CN103471478B - 检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的装置及方法。本发明的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，具备筒体和U型吊钩，筒体模仿叶片根部，具有与轮毂变桨回转支承连接的筒体法兰，U型吊钩的一个分支部固定连接在筒体的内壁，另一个分支部位于筒体外，并在位于筒体外的分支部上形成吊孔。本发明的检测方法使用前述检测装置进行检测。根据本发明，利用吊钩可快速将检测装置装到变桨回转支承上；使用筒体真实模仿叶片根部，可直观地显示出导流罩与叶片根部之间的间隙，装配偏差显示直观清晰。
Description
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别涉及风力发电机组导流罩和轮毂的装配精度检测技术。
背景技术
风力发电机组包括由转子和定子构成的发电机部分、与转子的转轴固定连接的轮毂以及安装在轮毂上的叶片。在风力作用下，叶片带动轮毂转动，同时带动转轴转动，由此带动转子转动。定子相对于转子径向固定。在工作过程中，转子转动时，带动设在转子内的永久磁极转动，从而产生旋转磁场，通过旋转磁场在定子上的定子绕组中切割运动产生电动势，从而将机械能转化为电能。
为了在风力发电机迎风状态下，使气流均匀分流，通常在轮毂上套装导流罩（也称为轮毂保护罩、轮毂罩、轮毂帽等）。
由于制造或装配的原因，可能存在导流罩和轮毂装配精度不满足要求的问题。当叶片装到轮毂变桨回转支承上后，由于导流罩装配偏差或变形等因素，可能导致叶片根部与导流罩间隙过小而产生干涉，或间隙过大而密封不严的后果。所以，在导流罩与轮毂装配完后，需要检测其装配精度。现有检测装配精度的方法和设备大都简单粗糙，检测速度慢，数据不够齐全，直观性差。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种可快速方便的实现对导流罩和轮毂装配精度的检测的装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，具备筒体和U型吊钩，筒体模仿叶片根部，具有与轮毂变桨回转支承连接的筒体法兰，U型吊钩的一个分支部固定连接在筒体的内壁，另一个分支部位于筒体外，并在位于筒体外的分支部上形成吊孔。
可选地，筒体内壁上设置有加强环。
优选地，上述检测装置还具备检尺组件，检尺组件具备径向支架、轴向支架、检尺、螺母和弹性元件，径向支架结合于筒体边缘上，可沿筒体边缘圆周移动，轴向支架的一端与径向支架上的螺纹孔螺纹连接，检尺被夹装在轴向支架另一端的止挡部和螺母之间，垂直于轴向支架轴线，检尺内部形成通孔，轴向支架穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件，检尺能够在弹性元件的弹性力作用下沿筒体径向移动。
上述径向支架可分为上部模块和下部模块，且上部模块和下部模块在由连接螺钉连接在一起时形成收容筒体边缘的圆弧形凹槽。
优选地，在构成前述圆弧形凹槽的上部模块和下部模块的相面对表面及伸入到前述圆弧形凹槽的筒体边缘上下表面形成用于容纳滚珠的滚道凹槽。
优选地，检尺组件还具备内六角紧定螺钉，以通过旋紧内六角紧定螺钉把径向支架固定在筒体上。
优选地，上述检测装置还具备检尺组件，检尺组件具备径向支架、轴向支架、检尺、螺母和弹性元件，径向支架固定于筒体边缘上，轴向支架的一端与径向支架上的螺纹孔螺纹连接，检尺被夹装在轴向支架另一端的止挡部和螺母之间，垂直于轴向支架轴线，检尺内部形成通孔，轴向支架穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件，检尺能够在弹性元件的弹性力作用下沿筒体径向移动。
一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，用吊车将前述的任意一种检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，然后直观地观察导流罩与筒体之间的间隙情况。
一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，用吊车将前述的检尺组件能够沿筒体边缘移动的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，借助检尺内的弹性元件，使检尺端部与导流罩表面接触，记录检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，接下来沿筒体移动检尺组件，在多个点处观察检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，由此判断导流罩与筒体之间的间隙情况。
