一种风电塔筒法兰支撑装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及风力发电设备领域，具体是一种风电塔筒法兰支撑装置，用于避免法兰的变形。


背景技术：

[0002]
风力发电机用塔筒普遍采用圆锥筒形结构，圆锥筒两端分别设有法兰。一般的，塔筒在工场制造完成后运输至目的地，再进行必要的组装。由于塔筒上的法兰尺寸很大，因此在塔筒的运输过程中容易因颠簸振动而变形。中国专利文献cn110238549a于2019年9月17日公开了“叶轮罩的装配工装及装配方法”， 装配工装包括两个筒体支撑组件和两个法兰支撑组件，两个筒体支撑组件均与筒体内壁过盈配合；筒体支撑组件包括支撑环和多个楔形块，支撑环的外壁上开设有多个楔形块安装口，楔形块安装口的底面为斜面，多个楔形块分别设置在多个楔形安装口中；法兰支撑组件包括第一法兰支撑板、第二法兰支撑板和连接杆，第一法兰支撑板上设有用于容纳第一法兰的第一弧形凹槽，第二法兰支撑板上设有用于容纳第二法兰的第二弧形凹槽。本发明提供的叶轮罩的装配工装及装配方法，可以防止叶轮罩的筒体在法兰焊接的过程中产生变形，同时还可以保证叶轮罩的成型精度，提高叶轮罩的装配效率。在类似的现有技术中，法兰支撑组件采用的是钢铁焊接固定，尺寸与适配法兰专配，不具备通用性，因此生产上要求配备多种规格的法兰支撑组件备用。此外，在随塔筒一起运输至安装现场后，法兰支撑组件被从法兰上卸载下来后就失去了价值，往往被当作损耗件废弃处置，这也导致了浪费。


