CN108443081A - 一种快速定位的风电叶片安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速定位的风电叶片安装装置，包括机舱外壳，所述机舱外壳的一侧外壁上安装有轮毂套，所述轮毂套的内部焊接有轮毂安装座，所述轮毂安装座的一侧外壁通过螺栓固定连接有轮毂，所述轮毂的一侧外壁上安装有第二定位法兰，所述第二定位法兰的一侧外壁上焊接有第二限位座，所述第二限位座的内部开设有限位套孔，所述轮毂套的外壁上焊接有定位套，本发明设置了定位套、第一定位法兰、第二定位法兰、定位楔杆和定位槽，安装叶片时，将叶片一端的叶片根筒***定位套内，使得叶片根筒的一端向轮毂靠近，然后再轮毂套的内部安装第一定位法兰，使得第一定位法兰连接于叶片根筒的一端。
Description
技术领域
本发明属于风力发电叶片技术领域，具体涉及一种快速定位的风电叶片安装装置。
背景技术
风力发电叶片简称风电叶片，风电叶片是风力发电中风能捕获的关键部件，是将风能转换为电能的重要组成部分，现有的风电叶片安装方式包括有T型螺栓连接和预埋螺栓连接两种方式，通过叶片的根部螺栓将叶片与风力机轮毂连接起来，从而实现风力机发电。
但是，现有的风电叶片与轮毂通过螺栓连接时，难以保证叶片根部螺栓与轮毂准确定位，使得风电叶片在安装过程中需要耗费大量时间进行定位，导致叶片安装效率较低，另外由于叶片体积较大，转动速度较缓慢，使得风力机的发电效率较低，而且叶片在转动的过程中，连接螺栓受到叶片的载荷作用，若螺栓的固定结构不够稳定，容易导致连接螺栓出现相对滑移或断裂的现象，影响叶片的使用安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速定位的风电叶片安装装置，以解决现有的叶片安装效率较低、风力机发电效率较低和连接螺栓容易出现相对滑移或断裂现象的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速定位的风电叶片安装装置，包括机舱外壳，所述机舱外壳的一侧外壁上安装有轮毂套，所述轮毂套的内部焊接有轮毂安装座，所述轮毂安装座的一侧外壁通过螺栓固定连接有轮毂，所述轮毂的一侧外壁上安装有第二定位法兰，所述第二定位法兰的一侧外壁上焊接有第二限位座，所述第二限位座的内部开设有限位套孔，所述轮毂套的外壁上焊接有定位套，所述定位套的内壁上开设有定位槽，且定位套的内部贯穿有叶片根筒，所述叶片根筒的底端连接有第一定位法兰，所述第一定位法兰的一侧外壁上焊接有第一限位座，所述第一限位座上贯穿有限位杆，所述限位杆套设于限位套孔的内部，所述第一定位法兰相邻于第一限位座的一侧外壁上焊接有定位楔杆，所述定位楔杆与定位槽相互卡合，所述第一定位法兰与第二定位法兰的内部均开设有安装孔。
优选的，所述轮毂的内部预埋有螺栓套，所述叶片根筒远离第一定位法兰的一端焊接有叶片，且叶片根筒的内部预埋有灌浆套，所述灌浆套的内部安装有连接螺栓，且灌浆套的一端焊接有导套，所述连接螺栓贯穿导套，且连接螺栓的其中一端位于螺栓套的内部，所述灌浆套的一侧外壁连接有灌口。
优选的，所述机舱外壳的内部安装有底座，所述底座的顶端安装有发电机和增速箱，所述发电机位于增速箱的一侧，且发电机与增速箱之间通过电机转轴转动连接。
优选的，所述增速箱远离发电机的一侧安装有增速箱转轴，所述增速箱转轴的一端通过联轴器与轮毂转动连接。