一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，其特征在于，用吊车将前述的具备内六角紧定螺钉的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，借助检尺内的弹性元件，使检尺端部与导流罩表面接触，在把检尺组件固定在筒体边缘之后驱动筒体转动，随着检尺转到不同位置，观察检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，由此判断导流罩与筒体之间的间隙情况。
一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，其特征在于，用吊车将前述的径向支架固定于筒体边缘的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，借助检尺内的弹性元件，使检尺端部与导流罩表面接触，然后驱动筒体转动，随着检尺转到不同位置，观察检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，由此判断导流罩与筒体之间的间隙情况。
根据本发明，利用吊钩可快速将检测装置装到变桨回转支承上；使用筒体真实模仿叶片根部，可直观地显示出导流罩与叶片根部之间的间隙，装配偏差显示直观清晰。而且，可调节的检尺可沿筒体边缘圆周移动，可快速、方便地检测整个导流罩管壁圆周方向上的偏差；检尺可沿筒体径向移动调节，可快速方便地读出精度偏差值；检尺可沿筒体轴向调节，可检测导流罩上叶片根部密封处不同轴向部位与轮毂的装配精度；借助检尺内部的弹性元件，可使检尺端部始终与导流罩表面接触，便于自动检测。
附图说明
图1为根据本发明实施例的检测装置的立体图；
图2为根据本发明实施例的检测装置中吊钩的安装示意图；
图3为根据本发明实施例的检测装置中检尺组件的安装示意图；
图4为根据本发明实施例的检测装置的安装示意图；
图5a为根据本发明实施例的检测装置中检尺组件的径向支架与筒体的装配示意图；
图5b为根据本发明实施例的检测装置中检尺组件的径向支架与筒体的装配示意图，为沿图5a的A-A线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
如图1所示，根据本发明实施例的风力发电机组导流罩和轮毂装配精度的检测装置包括吊钩10和筒体20。
参照图1和图2，吊钩10呈U型，与筒体20固定连接在一起。吊钩10上带有至少两个吊孔15，吊孔15上可安装吊带卸扣，可用吊车通过吊带将整个检测装置吊起，并安装到轮毂变桨回转支承上。
筒体20外径与叶片根部外径尺寸相同，筒体法兰21上的螺栓孔数量和分度圆直径与叶根法兰一致。使用时，用螺栓将筒体20和轮毂变桨回转支承40（参见图4）连接在一起，便可用筒体20模仿叶片根部，当轮毂变桨回转支承40做转动试验时，带动筒体20转动，能够直观地看出筒体20与导流罩50（参见图4）之间的间隙。当筒体20与导流罩50之间的间隙满足要求，即不会因筒体20与导流罩50间隙过小而产生干涉，也不会因间隙过大而密封不严时，说明导流罩和轮毂的装配精度满足要求，如果发生干涉或密封不严，则说明导流罩和轮毂的装配精度不满足要求。
筒体20内部可设置一层加强环22，提高筒体20的刚度和强度，保证装置在使用过程中不会发生因筒体变形而影响检测精度。
U型吊钩10的一个分支部11固定连接在筒体20的内壁，另一个分支部12位于筒体20外，以避免筒体20安装时与导流罩50碰撞，提高安装效率，并且避免安装后转动筒体20时与导流罩50碰撞，保证顺利进行检测。而且，通过将吊钩10设置为U型，并在位于筒体20外的分支部12上形成至少两个吊孔15，可以确保以筒体20轴线基本水平的角度吊起筒体20。而且，在筒体20内壁设置有加强环22时，可以将U型吊钩10的位于筒体20内的分支部11固定在加强环22上，或者可以变更该分支部11的形状，使其与加强环22接触的部分呈凹陷状以收容加强环22，在此情况下将该分支部11固定在加强环22及筒体20内壁上。
优选地，本发明的检测装置还可具备检尺组件30。如图1和图3所示，检尺组件30具备径向支架31、轴向支架32、检尺33、螺母34、垫片35和弹性元件36（例如，螺旋弹簧等）。检尺33通过径向支架31、轴向支架32与筒体20连接在一起。径向支架31沿着筒体20的径向延伸，卡在筒体20边缘上，可沿筒体20边缘圆周移动。径向支架31设置有用于连接轴向支架32的螺纹孔，轴向支架32（此处轴向指筒体20的轴向）上带有螺纹，由此旋转轴向支架32即可调整轴向支架32伸出径向支架31螺纹孔的长度，进而调整检尺在筒体20轴向的位置。轴向支架32的另一端上形成止挡部321，防止检尺33脱落。止挡部321既可以与轴向支架32一体成型，也可以分别独立制造之后将止挡部321结合于轴向支架32。优选地，止挡部321采用蝶形螺母。检尺33呈条状，内部形成长条状的通孔，轴向支架32穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件36。检尺33由止挡部321和螺母34固定在轴向支架32上，拧松螺母34后，检尺33可在弹性元件36的弹性力作用下沿筒体20径向移动。垫片35是可选部件，即可以省略。在此，也可以适当调节螺母34的位置，使得在不拧松螺母34的情况下，使检尺33处于在弹性元件36的弹性力作用下可以沿筒体20径向移动的状态。另外，在止挡部321可活动的情况下（例如，止挡部321采用蝶形螺母的情况），可以适当调节止挡部321和螺母34而调整检尺33的位置和状态。此时，也可以调节止挡部321和螺母34的位置，使得在不拧松止挡部321和螺母34的情况下，使检尺33处于在弹性元件36的弹性力作用下可以沿筒体20径向移动的状态。
