一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装及方法与流程

1.本发明涉及风力发电机叶片生产设备技术领域，具体涉及一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装及方法。


背景技术：

[0002][0003]
兆瓦级风力发电机的叶片，作为风力发电机组捕获风能的关键组件,约占风力发电机总成本的15%-20%，它的好坏将直接关系到风力发电机的性能与效益。叶片主要通过增强材料（玻璃纤维布）、基体材料（环氧双组份树脂）以及夹芯材料（balsa木和pvc泡沫等复合材料）生产制作而成。其优点在于，通过真空灌注成型工艺（rtm成型工艺）易于成型、防水、防腐蚀等；随着高性能热固性树脂基复合材料的固化过程中基体材料从粘流状态逐渐转变为固态，易于受到外界环境因素（温度、重力等）的影响，其材料力学的性能也会随之产生明显的变化，并且力学性能的改变也会进一步影响材料成型后的残余应力和变形致使叶根容易出现变形的情况，主要体现在叶片根部出现失圆的现象，导致叶片根部打孔的位置不能完全落在设定的圆周上，从而会出现轴向孔两侧的内外壁厚达不到指定的厚度，导致在后续中小件的安装上产生不必要的困扰，增加生产成本，耗费工时，导致局部位置出现过薄，需要花费过多人力、物力进行维修，增加了过多的成本，更为严重的会导致整支叶片报废。