优选的，所述增速箱的内部安装有主动轮、齿架和输出齿轮，所述主动轮和输出齿轮分别位于齿架的两侧，且主动轮和输出齿轮分别与增速箱转轴和电机转轴转动连接，所述主动轮的一侧外壁开设有锥齿槽，所述锥齿槽的内部啮合连接有锥齿轮，所述锥齿轮的一侧通过连架连接有变速齿轮，所述变速齿轮位于齿架的内部，且变速齿轮远离锥齿轮的一侧开设有齿槽，所述齿槽的内部啮合连接有小齿轮，所述小齿轮的一侧转动连接有传动齿轮，所述传动齿轮与输出齿轮啮合连接。
优选的，所述机舱外壳的底部焊接有塔架，且机舱外壳与塔架之间连接有转向套。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明设置了定位套、第一定位法兰、第二定位法兰、定位楔杆和定位槽，安装叶片时，将叶片一端的叶片根筒***定位套内，使得叶片根筒的一端向轮毂靠近，然后再轮毂套的内部安装第一定位法兰，使得第一定位法兰连接于叶片根筒的一端，而安装第一定位法兰时，首先将第一定位法兰一侧的定位楔杆套设于叶片根筒的外壁上，并使定位楔杆***定位套内壁上的定位槽内，然后推动第一定位法兰，使第一定位法兰向叶片根筒的端头处靠近，另外在第一定位法兰移动的同时，转动叶片，通过叶片带动叶片根筒转动，使得叶片根筒一端外露的导套和连接螺栓与第一定位法兰上的安装孔对应，保证定位楔杆与定位槽和连接螺栓与安装孔均完成卡合，然后推动叶片，使得叶片根筒和第一定位法兰向轮毂移动，此时叶片根筒在定位楔杆限位的作用下保持移动方向，使得连接螺栓能精准的***第二定位法兰的安装孔内，并穿过安装孔位于轮毂螺栓套的内部，在第一定位法兰与第二定位法兰连接的同时第一限位座上限位杆***第二限位座的限位套孔内，起到一定的限位作用，在整个安装过程只需要转动叶片使连接螺栓与第一定位法兰上的安装孔对应即可完成整个安装过程中的定位，避免需要多次定位法兰、螺栓和螺栓套之间的位置，使得叶片在安装的过程中能够有效实现快速定位的效果，从而提高叶片的安装效率，另外安装完成后第一限位座与第二限位座之间的限位作用能有效避免两个法兰的相对滑动，降低对连接螺栓造成的外部压力，提高连接螺栓的使用寿命。
(2)本发明设置了增速箱、主动轮、变速齿轮、小齿轮、传动齿轮和输出齿轮，叶片在受到自然风力的作用下产生转动，从而带动增速箱转轴转动，增速箱转轴则带动增速箱内部的主动轮转动，而主动轮在转动时通过锥齿轮与锥齿槽的啮合实现锥齿轮和变速齿轮的转动，变速齿轮转动时通过小齿轮与齿槽的啮合实现小齿轮和传动齿轮的转动，而传动齿轮与输出齿轮啮合，使得输出齿轮转动，输出齿轮带动电机转轴转动，电机转轴与发电机转动连接，发电机将电机转轴转动的机械能转化为电能进行输送存储，从而实现整体风力发电设备的发电过程，锥齿轮与变速齿轮的转动速度相同，但大于主动轮的转动速度，实现增速箱的初步提速，另外小齿轮与齿槽之间的啮合能有效提高小齿轮的转速，而小齿轮与传动齿轮转动相同，从而达到二次提高转速的目的，使得输出齿轮的转动速度得到极大的提升，从而有效提高发电机的发电效率。
(3)本发明设置了灌口、连接螺栓、螺栓套、灌浆套和导套，完成定位安装后，通过叶片根筒外壁上的灌口向灌浆套内充入树脂连接剂，连接剂充入灌浆套，并经由灌浆套、导套和安装孔流入螺栓套内，通过树脂的凝结实现灌浆套与连接螺栓和螺栓套与连接螺栓之间的连接，而第一定位法兰和第二定位法兰一方面起到固定作用，另一方面起到密封作用，避免灌浆树脂时出现树脂泄漏，通过密封灌浆的连接方式一方面提高连接螺栓连接时的紧密性和强度，另一方面避免连接螺栓与螺栓套产生相对滑动，另外，若连接螺栓在出现断裂时，在通过钻机取出叶片根筒内断裂的连接螺栓时能有效避免钻机损伤叶片根筒的内部结构，从而提高叶片根筒的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明轮毂套的侧视图；