径向支架31与筒体20边缘装配关系可以适当选择，只要能够保证径向支架31能沿着筒体20边缘移动，又不会随意掉落即可。例如，可以在径向支架31上设置圆弧形凹槽，使该凹槽与筒体20边缘扣合，通过采用调整公差配合等方式，可以使其只有在受到一定力度以上的力时才会沿圆周方向和轴向移动，这样即可满足上述要求。
可选地，径向支架31与筒体20边缘装配也可以采用图5a和图5b所示的方式。如图5a和图5b所示，径向支架31分为上下两部分，即上部模块311和下部模块312，且在上下两部分的分界面上的面向筒体20边缘一侧设置凹槽，以在上下两部分被连接在一起时形成收容筒体20边缘的圆弧形凹槽。由内六角连接螺钉61把上下两部分装夹在筒体20末端边缘上，介于上下两部分之间的弹性垫313具有伸缩性，通过调节内六角连接螺钉61的松紧度可以调整滚珠314与筒体20上滚道凹槽26、上部模块311上滚道凹槽315和下部模块312上滚道凹槽316之间的间隙，从而调整径向支架31沿筒体20边缘做圆周移动的松紧度，以保证检测精度。由此，依靠滚珠314在筒体20滚道凹槽上实现自定位，并可使径向支架31沿筒体20边缘灵活地做圆周移动。
另外，为了实现后面将描述的自动检测以及在非自动检测方式下固定径向支架31的位置以准确确认相关尺寸，可以设置内六角紧定螺钉62，以通过旋紧内六角紧定螺钉62把径向支架31固定在筒体20上。而且，在以后面将描述的自动检测方式进行检测时，可以将径向支架31直接固定在筒体20上。例如，可以通过螺栓连接、螺钉连接、铆接、焊接等可拆卸或不可拆卸的机械连接方式将径向支架31与筒体20固定在一起。或者，可以通过铸造等方式将径向支架31和筒体20直接一体成型。
图4为将根据本发明实施例的检测装置安装到已套设了导流罩50的轮毂上的状态示意图。下面，结合图4说明根据本发明实施例的装配精度检测方法。在此需要说明的是，本发明是通过检测导流罩50上叶片根部密封处51与检测装置的间隙大小来判断导流罩和轮毂的装配精度。
（1）采用至少具备吊钩10和筒体20的检测装置时
用吊车通过吊带、卸扣将检测装置吊起，起吊后使筒体20轴线接近水平，将筒体法兰21调整至轮毂的变桨回转支承40附近，用螺栓将筒体法兰21与变桨回转支承40连接在一起，此时可直观地看出导流罩50与叶根（实际为筒体20）之间的间隙大小，亦可反应出导流罩与轮毂的安装精度偏差。在此状态下，可以转动筒体20，以进一步观察筒体20与导流罩50之间的间隙。
（2）采用具备吊钩10、筒体20和检尺组件30的检测装置以非自动方式进行检测
首先，用吊车通过吊带、卸扣将检测装置吊起，起吊后使筒体20轴线接近水平，将筒体法兰21调整至轮毂的变桨回转支承40附近，用螺栓将筒体法兰21与变桨回转支承40连接在一起，此时可直观地看出导流罩50与筒体之间的间隙大小，可反应出导流罩与轮毂的安装精度偏差。
接着，拧松轴向支架32上的止挡部321或螺母34，借助检尺33内的弹性元件36，调整检尺33端部与导流罩50表面接触，记录检尺33端部与轴向支架32中心轴线的距离，此距离即可反映出检测点处导流罩50与叶片根部（实际为筒体20）的间隙大小。
接下来，沿筒体20移动检尺组件30，在多个点处检测检尺33端部与轴向支架32中心轴线的距离（反映出导流罩50与筒体20的间隙大小），并记录。
根据多个点的检测值，可判断导流罩与轮毂装配精度是否合格。
（3）采用具备吊钩10、筒体20和检尺组件30的检测装置以自动方式进行检测
首先，用吊车通过吊带、卸扣将检测装置吊起，起吊后使筒体20轴线接近水平，将筒体法兰21调整至轮毂的变桨回转支承40附近，用螺栓将筒体法兰21与变桨回转支承40连接在一起，此时可直观地看出导流罩50与筒体之间的间隙大小，可反应出导流罩与轮毂的安装精度偏差。
接着，拧松轴向支架32上的止挡部321或螺母34，借助检尺33内的弹性元件36，调整检尺33端部与导流罩50表面接触，记录检尺33端部与轴向支架32中心轴线的距离，此距离即可反映出检测点处导流罩50与叶片根部（实际为筒体20）的间隙大小。
把检尺组件30固定在筒体20边缘（在检尺组件30已经与筒体20固定连接为一体或一体成型的情况下，无需此步骤），变桨电机通电后驱动筒体20转动。借助弹性元件36，检尺33端部始终与导流罩50表面接触。随着筒体20上检尺33转到不同位置，观察检尺33径向尺寸变化，即可反映出不同检测点处导流罩50与筒体20的间隙大小。