技术实现要素：

[0004]
本发明的第一目的在于克服现有技术的不足之外，还进一步考虑到在后续由于工装长期存放不规范导致出现工装变形的问题以及便于存放的问题，从而提供一种使用简便、可靠、便于存放和工作效率高的防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装，以使得兆瓦级风力发电机叶片在起模后，在后处理和后期存放的整个过程中避免叶根发生失圆现象。
[0005]
本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装，包括中心轴组件及几个均匀设置在所述中心轴组件圆周上的支撑矫正单元；所述支撑矫正单元包括从后到前依次连接的连接杆、万向球组件、轴向伸缩调节机构和顶紧机构，所述连接杆的后端设置有垂直于该连接杆的连接柱，所述中心轴组件包括前后两个相互正对设置的圆形挡板及设置于在这两个圆形挡板之间的中心轴，所述中心轴的直径小于两个所述圆形挡板的直径，两个所述圆形挡板在所述中心轴的外圆周上形成环形凹槽，两个所述圆形挡板均设置有向内的环形挡边，这两个所述环形挡边将所述连接柱限制于所述环形凹槽中，所述中心轴的外圆周面对应于所述连接柱均匀设置有多个半圆弧状凹槽。
[0006]
所述中心轴组件还包括固定设置于两个所述圆形挡板的顶部的起吊环。
[0007]
所述万向球组件包括万向球基座、球头销、设置于万向球基座底部的万向球端盖
及设置于万向球基座的顶端的密封罩，所述球头销包括杆部及设置于杆部前端的球头，所述球头设置于所述万向球基座内，所述密封罩套设于所述杆部的外侧。
[0008]
所述轴向伸缩调节机构包括伸缩开关、设置于伸缩开关的中心前后两端的两个螺柱及螺接于这两个螺柱上的前后两个伸缩套筒。
[0009]
所述顶紧机构包括柱体及设置于柱体前端的软质的轴向顶紧块。
[0010]
所述顶紧机构还包括锁紧机构，所述的锁紧机构包括调节把手、锁紧基座、连接于锁紧基座的前端的连接板及连接于连接板前端的端面衬板，所述调节把手的中心设置有调节螺杆，所述柱体设置有贯通螺孔，所述锁紧基座的后端设置有调节螺孔，所述调节螺杆穿过所述贯通螺孔伸入所述调节螺孔内，所述端面衬板上设置有多个连接孔。
[0011]
所述锁紧基座的前端通过铰接轴与所述连接板铰接，所述锁紧基座的前端在所述连接板的上表面的上方固定设置有限位挡板。
[0012]
所述支撑矫正单元设置有3个。
[0013]
本发明的第二目的在于克服现有技术的不足，提供一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的方法，以使得兆瓦级风力发电机叶片在起模后，在后处理和后期存放的整个过程中避免叶根发生失圆现象。
[0014]
本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的方法，包括如下内容：在兆瓦级风力发电机叶片合模、后处理、转运、运输途中以及后期存放过程中，将防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装沿兆瓦级风力发电机叶片叶根轴向位置放入风力发电机内部，调整支撑矫正单元，使支撑矫正单元上的连接杆分别与中心控制轴上对应的三个卡槽相互同轴心，调整轴向伸缩调节机构上的伸缩开关，使得顶紧机构与兆瓦级风力发电机叶片叶根内表面紧密接触，从而完成对兆瓦级风力发电机叶片叶根的支撑，防止兆瓦级风力发电机叶片叶根由于失圆而导致变形。
[0015]
在兆瓦级风力发电机叶片法兰盘端面打磨、剖光完成后，通过锁紧机构中的开关把手，调整顶紧机构中的锁紧机构，使得锁紧机构中的连接板内侧与兆瓦级风力发电机叶片叶根法兰端面外侧重合，调整锁紧机构，使得端面衬板上的通孔与兆瓦级风力发电机叶片叶根相应位置处所打的孔保持同轴心，同时利用紧固螺栓固定，更进一步地使得叶根的真圆度达到符合要求，防止兆瓦级风力发电机叶片叶根由于失圆而导致变形，同时通过此过程完成对法兰盘端面的整圆检验。
[0016]
本发明的有益效果是：随着高性能热固性树脂基复合材料的固化，其材料的特性也随之发生明显的变化，产生的结果会导致出现兆瓦级风力发电机叶片叶根“失圆”的现象，故本发明提供了一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装及方法，旨在防止叶根由于失圆而引起的返工维修，降低生产成本。本发明结构简单，可靠，易于搬挪，便于存放，存放过程中可减少外界因素对工装造成变形影响。它满足多项功能要求，在防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的同时，该工装也包含整圆检验的功能，以此来保证所打孔的位置在设计尺寸范围内，可减少相应工装的使用，降低工装成本，减少二次安装增加的工时。
附图说明
[0017]
图1是本发明的使用状态的立体结构示意图；图2是本发明的存放状态的立体结构示意图；
图3中心轴组件的立体结构示意图；图4是支撑矫正单元的立体结构示意图；图5是万向球组件的剖面结构示意图；图6是轴向伸缩调节机构的结构示意图；图7是轴向伸缩调节机构的立体结构示意图；图8是顶紧机构的结构示意图；图9是使用状态局部放大结构示意图一；图10是使用状态局部放大结构示意图二。
[0018]
在图中：1—中心轴组件；11—圆形挡板；111—环形挡边；12—中心轴；121-半圆弧状凹槽；13—起吊环；2—支撑矫正单元；21—连接杆；211-连接柱；22—万向球组件；221—万向球基座；222—球头销；223—万向球端盖；224—密封罩；23—轴向伸缩调节机构；231—伸缩开关；232—螺柱；233—伸缩套筒；24—顶紧机构；241-轴向顶紧块；242—锁紧机构；2421—锁紧基座；2422—连接板；2423—限位挡板；2424—连接孔；2425—端面衬板；2426—调节把手；2427-调节螺杆；243-柱体；3-叶根法兰盘。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本发明作详细描述。
