CN106925987A - 一种风机塔筒上的螺栓预紧装置及螺栓拧紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，包括，安装在塔筒连接处的应力检测装置和螺栓拧紧装置，所述应力检测装置包括，沿塔筒圆周方向设置的多个压力传感器，所述压力传感器设置在螺栓端部与塔筒相接触的一侧；所述压力传感器与螺栓拧紧装置连接，以产生控制螺栓拧紧装置动作的电信号。本发明还涉及一种风机塔筒上的螺栓的拧紧方法，通过检测压力传感器的数值，自动控制将螺栓拧紧。本发明实现了对塔筒连接螺栓的实时监测，并能及时将松动螺栓拧紧，大大提高了风机塔筒连接的稳定性，减轻了检修人员的劳动负担。

Description

一种风机塔筒上的螺栓预紧装置及螺栓拧紧方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其是一种风机塔筒上的螺栓预紧装置。

背景技术

风力发电机的塔筒一般由多节筒节组装而成，相邻两筒节通过高强度螺栓形成固定连接，一般大型风力发电机的使用寿命都在二十年左右，在风力发电机长期运转过程中，由于持续地受到风力的作用和自身运行产生的振动作用，塔筒连接处的螺栓容易发生松动，因此，需要检修人员定期进入塔筒内，对连接螺栓进行测试和拧紧，由于塔筒连接处的螺栓数量众多，单靠人工检修需要耗费大量的时间和精力，并且检修人员需要不断攀爬塔筒，存在一定的危险，尤其是在一些自然灾害天气下，检修人员不能及时进入塔筒内，此时，一旦塔筒连接螺栓发生松懈，很容易造成整台风机的损毁，造成巨大的经济损失。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，能够自动检测螺栓松紧程度，并相应地将螺栓拧紧。

本发明的另一目的在于提供一种风机塔筒上的螺栓拧紧方法，以替代现有的人工拧紧螺栓的方法。

为实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，包括，安装在塔筒连接处的应力检测装置和螺栓拧紧装置，所述应力检测装置包括，沿塔筒圆周方向设置的多个压力传感器，所述压力传感器设置在螺栓端部与塔筒相接触的一侧；所述压力传感器与螺栓拧紧装置连接，以产生控制螺栓拧紧装置动作的电信号。

进一步，所述螺栓拧紧装置包括，与螺栓配套安装的液压扳手和电动泵，所述压力传感器与电动泵的控制***连接；所述压力传感器为环形应变片，所述环形应变片套在螺栓上，并由螺母压紧在塔筒表面。

进一步，所述压力传感器的数量至少为四个，其中，至少一对沿着主风向设置，另一对垂直于主风向设置。

进一步，所述压力传感器的数量与螺栓数量相同，每个螺栓上对应安装有一个压力传感器。

进一步，所述电动泵固定设置在塔筒连接处的平台上，所述液压扳手通过高压软管与电动泵连接，液压扳手的数量与螺栓数量相同。

进一步，每节塔筒的连接处设有一电动泵及与该电动泵配套的若干液压扳手，所述电动泵与液压扳手连接的高压软管上设有安全阀。

一种风机塔筒上的螺栓的拧紧方法，使用上述螺栓预紧装置，包括以下步骤：

a、在螺栓端部与塔筒表面之间设置压力传感器，并读取两者之间的压力；

b、当压力传感器检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，启动电动泵，使液压扳手转动并将螺栓拧紧；

c、当螺栓与塔筒表面之间的压力达到设定值时，电动泵停止工作，液压扳手停止转动。

进一步，在b步骤中，至少两个压力传感器同时检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，电动泵即启动工作。

进一步，当电动泵启动时，向与其连接的全部液压扳手供油，使液压扳手转动，当与电动泵控制***连接的压力传感器的检测值全部达到设定值时，电动泵停止工作。

进一步，在b步骤中，任意一压力传感器检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，电动泵即启动工作，并向与该压力传感器所在处的液压扳手供油，使液压扳手旋转，当该压力传感器的检测值达到设定值时，电动泵停止工作。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明通过在螺栓与塔筒的连接处，设置可以检测螺栓与塔筒之间压力大小的压力传感器，实现了对螺栓松紧程度的自动检测，并且通过实时检测的方式可以及早的发现松动的螺栓，有效解决了人工检测时的费时费力和检测不准的问题。

2、本发明在连接塔筒的螺栓上增加了液压扳手，并且，为液压扳手提供动力的电动泵的控制***与压力传感器连接，可以实现对松动螺栓的自动拧紧，无需人工干扰即可完成对螺栓的检测和拧紧工作，有效避免了螺栓发生松动而得不到及时处理等情况的发生，并且大大降低了人工劳动的强度，减轻了人工负担，有效保证了风机塔筒连接的可靠性。