技术实现要素：

[0003]
现有风电塔筒法兰支撑装置为固定尺寸结构，通用性差，导致浪费大。本实用新型提供一种风电塔筒法兰支撑装置，采用尺寸可调的结构，具备良好的通用性，可以重复使用，显著减少浪费。
[0004]
本实用新型的风电塔筒法兰支撑装置，包括与法兰连接的法兰侧连接结构，还包括中心支撑架和若干调节螺杆；所述中心支撑架为圆环形或正多边环形，调节螺杆沿过中心支撑架中心的射线方向延伸，相邻两调节螺杆间的夹角相等；调节螺杆的一端通过法兰侧连接结构与法兰连接，另一端与中心支撑架连接，两连接端的至少其中之一为轴向可调。
[0005]
本方案的风电塔筒法兰支撑装置，主要包括三个部分：中心支撑架、调节螺杆和位于调节螺杆上的法兰侧连接结构。中心支撑架被设计为一个环形，可以是圆环，可以是正多边形环，用来与法兰的圆环形状对应。调节螺杆有数条，沿过中心支撑架的射线延伸布置，各调节螺杆在周向上等角度布置。调节螺杆的一端与中心支撑架连接，另一端则通过法兰侧连接结构与法兰连接。这样的结构相当于借用了自行车轮圈和辐条的连接结构，法兰一圈上的各个位置到中心支撑架的中心都是等距的，无论是在径向受到压缩还是拉伸，都可以通过该结构将受力均匀的传递至法兰的一周上，使法兰在外力作用下依然可以保持原始形状。由于调节螺杆在轴向上是可调的，因此可以根据法兰尺寸的不同而调节调节螺杆在
轴向上的伸缩位置，从而调节中心支撑架的中心与法兰之间的间距，在始终保持中心支撑架的中心与法兰的中心同轴的前提下，可以适配不同直径的法兰，通用性大大提升。使用完毕，本支撑装置可以有效回收，下次可以适配的应用在另一直径尺寸的法兰上，从而节约了成本，减少了浪费。需要指出，当适配的法兰尺寸较大时，本方案中的中心支撑架位于法兰的内侧，调节螺杆由内向外伸出与法兰连接；如果是高精密仪器上使用的很小尺寸的法兰，也可以设定中心支撑架位于法兰的外侧，而调节螺杆由外向内伸出连接法兰。具体的实用方法，可以由本领域技术人员根据实际需要自行选择。法兰侧连接结构可以是卡接、插接、螺纹连接等各种现有连接方式；调节螺杆的可调结构可以设在法兰侧，也可以设在中心支撑架侧，也可以两侧均设置。调节螺杆的数量以有效支撑法兰为宜，具体数量也由本领域技术人员根据实际需要自行选择。
[0006]
作为优选，所述中心支撑架为正多边形；所述调节螺杆的数量与中心支撑架的正多边形的边数相等；调节螺杆与中心支撑架的连接位置位于中心支撑架的正多边形其中一条边的中部。本方案中使用了正多边形的中心支撑架。正多边形方便加工，而且正多边形和中心支撑架的正多边形边上形成严格垂直的结构，方便使用螺母紧固。正多边形的边的数量越多则调节螺杆的数量也越多，支撑力越均匀，效果也越好；但是使用也就越繁琐，拆装耗时也越多。本领域技术人员可以根据实际需要自行选择合适的数量。
[0007]
作为优选，调节螺杆的与中心支撑架一侧设有外螺纹，中心支撑架的侧边上贯通的设有螺栓孔，调节螺杆的中心支撑架一侧穿过螺栓孔，并通过螺栓与中心支撑架的侧边连接。理论上，调节螺杆与中心支撑架之间的固定方式可以有很多，本方案使用了螺杆和螺母，形成螺纹连接。相对其它方式，这种连接方式更加稳定可靠，尤其重要的是具有可调效果，可根据不同的尺寸要求来调节调节螺杆相对中心支撑架的伸缩位置，以适应不同直径的法兰。
[0008]
作为优选，所述中心支撑架为同心的内、外双环结构，内、外双环之间以等尺寸的辐条固定连接。使用内、外双环结构，有两个好处，一是强化了中心支撑架的结构，二是强化了调节螺杆的支撑效果。
[0009]
作为优选，中心支撑架的环形结构为型钢焊接构成。使用型钢焊接来制作中心支撑架的环形结构，可以有效的提高中心支撑架的环形结构的强度。
[0010]
作为优选，所述法兰侧连接结构为法兰连接件；法兰连接件的一端设有螺栓孔，法兰侧螺栓副贯通于螺栓孔内，与法兰上的螺栓孔构成适配关系；法兰连接件的另一端设有螺栓孔，调节螺杆的法兰一侧设有外螺纹，且贯通于螺栓孔内，通过与螺母配合，调节螺杆与法兰连接件螺纹连接。本方案中，使用了专用的法兰连接件来实现调节螺杆与法兰的连接功能。具体的，法兰连接件有两端，一端用于与法兰连接，一端与调节螺杆连接。与法兰连接的一端设有螺栓孔，并使用螺栓副来穿过法兰连接件上的螺栓孔与法兰上的螺栓孔，以实现紧固。与调节螺杆连接的一端也设有螺栓孔，调节螺杆穿过螺栓孔，通过螺母实现紧固，同时还保有可调的效果。
[0011]
作为优选，法兰连接件的调节螺杆侧固定有内、外两片固定片，螺栓孔同时设于内、外两片固定片上，调节螺杆的法兰侧同时贯通内、外两片固定片上的螺栓孔；内侧固定片的内侧和外侧固定片的外侧各螺纹连接有一个螺母。本方案的技术意义是将调节螺杆相对法兰连接件的推、拉两个方向的力由内、外两片固定片分别承担，避免了因为一片固定片
同时承担支撑推拉两个受力而可能导致的金属疲劳、强度下降甚至失效的问题。
[0012]
作为优选，法兰连接件的与法兰的配合面上设有橡胶垫。橡胶垫覆盖在法兰连接件的与法兰的配合面上，可以起到必要的表面防护作用，避免法兰连接件的配合面与法兰面形成刚性摩擦。
[0013]
在掌握了本法兰支撑装置的技术内容后，本领域技术人员可以在此基础上增加夹持部，将本法兰支撑装置改用为高通用性的法兰夹持工装，用于法兰的生产加工维修等。
[0014]
本实用新型的有益效果是，采用尺寸可调的结构，具备良好的通用性，可以重复使用，显著减少浪费。
附图说明
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图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]
图2是本实用新型的中心支撑架的结构示意图。
[0017]
图3是本实用新型的法兰连接件的结构示意图。
[0018]
图4是本实用新型的使用状态示意图。
[0019]
图中：1中心支撑架，11支撑架外环，12支撑架内环，13辐条，2调节螺杆，3法兰连接件，31固定片，32橡胶垫，8法兰侧螺栓副，9螺栓孔，98塔筒，99法兰。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
[0021]
实施例为一种风电塔筒法兰支撑装置。
[0022]
如图1所示，本风电塔筒法兰支撑装置包括居中设置的中心支撑架1，中心支撑架1上连接有8根调节螺杆2，调节螺杆2过中心支撑架中心的射线方向向外延伸。相邻两调节螺杆2的夹角均为45
°
。调节螺杆2的外侧端通过法兰侧连接结构与法兰连接，内侧端与中心支撑架1连接，本例中，调节螺杆2的内外两端均在轴向上可调。
[0023]
中心支撑架1为圆环形或正多边环形。如图2所示，本例的中心支撑架1为正八边形，且为同心的内、外双环结构，支撑架外环11在外，支撑架内环12在内，两者均以型钢焊接构成，内、外双环之间则通过等尺寸的辐条13焊接固定。在支撑架外环11和支撑架内环12的每条边居中处，均开设有螺栓孔9，一根调节螺杆2的内侧端穿过支撑架外环11和支撑架内环12的螺栓孔9，并且在支撑架外环11外侧、支撑架内环12内侧分别通过与螺母与调节螺杆2配合，以实现中心支撑架1与调节螺杆2的可调连接。
[0024]
本例中的法兰侧连接结构为法兰连接件3。如图1所示，法兰连接件3的外侧端设有螺栓孔，法兰侧螺栓副8贯通于螺栓孔内，用来与法兰上的螺栓孔构成适配关系。如图3所示，法兰连接件3以槽钢制成，内侧端焊接固定有内、外两片固定片31，固定片31上设有螺栓孔，供调节螺杆2的外侧端穿过，在内侧固定片31的内侧、外侧固定片31的外侧则分别通过与螺母与调节螺杆2配合，以实现法兰连接件3与调节螺杆2的可调连接。法兰连接件3的与法兰的配合面上设有橡胶垫32，当法兰连接件3与法兰固定时，橡胶垫32可以起到防护作用，避免法兰面被刚性摩擦破坏。
[0025]
图4是本例的风电塔筒法兰支撑装置的使用方法，其中塔筒98的端部为目标法兰99。使用时，先根据调节螺杆2的数量和夹角，计算每根调节螺杆2在法兰99上对应的螺栓孔
位置，然后松开法兰支撑装置上的螺母与调节螺杆2的定位，保持调节螺杆2具有足够的轴向可移动量；通过法兰侧螺栓副8将各个法兰连接件3与法兰99上选定的螺栓孔固定，再通过螺母将调节螺杆2与法兰连接件3、与中心支撑架1分别固定即可。使用完毕后，卸载的法兰支撑装置可以回收重复使用。

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