根据多个点的检测值，可判断导流罩与轮毂装配精度是否合格。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，具备筒体和U型吊钩，筒体模仿叶片根部，具有与轮毂变桨回转支承连接的筒体法兰，U型吊钩的一个分支部固定连接在筒体的内壁，另一个分支部位于筒体外，并在位于筒体外的分支部上形成吊孔，
其中，所述风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置还包括设置在筒体边缘的检尺组件，所述检尺组件用于检测导流罩与筒体之间的间隙。
2.如权利要求1所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，筒体内壁上设置有加强环。
3.如权利要求1所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，所述检尺组件具备径向支架、轴向支架、检尺、螺母和弹性元件，径向支架结合于筒体边缘上，可沿筒体边缘圆周移动，轴向支架的一端与径向支架上的螺纹孔螺纹连接，检尺被夹装在轴向支架另一端的止挡部和螺母之间，垂直于轴向支架轴线，检尺内部形成通孔，轴向支架穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件，检尺能够在弹性元件的弹性力作用下沿筒体径向移动。
4.如权利要求3所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，径向支架分为上部模块和下部模块，且上部模块和下部模块在由连接螺钉连接在一起时形成收容筒体边缘的圆弧形凹槽。
5.如权利要求4所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，在构成前述圆弧形凹槽的上部模块和下部模块的相面对表面及伸入到前述圆弧形凹槽的筒体边缘上下表面形成用于容纳滚珠的滚道凹槽。
6.如权利要求4或5所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，检尺组件还具备内六角紧定螺钉，以通过旋紧内六角紧定螺钉把径向支架固定在筒体上。
7.如权利要求2所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，所述检尺组件具备径向支架、轴向支架、检尺、螺母和弹性元件，径向支架结合于筒体边缘上，可沿筒体边缘圆周移动，轴向支架的一端与径向支架上的螺纹孔螺纹连接，检尺被夹装在轴向支架另一端的止挡部和螺母之间，垂直于轴向支架轴线，检尺内部形成通孔，轴向支架穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件，检尺能够在弹性元件的弹性力作用下沿筒体径向移动。
8.如权利要求1或2所述的风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的检测装置，其特征在于，所述检尺组件具备径向支架、轴向支架、检尺、螺母和弹性元件，径向支架固定于筒体边缘上，轴向支架的一端与径向支架上的螺纹孔螺纹连接，检尺被夹装在轴向支架另一端的止挡部和螺母之间，垂直于轴向支架轴线，检尺内部形成通孔，轴向支架穿过该通孔，在该通孔中装有弹性元件，检尺能够在弹性元件的弹性力作用下沿筒体径向移动。
9.一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，其特征在于，用吊车将如权利要求1至8中任意一项所述的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，然后直观地观察导流罩与筒体之间的间隙情况。
10.一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，其特征在于，用吊车将如权利要求3至7中任意一项所述的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，借助检尺组件内的弹性元件，使检尺端部与导流罩表面接触，记录检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，接下来沿筒体移动检尺组件，在多个点处观察检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，由此判断导流罩与筒体之间的间隙情况。
11.一种检测风力发电机组导流罩与轮毂装配精度的方法，其特征在于，用吊车将如权利要求6或8所述的检测装置吊起，将其筒体安装到轮毂上，借助检尺组件内的弹性元件，使检尺端部与导流罩表面接触，在把检尺组件固定在筒体边缘之后或者直接驱动筒体转动，随着检尺转到不同位置，观察检尺端部与轴向支架中心轴线的距离，由此判断导流罩与筒体之间的间隙情况。
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