图3为本发明增速箱的结构示意图；
图4为本发明定位套的侧视图；
图5为本发明第一定位法兰的侧视图；
图6为本发明的A处放大图；
图7为本发明的B处放大图；
图8为本发明灌浆套的正视图；
图中：1-机舱外壳、2-发电机、3-电机转轴、4-增速箱、5-增速箱转轴、6-叶片、7-叶片根筒、8-定位套、9-第一定位法兰、10-第二定位法兰、11-轮毂、12-轮毂安装座、13-轮毂套、14-联轴器、15-底座、16-转向套、17-塔架、18-定位楔杆、19-传动齿轮、20-小齿轮、21-齿槽、22-齿架、23-锥齿轮、24-主动轮、25-锥齿槽、26-变速齿轮、27-输出齿轮、28-定位槽、29-安装孔、30-限位杆、31-第一限位座、32-第二限位座、33-限位套孔、34-灌口、35-连接螺栓、36-螺栓套、37-灌浆套、38-导套。
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。
请参阅图1-图8所示，本发明提供如下技术方案：一种快速定位的风电叶片安装装置，包括机舱外壳1，机舱外壳1的一侧外壁上安装有轮毂套13，轮毂套13的内部焊接有轮毂安装座12，轮毂安装座12的一侧外壁通过螺栓固定连接有轮毂11，轮毂11的一侧外壁上安装有第二定位法兰10，第二定位法兰10的一侧外壁上焊接有第二限位座32，第二限位座32的内部开设有限位套孔33，轮毂套13的外壁上焊接有定位套8，定位套8的内壁上开设有定位槽28，且定位套8的内部贯穿有叶片根筒7，叶片根筒7的底端连接有第一定位法兰9，第一定位法兰9的一侧外壁上焊接有第一限位座31，第一限位座31上贯穿有限位杆30，限位杆30套设于限位套孔33的内部，第一定位法兰9相邻于第一限位座31的一侧外壁上焊接有定位楔杆18，定位楔杆18与定位槽28相互卡合，第一定位法兰9与第二定位法兰10的内部均开设有安装孔29，通过第一限位座31与第二限位座32的限位作用，避免第一定位法兰9和第二定位法兰10支架产生相对滑动，从而降低连接螺栓35所受的外部压力。
本发明中，优选的，轮毂11的内部预埋有螺栓套36，叶片根筒7远离第一定位法兰9的一端焊接有叶片6，且叶片根筒7的内部预埋有灌浆套37，灌浆套37的内部安装有连接螺栓35，且灌浆套37的一端焊接有导套38，连接螺栓35贯穿导套38，且连接螺栓35的其中一端位于螺栓套36的内部，灌浆套37的一侧外壁连接有灌口34，通过灌口34实现对灌浆套37内部的灌浆固定，而导套38能有效避免树脂灌浆在流动过程中向叶片根筒7的端头处泄漏。
本发明中，优选的，机舱外壳1的内部安装有底座15，底座15的顶端安装有发电机2和增速箱4，发电机2位于增速箱4的一侧，且发电机2与增速箱4之间通过电机转轴3转动连接，增速箱4通过电机转轴3带动发电机2内部结构转动，使得发电机2能有效将电机转轴3的机械能转换为电能。
本发明中，优选的，增速箱4远离发电机2的一侧安装有增速箱转轴5，增速箱转轴5的一端通过联轴器14与轮毂11转动连接，轮毂11转动通过增速箱转轴5带动增速箱4内部结构转动，而联轴器14能有效保证轮毂11与增速箱转轴5之间连接的稳定。
