一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法与流程

[0001]
本发明涉及风电叶片螺栓系统装配辅助工装技术领域，具体的说是一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法。


背景技术：

[0002]
玻璃纤维风电叶片是风电机组的关键部件之一，通过一定的根部连接方式连接到轮毂上。其中最常见的叶根连接方式是“t螺栓连接”，此种设计需要在叶片脱模后用专用打孔设备在叶片根部钻出螺栓孔及螺母孔，然后将螺栓和螺母安装放入螺栓孔和螺母孔内进行连接。为保叶片螺栓能与风电机组变桨轴承良好连接，需要保证叶片螺栓与叶片端面垂直，通常设计公差要求为0.2
°
。风电叶片上使用的螺栓是双头螺栓，螺栓两端带螺纹区域的直径较大（如m36），螺栓中间段细杆直径较小(如φ28mm)，相应的叶片根部螺栓孔直径比螺栓端头直径略大2mm（例如，m36螺栓所在叶片的螺栓孔直径为φ38mm）。目前，叶片螺栓和螺母的安装主要靠人工，但螺栓孔直径比螺栓直径大，螺母在螺母孔可转动，螺栓在螺栓孔中可以在弦向发生移动，因此若仅依靠人工目测，在安装过程中无法保证每根螺栓的螺栓垂直度满足设计要求。如果螺栓与叶片根部端面垂直度偏差过大，可能会引起螺栓与风机变桨轴承无法装配，或者风机在运转过程中，叶片螺栓与变桨轴承接触造成螺栓损伤。