[0020]
如图1-4所示，一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装，包括中心轴12组件1及几个均匀设置在中心轴12组件1圆周上的支撑矫正单元2；支撑矫正单元2包括从后到前依次连接的连接杆21、万向球组件22、轴向伸缩调节机构23和顶紧机构24，连接杆21的后端设置有垂直于该连接杆21的连接柱211，中心轴12组件1包括前后两个相互正对设置的圆形挡板11及设置于在这两个圆形挡板11之间的中心轴12，中心轴12的直径小于两个圆形挡板11的直径，两个圆形挡板11在中心轴12的外圆周上形成环形凹槽，两个圆形挡板11均设置有向内的环形挡边111，这两个环形挡边111将连接柱211限制于环形凹槽中，中心轴12的外圆周面对应于连接柱211均匀设置有多个半圆弧状凹槽121。
[0021]
本发明设置有多个支撑矫正单元2，每个支撑矫正单元2均具有两个支点，分别为连接柱211和顶紧机构24。工作时，连接柱211位于半圆弧状凹槽121内，支撑矫正单元2向外伸出，通过扭转万向球组件22将顶紧机构24调整至合适的位置，再通过轴向伸缩调节机构23调节支撑矫正单元2的轴向长度，使作为另一个支点的顶紧机构24与兆瓦级风力发电机叶片的叶根接触，多个支撑矫正单元2的顶紧机构24将叶根撑起，有效避免叶根发生失圆现象。参见图1、图2，作为优选的方式，支撑矫正单元2设置有3个。
[0022]
本发明使用技术方案关键点：1）使用本发明工装时，保证中心轴12的中心与叶根截面圆的中心基本一致；2）保证叶根截面圆的直径在支撑矫正单元2的有效长度范围之内，防止由于伸缩调节机构处于极限位置，从而导致工装变形或报废；3）保证通过支撑矫正单元2轴向传递的压力持续施加在叶根截面圆的内壁上，保证其不因使用时间的长短而导致其松动。
[0023]
如图3所示，中心轴12组件1还包括固定设置于两个圆形挡板11的顶部的起吊环13，便于将本发明起吊移动至不同位置。
[0024]
如图5所示，万向球组件22包括万向球基座221、222球头销、设置于万向球基座221
底部的万向球端盖223及设置于万向球基座221的顶端的密封罩224，222球头销包括杆部及设置于杆部前端的球头，球头设置于万向球基座221内，密封罩224套设于杆部的外侧。
[0025]
如图6、7所示，轴向伸缩调节机构23包括伸缩开关231、设置于伸缩开关231的中心前后两端的两个螺柱232及螺接于这两个螺柱232上的前后两个伸缩套筒233。工作时，拧动伸缩开关231，在前后两个螺柱232与前后两个伸缩套筒233螺接配合下，伸缩开关231带动前后两个螺柱232转动，使得轴向伸缩调节机构23伸长。
[0026]
如图8-10 所示，顶紧机构24包括柱体243及设置于柱体243前端的软质的轴向顶紧块241，轴向顶紧块241与叶根软性接触，避免损伤叶根。
[0027]
顶紧机构24还包括锁紧机构242，锁紧机构242包括调节把手2426、锁紧基座2421、连接于锁紧基座2421的前端的连接板2422及连接于连接板2422前端的端面衬板2425，调节把手2426的中心设置有调节螺杆2427，柱体243设置有贯通螺孔，锁紧基座2421的后端设置有调节螺孔，调节螺杆2427穿过贯通螺孔伸入调节螺孔内，端面衬板2425上设置有多个连接孔2424。
[0028]
工作时，拧动调节把手2426，可使锁紧基座2421带着端面衬板2425向前伸出或向后收回，操作调节把手2426，使端面衬板2425上的连接孔2424与与兆瓦级风力发电机叶片叶根相应位置处所打的孔保持同轴心，同时利用紧固螺栓将端面衬板2425与叶根固定连接，更进一步地使叶根的真圆度达到要求。
[0029]
锁紧基座2421的前端通过铰接轴与连接板2422铰接，锁紧基座2421的前端在连接板2422的上表面的上方固定设置有限位挡板2423。锁紧基座2421与连接板2422铰接，当连接板2422垂直于锁紧基座2421时，限位挡板2423限制连接板2422继续向上移动。
[0030]
参见图1-10，一种防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的方法，包括如下内容：在兆瓦级风力发电机叶片合模、后处理、转运、运输途中以及后期存放过程中，将防止兆瓦级风力发电机叶片叶根失圆的工装沿兆瓦级风力发电机叶片叶根轴向位置放入风力发电机内部，调整支撑矫正单元2，使支撑矫正单元2上的连接杆21分别与中心控制轴上对应的三个卡槽相互同轴心，调整轴向伸缩调节机构23上的伸缩开关231，使得顶紧机构24与兆瓦级风力发电机叶片叶根内表面紧密接触，从而完成对兆瓦级风力发电机叶片叶根的支撑，防止兆瓦级风力发电机叶片叶根由于失圆而导致变形。
[0031]
在兆瓦级风力发电机叶片法兰盘端面打磨、剖光完成后，通过锁紧机构242中的开关把手，调整顶紧机构24中的锁紧机构242，使得锁紧机构242中的端面衬板2425内侧与兆瓦级风力发电机叶片叶根法兰端面外侧重合，调整锁紧机构242，使得端面衬板2425上的连接孔2424与兆瓦级风力发电机叶片叶根相应位置处所打的孔保持同轴心，同时利用紧固螺栓固定，更进一步地使得叶根的真圆度达到符合要求，防止兆瓦级风力发电机叶片叶根由于失圆而导致变形，同时通过此过程完成对法兰盘端面的整圆检验。依据比较检验的方法，对在叶根法兰盘3位置处所打的轴向孔进行圆度检测，通过锁紧机构242的端面衬板2425上的连接孔2424所在的基圆与沿法兰盘轴向位置处所打的轴向孔基圆进行相互比较，确定其是否在设计的尺寸公差范围之内，减少了二次使用整圆检验工装，提高了工作效率，减少相应工装使用时所消耗的工时。
[0032]
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，
均不脱离本发明技术方案的实质和范围。