本发明中，优选的，增速箱4的内部安装有主动轮24、齿架22和输出齿轮27，主动轮24和输出齿轮27分别位于齿架22的两侧，且主动轮24和输出齿轮27分别与增速箱转轴5和电机转轴3转动连接，主动轮24的一侧外壁开设有锥齿槽25，锥齿槽25的内部啮合连接有锥齿轮23，锥齿轮23的一侧通过连架连接有变速齿轮26，变速齿轮26位于齿架22的内部，且变速齿轮26远离锥齿轮23的一侧开设有齿槽21，齿槽21的内部啮合连接有小齿轮20，小齿轮20的一侧转动连接有传动齿轮19，传动齿轮19与输出齿轮27啮合连接，通过锥齿轮23和小齿轮20实现转动速度的多次提升，从而有效提高电机转轴3的转动速度。
本发明中，优选的，机舱外壳1的底部焊接有塔架17，且机舱外壳1与塔架17之间连接有转向套16，通过转向套16实现机舱外壳1与塔架17之间角度的转动，从而对叶片6的朝向进行调节，更大效率的转化风能。
本发明的工作原理及使用流程：安装叶片6时，将叶片6一端的叶片根筒7***定位套8内，使得叶片根筒7的一端向轮毂11靠近，在叶片根筒7未接触轮毂11时，将第一定位法兰9安装于叶片根筒7的一端，在安装第一定位法兰9时，首先将第一定位法兰9一侧的定位楔杆18套设于叶片根筒7的外壁上，并使定位楔杆18***定位套8内壁上的定位槽28内，然后推动第一定位法兰9，使第一定位法兰9向叶片根筒7的端头处靠近，另外在第一定位法兰9移动的同时，转动叶片6，通过叶片6带动叶片根筒7转动，使得叶片根筒7一端外露的导套38和连接螺栓35与第一定位法兰9上的安装孔29对应，直至移动至第一定位法兰9与叶片根筒7紧密连接，且导套38位于安装孔29的内部时即可，然后推动叶片6，使得叶片根筒7和第一定位法兰9向轮毂11移动，此时叶片根筒7在定位楔杆18限位的作用下保持移动方向，使得连接螺栓35能精准的***第二定位法兰10的安装孔29内，并穿过安装孔29位于轮毂11螺栓套36的内部，在第一定位法兰9与第二定位法兰10连接的同时第一限位座31上限位杆30***第二限位座32的限位套孔33内，起到一定的限位作用，完成定位安装后，通过叶片根筒7外壁上的灌口34向灌浆套37内充入树脂连接剂，连接剂充入灌浆套37，并经由灌浆套37、导套38和安装孔29流入螺栓套36内，通过树脂的凝结实现灌浆套37与连接螺栓35和螺栓套36与连接螺栓35之间的连接，而第一定位法兰9和第二定位法兰10一方面起到固定作用，另一方面起到密封作用，避免灌浆树脂时出现树脂泄漏，完成轮毂11与叶片6的安装后，将带有叶片6的轮毂套13整体安装于机舱外壳1的一端，并通过联轴器14连接增速箱转轴5和轮毂11，而叶片6在受到自然风力的作用下产生转动，从而带动增速箱转轴5转动，增速箱转轴5则带动增速箱4内部的主动轮24转动，而主动轮24在转动时通过锥齿轮23与锥齿槽25的啮合实现锥齿轮23和变速齿轮26的转动，变速齿轮26转动时通过小齿轮20与齿槽21的啮合实现小齿轮20和传动齿轮19的转动，而传动齿轮19与输出齿轮27啮合，使得输出齿轮27转动，输出齿轮27带动电机转轴3转动，电机转轴3与发电机2转动连接，发电机2将电机转轴3转动的机械能转化为电能进行输送存储，从而实现整体风力发电设备的发电过程，而机舱外壳1与塔架17之间连接的转向套16能对叶片6的朝向进行调节，更大效率的转化风能。
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 (6)