附图说明

图1：本发明的局部结构剖视图；

图2：本发明压力传感器的一种安装位置示意图；

图3：本发明实施例一的局部俯视图；

图4：本发明实施例一的连接原理图；

图5：本发明实施例二的俯视图；

图6：本发明实施例二的连接原理图；

其中：1、塔筒 2、螺栓 3、螺母 4、液压扳手 5、电动泵 6、压力传感器 7、高压软管 8、固定板 9、集成阀组 41、套筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

实施例一

如图1所示，一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，包括，安装在塔筒1连接处的应力检测装置和螺栓拧紧装置，所述应力检测装置包括，沿塔筒1圆周方向设置的多个压力传感器6，所述压力传感器6设置在螺栓2端部与塔筒1相接触的一侧，由螺栓2将其压紧在塔筒1表面，以检测螺栓2与塔筒1之间的压力；所述压力传感器6与螺栓拧紧装置连接，以产生控制螺栓拧紧装置动作的电信号。当压力传感器6的检测值小于设定值时，螺栓拧紧装置工作将螺栓拧紧，当压力传感器6的检测值等于或大于设定值时，螺栓拧紧装置停止工作。所述螺栓拧紧装置包括，与螺栓2配套安装的液压扳手4和电动泵5，液压扳手4用于旋拧螺栓2，通过设定好的扭矩值，液压扳手4可将螺栓2自动拧紧，电动泵5用于向液压扳手4提供高压油，优选地，所述电动泵5为高压柱塞泵。所述压力传感器6与电动泵5的控制***连接，根据压力传感器6的检测值，控制***可自动控制电动泵5运行。

所述压力传感器6为环形应变片，所述环形应变片的内孔大于螺栓2直径，使环形应变片套在螺栓2上，并由螺母3压紧在塔筒1表面，所述压力传感器6的检测值即为螺母3施加在塔筒1表面的压力值，当螺栓2松动时，相应地，压力传感器6的检测值将会变小，当检测值小于限定值时，电动泵5将开始工作，并向液压扳手4供油，使液压扳手4将螺栓2拧紧。

如图2所示，优选地，所述压力传感器6的数量至少为四个，其中，至少一对沿着主风向设置，另一对垂直于主风向设置，其中主风向如图中箭头所示。由于受地形和气候影响，风场的变化一般都有一定的规律可寻，其中，一般将主要的来风风向定义为主风向，风力发电机的大部分时间都正对主风向进行发电，因此在塔筒受力分析时，也会重点考虑主风向上的受力。

为了提高检测的准确性，所述压力传感器6的数量也可以与螺栓2数量相同，即每个螺栓2上对应安装有一个压力传感器6。

所述电动泵5固定设置在塔筒1连接处的平台上，所述液压扳手4通过高压软管7与电动泵5连接，液压扳手4的数量与螺栓2数量相同，在安装时，所述液压扳手4通过与螺母3配套的套筒41与螺母3连接，液压扳手4的外壳通过一固定板8与塔筒1内壁固定连接，如焊接，当液压扳手4工作时，套筒41带动螺母3旋转，而液压扳手4的外壳不动，从而使螺栓2被重新拧紧。

如图3和如4所示，具体地，所述电动泵5通过一集成阀组9与各个液压扳手4连接，电动泵5通过双联高压油管与集成阀组9连接，所述集成阀组9设有多个接口，每个接口对应与一液压扳手4连接，并可单独控制，使每个液压扳手4可实现单独供油。每个压力传感器6设有标号，如第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器……第N压力传感器，对应的，每个液压扳手2也设有标号，如第一液压扳手、第二液压扳手、第三液压扳手……第N液压扳手，其中第一压力传感器与第一液压扳手对应同一螺栓，同理，第二压力传感器与第二液压扳手对应同一螺栓，以此类推，第N压力传感器与第N液压扳手对应同一螺栓。

一般的，风力发电机的塔筒1由多节组成，在每节塔筒1的连接处设有一电动泵5及与该电动泵5配套的若干液压扳手4，所述电动泵5与液压扳手4连接的高压软管7上设有安全阀，以防止发生管路压力过载的情况。

本实施例的一种风机塔筒上的螺栓的拧紧方法，包括以下步骤：

a、在螺栓2端部与塔筒1表面之间设置压力传感器6，并读取两者之间的压力；

b、当压力传感器6检测到螺栓2端部与塔筒1表面之间的压力小于设定值时，启动电动泵5，使液压扳手4转动并将螺栓2拧紧；

c、当螺栓2与塔筒1表面之间的压力达到设定值时，电动泵5停止工作，液压扳手4停止转动。

具体地，在b步骤中，任意一压力传感器6检测到螺栓2端部与塔筒1表面之间的压力小于设定值时，电动泵5即启动工作，并且，集成阀组9控制只向与该压力传感器6对应的液压扳手4供油，使液压扳手4旋转。

