装位时停止。

d.调整风机主轴上、下、左、右位置，使风机主轴与齿轮箱主轴同轴度满足设定要求。

由于后续胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会使风机主轴自动摆动对中，这样对初始状态将风机主轴能拉入胀紧套时的对中精度要求不是很高。

浮动机架上有高度微调机构和横向微调机构，调整浮动机架具体过程如下：第一步：通过目测，摇动微调手轮73和浮动机架11两侧的横向微调手轮61微调风机主轴5到设定安装位，使风机主轴5与胀紧套8基本同心，此时，风机主轴轴端大概落在胀紧套轴孔以内即可，不必精确对中；第二步，保持高度微调机构、横向微调机构为顶推着风机主轴的调整状态，缓慢拉动拉力器，将风机主轴轴头拉进胀紧套轴孔少许距离后停止；第三步，将高度微调机构、横向微调机构松开，使之与风机主轴脱离一段距离，此时风机主轴处于上、下、左、右浮动状态，主轴总成不受限制，为下一步精确对中做准备。

e.继续缓慢拉动拉力器将风机主轴拉进齿轮箱，将风机主轴拉进胀紧套规定位置，在初始状态胀紧套与风机主轴对接后，在锁紧前，风机主轴与胀紧套的配合很松，随后进入下道工胀紧套打扭矩工序；此过程中风机主轴与胀紧套已经有接触，即进行最初的摆动对中。

f.锁紧胀紧套，风机主轴在胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会进一步自动摆动对中，对中过程即完成。

Claims (9)

1.一种风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，包括风机主轴支架、齿轮箱支架以及拉力器，其特征在于：所述风机主轴支架包括上、下设置的底座和浮动机架，浮动机架有上、下两层，其下层为浮动座，其上层为安装座，安装座上装有支撑风机主轴总成的横向滚子组，底座与浮动座之间有弹簧支撑；所述安装座一端与浮动座铰接且能绕铰轴纵向转动，浮动座上设有调整安装座的高度微调机构。

2.权利要求1所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述高度微调机构包括铰接在浮动座上的翘板以及与浮动座螺纹连接的高度微调螺杆，高度微调螺杆下端顶压在翘板一端，高度微调螺杆上有高度微调手轮。

3.根据权利要求1所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述安装座上装有调节风机主轴的横向微调机构。

4.根据权利要求3所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述横向微调机构为位于安装座两相对侧的四横向微调螺杆，横向微调螺杆与安装座螺纹连接，横向微调螺杆上设置有横向微调手轮。

5.根据权利要求1所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述弹簧为单弹簧或组合弹簧。

6.根据权利要求5所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：所述组合弹簧为内外套装的两个以上的单弹簧。

7.根据权利要求1所述风力发风机主轴与齿轮箱轴胀紧套对中装置，其特征在于：还包括有直轨，所述风机主轴支架和齿轮箱支架底部均设置有能在直轨上滚动的滚轮。

8.一种采用权利要求1所述对中装置对中风力发风机主轴与胀紧套的装配方法，其特征在于包括如下步骤：

a.先将齿轮箱总成水平放置在齿轮箱支架上，使齿轮箱轴轴孔水平；

b.风机主轴支架上装有能浮动机架，将风机主轴水平起吊放置在浮动机架上，对准齿轮箱安装位，松开吊钩，移去吊带；

c.安装并缓慢拉动拉力器，将风机主轴拉近进胀紧套安装位；

d.调整风机主轴上、下、左、右位置，使风机主轴与齿轮箱主轴同轴度满足设定要求；

e.继续缓慢拉动拉力器将风机主轴拉进齿轮箱，将风机主轴拉进胀紧套规定位置，进入下道工胀紧套打扭矩工序；

f.锁紧胀紧套，风机主轴在胀紧套打扭矩时的强大锁紧力作用下会而自动摆动对中，对中过程即完成。

9.根据权利要求8所述一种对中风力发风机主轴与胀紧套的装配方法，其特征在于：浮动机架上有高度微调机构和横向微调机构，所述d步骤调整浮动机架为：

第一步：通过目测，调节高度微调机构及横向微调机构，将风机主轴前端调整至胀紧套轴孔以内；此时，风机主轴轴端大概落在胀紧套轴孔以内即可，不必精确对中；

第二步，保持高度微调机构、横向微调机构为顶推着风机主轴的调整状态，缓慢拉动拉力器，将风机主轴轴头拉进胀紧套轴孔少许距离后停止；

第三步，将高度微调机构、横向微调机构松开，使之与风机主轴脱离一段距离，此时风机主轴处于上、下、左、右浮动状态，主轴总成不受限制，为下一步精确对中做准备。