1.一种快速定位的风电叶片安装装置，包括机舱外壳(1)，其特征在于：所述机舱外壳(1)的一侧外壁上安装有轮毂套(13)，所述轮毂套(13)的内部焊接有轮毂安装座(12)，所述轮毂安装座(12)的一侧外壁通过螺栓固定连接有轮毂(11)，所述轮毂(11)的一侧外壁上安装有第二定位法兰(10)，所述第二定位法兰(10)的一侧外壁上焊接有第二限位座(32)，所述第二限位座(32)的内部开设有限位套孔(33)，所述轮毂套(13)的外壁上焊接有定位套(8)，所述定位套(8)的内壁上开设有定位槽(28)，且定位套(8)的内部贯穿有叶片根筒(7)，所述叶片根筒(7)的底端连接有第一定位法兰(9)，所述第一定位法兰(9)的一侧外壁上焊接有第一限位座(31)，所述第一限位座(31)上贯穿有限位杆(30)，所述限位杆(30)套设于限位套孔(33)的内部，所述第一定位法兰(9)相邻于第一限位座(31)的一侧外壁上焊接有定位楔杆(18)，所述定位楔杆(18)与定位槽(28)相互卡合，所述第一定位法兰(9)与第二定位法兰(10)的内部均开设有安装孔(29)。
2.根据权利要求1所述的一种快速定位的风电叶片安装装置，其特征在于：所述轮毂(11)的内部预埋有螺栓套(36)，所述叶片根筒(7)远离第一定位法兰(9)的一端焊接有叶片(6)，且叶片根筒(7)的内部预埋有灌浆套(37)，所述灌浆套(37)的内部安装有连接螺栓(35)，且灌浆套(37)的一端焊接有导套(38)，所述连接螺栓(35)贯穿导套(38)，且连接螺栓(35)的其中一端位于螺栓套(36)的内部，所述灌浆套(37)的一侧外壁连接有灌口(34)。
3.根据权利要求1所述的一种快速定位的风电叶片安装装置，其特征在于：所述机舱外壳(1)的内部安装有底座(15)，所述底座(15)的顶端安装有发电机(2)和增速箱(4)，所述发电机(2)位于增速箱(4)的一侧，且发电机(2)与增速箱(4)之间通过电机转轴(3)转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种快速定位的风电叶片安装装置，其特征在于：所述增速箱(4)远离发电机(2)的一侧安装有增速箱转轴(5)，所述增速箱转轴(5)的一端通过联轴器(14)与轮毂(11)转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种快速定位的风电叶片安装装置，其特征在于：所述增速箱(4)的内部安装有主动轮(24)、齿架(22)和输出齿轮(27)，所述主动轮(24)和输出齿轮(27)分别位于齿架(22)的两侧，且主动轮(24)和输出齿轮(27)分别与增速箱转轴(5)和电机转轴(3)转动连接，所述主动轮(24)的一侧外壁开设有锥齿槽(25)，所述锥齿槽(25)的内部啮合连接有锥齿轮(23)，所述锥齿轮(23)的一侧通过连架连接有变速齿轮(26)，所述变速齿轮(26)位于齿架(22)的内部，且变速齿轮(26)远离锥齿轮(23)的一侧开设有齿槽(21)，所述齿槽(21)的内部啮合连接有小齿轮(20)，所述小齿轮(20)的一侧转动连接有传动齿轮(19)，所述传动齿轮(19)与输出齿轮(27)啮合连接。
6.根据权利要求3所述的一种快速定位的风电叶片安装装置，其特征在于：所述机舱外壳(1)的底部焊接有塔架(17)，且机舱外壳(1)与塔架(17)之间连接有转向套(16)。
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