当该压力传感器6的检测值达到设定值时，电动泵5停止工作。

在螺栓2一旦发生松动时，本发明可快速发现松动螺栓2，并通过液压扳手4将螺栓2重新拧紧，保证了塔筒1连接的稳定性，减少了安全隐患。

实施例二

如图5和图6所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的电动泵5与液压扳手4的连接方式与实施例一不同，相应的，螺栓2的拧紧方法也不同。具体地，所述电动泵5通过总供油管和总回油管与各个液压扳手4连接，总供油管和总回油管为双联高压油管，所述总供油管和总回油管上设有多个接口，每个接口对应与一液压扳手4连接，即每个液压扳手4由电动泵5同时供油。

由于每节塔筒1连接处的螺栓2规格相同，额定的扭矩值也相同，因此，采用电动泵5向每个液压扳手4同时供油的方式，可以简化连接结构，简化控制过程，有利于降低设备成本。

本实施例的一种风机塔筒上的螺栓的拧紧方法，包括以下步骤：

a、在螺栓2端部与塔筒1表面之间设置压力传感器6，并读取两者之间的压力；

b、当压力传感器6检测到螺栓2端部与塔筒1表面之间的压力小于设定值时，启动电动泵5，使液压扳手4转动并将螺栓2拧紧；

c、当螺栓2与塔筒1表面之间的压力达到设定值时，电动泵5停止工作，液压扳手4停止转动。

具体地，在b步骤中，至少两个压力传感器6同时检测到螺栓2端部与塔筒1表面之间的压力小于设定值时，电动泵5即启动工作，以减少因单个压力传感器6损坏而造成的错误判断。

当电动泵5启动时，向与其连接的全部液压扳手4供油，使液压扳手4转动，当与电动泵5控制***连接的压力传感器6的检测值全部达到设定值时，电动泵5停止工作。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，包括，安装在塔筒连接处的应力检测装置和螺栓拧紧装置，其特征在于：所述应力检测装置包括，沿塔筒圆周方向设置的多个压力传感器，所述压力传感器设置在螺栓端部与塔筒相接触的一侧；所述压力传感器与螺栓拧紧装置连接，以产生控制螺栓拧紧装置动作的电信号。

2.根据权利要求1所述的一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，其特征在于：所述螺栓拧紧装置包括，与螺栓配套安装的液压扳手和电动泵，所述压力传感器与电动泵的控制***连接；所述压力传感器为环形应变片，所述环形应变片套在螺栓上，并由螺母压紧在塔筒表面。

3.根据权利要求2所述的一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，其特征在于：所述压力传感器的数量至少为四个，其中，至少一对沿着主风向设置，另一对垂直于主风向设置。

4.根据权利要求3所述的一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，其特征在于：所述压力传感器的数量与螺栓数量相同，每个螺栓上对应安装有一个压力传感器。

5.根据权利要求2所述的一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，其特征在于：所述电动泵固定设置在塔筒连接处的平台上，所述液压扳手通过高压软管与电动泵连接，液压扳手的数量与螺栓数量相同。

6.根据权利要求5所述的一种风机塔筒上的螺栓预紧装置，其特征在于：每节塔筒的连接处设有一电动泵及与该电动泵配套的若干液压扳手，所述电动泵与液压扳手连接的高压软管上设有安全阀。

7.一种风机塔筒上的螺栓的拧紧方法，使用如权利要求1-6任一项所述的螺栓预紧装置，其特征在于，包括以下步骤：

a、在螺栓端部与塔筒表面之间设置压力传感器，并读取两者之间的压力；

b、当压力传感器检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，启动电动泵，使液压扳手转动并将螺栓拧紧；

c、当螺栓与塔筒表面之间的压力达到设定值时，电动泵停止工作，液压扳手停止转动。

8.根据权利要求7所述的拧紧方法，其特征在于：在b步骤中，至少两个压力传感器同时检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，电动泵即启动工作。

9.根据权利要求8所述的拧紧方法，其特征在于：当电动泵启动时，向与其连接的全部液压扳手供油，使液压扳手转动，当与电动泵控制***连接的压力传感器的检测值全部达到设定值时，电动泵停止工作。

10.根据权利要求7所述的拧紧方法，其特征在于：在b步骤中，任意一压力传感器检测到螺栓端部与塔筒表面之间的压力小于设定值时，电动泵即启动工作，并向与该压力传感器所在处的液压扳手供油，使液压扳手旋转，当该压力传感器的检测值达到设定值时，电动泵停止工作。