技术实现要素：

[0003]
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法，该工装在安装螺栓过程中可控制螺栓的角度，避免了传统安装方法过程中的螺栓晃动问题，使得螺栓与螺母垂直连接，螺栓垂直于叶片根部端面，从而保证了螺栓垂直度。
[0004]
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装，所述螺栓为双头螺栓，所述螺栓包括位于中部的光面小径段及位于两端部的螺纹大径段，其中一个螺纹大径段用于与风电叶片根部的螺栓孔螺纹连接；所述工装从内向外依次包括同心设置的对开两半式的橡胶套管、对开两半式的金属套管以及两个沿金属套管的轴向间隔设置的套管锁紧环，两个套管锁紧环分别与金属套管的两端部外表面螺纹连接；橡胶套管的内径与螺栓中光面小径段的外径相匹配，橡胶套管的外径与金属套管的内径相匹配，金属套管与橡胶套管的长度相等，金属套管的外径比风电叶片根部螺栓孔的内径小0.5mm，所述套管锁紧环的内径大于螺纹大径段的外径，通过将金属套管平行塞入风电叶片根部的螺栓孔端口内以保证穿设于橡胶套管中的螺栓在与螺栓孔连接时的垂直度；对开两半式的金属套管的其中一半金属套管的两轴向端面上均间隔设有多个磁性凸起，另一半金属套管的两轴向端面上均设有与各个磁性凸起相匹配的凹槽。
[0005]
进一步地，所述套管锁紧环为内表面设有螺纹的金属圆环。
[0006]
进一步地，所述橡胶套管是由两个半圆形的橡胶管壁组成的一个圆环形套管。
[0007]
进一步地，所述金属套管的长度为100mm。
[0008]
进一步地，所述金属套管的厚度为4mm。
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进一步地，所述螺纹大径段包括完全相等的螺纹大径一段和螺纹大径二段，其中，螺纹大径二段用于与风电叶片根部的螺栓孔螺纹连接；利用工装进行螺栓安装的方法具体包括如下步骤：步骤一、将两半片橡胶套管分别放入两半片金属套管中，形成两个半组合套管；步骤二、将螺栓置于螺栓孔中，在螺栓的光面小径段与螺栓孔端面对齐的位置做定位标记；步骤三、取出螺栓，将螺栓的光面小径段置于其中一半组合套管上，半组合套管临近螺纹大径二段的一端超出定位标记10mm；步骤四、将另一半组合套管套在光面小径段的另一侧，使得两半组合套管在轴向端面对齐闭合；步骤五、将套管锁紧环3拧套在金属套管4的两端；步骤六、将螺母放入风电叶片螺母孔中，再将装有工装的螺栓放入风电叶片的螺栓孔中；步骤七、将螺栓拧入螺母中至螺栓外露长度达到设计要求；步骤八、对螺母进行封堵，用螺母封堵条将螺母固定使其无法移动；步骤九、拧松套管锁紧环，将金属套管、橡胶套管从螺栓孔中抽出并拆除即可。
[0010]
有益效果：1、本发明中的工装包括金属套管、套装于金属套管内的橡胶套管和与金属套管外表面螺纹连接的套管锁紧环，其中金属套管和橡胶套管均为对开两半式设置，通过将金属套管平行塞入风电叶片根部的螺栓孔端口内以保证穿设于橡胶套管中的螺栓在与螺栓孔连接时的垂直度，保证螺栓垂直于风电叶片根部端面，从而避免了风电叶片根部的螺栓安装中可能出现的螺栓垂直度偏差大的问题。
[0011]
2、本发明中的工装通用性强，结构简单、可操作性好，使用方法简单，制作成本低，可适用于各种规格尺寸的螺栓安装，无需增加额外的动力系统。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]
图1是本发明中带有螺纹的工装的结构示意图。
[0014]
图2是本发明中带有螺纹的工装的剖视图。
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图3是金属套管中设有凹槽的一半金属套管的结构示意图。
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图4是金属套管中设有磁性凸起的一半金属套管的结构示意图。
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图5是套管锁紧环的结构示意图。
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图示标记，1、螺栓，101、螺纹大径一段，102、光面小径段，103、螺纹大径二段，2、橡胶套管，3、套管锁紧环，4、金属套管，401、凹槽，402、磁性凸起，5、螺栓孔，6、风电叶片，7、螺
母封堵条，8、螺母。
具体实施方式
[0019]
下面将结合具体实施例对本发明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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0020]
一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装，请参考图1~图5，所述螺栓1为双头螺栓，所述螺栓包括位于中部的光面小径段102及位于两端部的螺纹大径段；所述工装从内向外依次包括同心设置的对开两半式的橡胶套管2、对开两半式的金属套管4以及两个分别与金属套管4的两端部外表面螺纹连接的套管锁紧环3，橡胶套管2的内径与螺栓1中的光面小径段102的外径相匹配，橡胶套管2的外径与金属套管4的内径相匹配，金属套管4的外径比风电叶片6根部螺栓孔5的内径小0.5mm，可插入螺栓孔5中，所述套管锁紧环3的内径大于螺纹大径段的外径，通过将金属套管4平行塞入风电叶片6根部的螺栓孔5端口内以保证穿设于橡胶套管2中的螺栓1在与螺栓孔5连接时的垂直度；请参考图3和图4，对开两半式的金属套管4的其中一半金属套管的两轴向端面上均间隔设有多个磁性凸起402，另一半金属套管的两轴向端面上均设有与各个磁性凸起402相匹配的凹槽401，两半金属套管通过磁性凸起402嵌入凹槽401内能够形成紧密封闭连接。
[0021]
详细地，请参考图5，所述套管锁紧环3为内表面设有螺纹的金属圆环，套管锁紧环3拧套在金属套管4的外表面，加固两半金属套管间的紧密连接，且可便于金属套管4从螺栓孔5中拔出。
[0022]
详细地，所述橡胶套管2是由两个半圆形的橡胶管壁组成的一个圆环形套管，通过在金属套管4内设一层橡胶套管2，有利于防止螺栓1表面出现划痕。
[0023]
其中，请参考图2，所述金属套管4与橡胶套管2的长度相等。
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详细地，所述金属套管4的长度为100mm。
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详细地，所述金属套管4的厚度为4mm。
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所述螺纹大径段包括完全相等的螺纹大径一段101和螺纹大径二段103，其中，螺纹大径二段103用于与风电叶片6根部的螺栓孔5螺纹连接利用上述工装进行风电叶片螺栓安装的方法，包括如下步骤：步骤一、将两半片橡胶套管分别放入两半片金属套管中，形成两个半组合套管；步骤二、将螺栓1置于螺栓孔中，在螺栓1的光面小径段102与螺栓孔5端面对齐的位置做定位标记；步骤三、将螺栓1的光面小径段102置于其中一半组合套管上，半组合套管临近螺纹大径二段103的一端超出定位标记10mm；步骤四、将另半个组合套管套在光面小径段102的另一侧，使得两半组合套管在轴向端面对齐闭合；步骤五、将套管锁紧环3拧套在金属套管4两端；步骤六、将螺母8放入风电叶片6螺母孔中，再将螺栓1和金属套管4放入风电叶片6的螺栓孔5中；
步骤七、将螺栓1拧入螺母8中至螺栓1外露长度达到理论设计要求；步骤八、进行螺母8封堵，用螺母封堵条7将螺母8固定使其无法移动；步骤九、拧松套管锁紧环3，将金属套管4、橡胶套管2从螺栓孔5中抽出并拆除即可。
[0027]
本发明中的工装在安装螺栓1时能够有效地控制螺栓1的安装角度，避免螺栓1在螺栓孔5中移动，保证螺栓1与螺母8的垂直安装以及螺栓1安装后与风电叶片6根部端面的垂直度，避免在螺栓1安装过程中可能出现的螺栓垂直度偏差过大的等问题。
[0028]
以上对本发明所提供的一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理和具体实施方式进行了阐述，上述实施例仅用来帮助理解本发明的方法和核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。