一种可调式风电叶片钻孔工装及定位方法与流程

本发明涉及风能叶片制造技术领域，特别是涉及一种可调式风电叶片钻孔工装及定位方法。

背景技术

风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源(包括水能、生物能等)，空气流具有的动能称风能，空气流速越高，动能越大；目前，全球能源日趋枯竭，可再生能源的开发迫在眉睫，而风能发电作为当前比较成熟的可再生能源技术，在世界各国得到了快速发展，因此，风力发电机的制造业也正处在快速发展阶段。风力发电机是一种能将清洁、无污染的风能转化为机械能的动力机械，风能作为一种清洁高效的可再生能源正日益受到各国的重视。据行业统计，2017年，新增并网风电装机1503万千瓦，累计并网装机容量达到1.64亿千瓦，占全部发电装机容量的9.2％。风电叶片是风力发电机的核心部件之一，约占风机总成本的20％左右。随着风电行业的迅速发展，大规模批量化生产是风力发电整机及相关配件制造企业发展的必然趋势。

风电叶片在生产制造过程中有一个工序叫根部钻孔，该钻孔是连接叶片与风机的关键，风电叶片叶根钻孔时要求叶片中心与钻孔机中心重合，但是由于叶片本身加工差异及工装固定的原因，导致更换叶片时需多次吊装才能保证叶片中心与钻孔机中心重合，从而达到钻孔定位要求，这样操作需要多次吊装叶片，劳动强度大，效率低，且无法完全保证叶片中心与钻孔中心重合。

专利文件《一种可快速切换兆瓦级风电叶片钻孔工装》(cn204172095u)公开了一种可快速切换兆瓦级风电叶片钻孔工装，包括型线板、型线板支架、横杆支撑和立柱支架；所述立柱支架的两个侧面中部位置分别固定一横杆支撑；两个所述型线板支架分别设置在立柱支架的两个侧面，型线板支架底部通过固定连接的多个支撑铰套件固定在横杆支撑上表面，型线板支架可随着支撑铰套件的旋转进行翻转；型线板支架的上部通过锁紧销套件与立柱支架的侧面锁紧连接。本实用新型的积极效果是：一个立柱支架上安装多个型线板，实现了多种类型叶片共用一套支架；通过支撑铰套件和锁紧销套件，能够快速的在多个型线板之间进行切换，从而实现多个叶片间进行切换，提高叶片钻孔机利用效率。但该装置不能很好的调整钻孔位置，保证叶片中心与钻孔机中心重合，影响加工质量。

其他现有技术中对于风电叶片叶根吊装的方法，如专利号为cn104589093a的《一种风电叶片根部钻孔定位工装及其定位方法》、专利号为cn202894422u的《一种风电叶片刻度片的钻孔定位工装》等，均未涉及风电叶片叶根的吊装夹具钻孔工装。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种具有可调节上下、左右功能的叶片钻孔工装及定位方法。

本发明包括支架和安装在支架上的型面板，所述型面板侧面设有调节型面板水平位移的水平调节组件，所述型面板底部设有调节型面板竖直移动的竖直调节组件，所述水平调节组件与型面板连接机构为直线导向机构，所述直线导向机构的导向方向为竖直方向。

进一步地，所述水平调节组件包括丝杠支座和贯穿丝杆支座的丝杠。

进一步地，所述竖直调节组件包括位于型面板下方的滚动组件和楔形块，所述楔形块表面的高度逐渐增大或减少，所述滚动组件在楔形块上左右移动，滚动组件支撑型面板，带动型面板竖直移动。

进一步地，所述直线导向机构包括固定在水平调节组件端部的滑块和安装在型面板上的导轨，所述滑块在导轨内上下滑动。

进一步地，所述楔形块对称分布在钻孔处两侧且斜度方向一致。

进一步地，所述滚动组件包括滚动支架、设置在滚动支架上的滚动件和推动滚动支架水平位移的推动件。

进一步地，所述推动件包括固定在支架上的螺杆架和螺纹连接在螺杆架上的螺杆，所述螺杆上设有螺母，所述螺母与螺杆架两侧相接触。

进一步地，所述滚动件包括第一滚动件和第二滚动件，所述第二滚动件位于第一滚动件之间。

进一步地，所述楔形块设有用来容纳第二滚动件的凹槽，所述第一滚动件的直径小于第二滚动件的直径，所述第一滚动件仅与楔形块相接触，第二滚动件仅与型面板或支架相接触。

本发明还提供了一种可调式风电叶片钻孔工装的定位方法，将待加工的叶片安装到型面板上，调节水平调节组件与竖直调节组件，使型面板发生水平和/或竖直方向的位移，进而带动叶片发生位移，直到叶片中心与钻孔机中心重合，完成叶片钻孔定位。

本发明相对于现有技术，其优点在于：

1、本发明型面板侧面设有调节型面板水平位移的水平调节组件，型面板底部设有调节型面板竖直移动的竖直调节组件，使本发明具有左右调节和上下调节功能，进而可以使待加工叶片中心实现左右、上下调节，叶片经过一次吊装后，即可直接通过调节钻孔工装保证叶片中心与钻孔机中心重合，调节轻松，定位准确，劳动强度小，生产效率高；同时水平调节组件与型面板连接机构为直线导向机构，直线导向机构的导向方向为竖直方向，保证了水平调节组件和竖直调节组件工作时不会相互影响，竖直调节组件调节过程中，型面板上下移动，而水平调节组件和型面板被直线导向机构限定，避免了型面板发生左右移动，保证了钻孔定位的精准性，减少了误差。

2、本发明竖直调节组件包括位于型面板下方的滚动组件和楔形块，楔形块表面的高度逐渐增大或减少，滚动组件在楔形块上左右移动，滚动组件支撑型面板，带动型面板竖直移动，楔形块表面的高度差等于型面板竖直调节的高度，通过楔形块和滚动组件配合，利用楔形块表面的高度差，带动型面板升高或降低，进而达到上下调节的作用；同时楔形块对称分布在钻孔处两侧且斜度方向一致，所述斜度方向相当于楔形块表面的高度逐渐增大或减少的方向，设置多个楔形块，有利于滚动组件的滚动调节，也有利于保持型面板的稳定性，减少部件损坏的几率，延长使用寿命。

3、本发明水平调节组件包括丝杠支座和贯穿丝杆支座的丝杠，滚动组件包括滚动支架、设置在滚动支架上的滚动件和推动滚动支架水平位移的推动件，推动件包括固定在支架上的螺杆架和螺纹连接在螺杆架上的螺杆，螺杆上设有螺母，螺母与螺杆架两侧相接触，使用螺母有利于滚动组件的调节和紧固，并且丝杠支座可以直接安装在支架侧面，利用丝杠和螺杆达到旋转直线传动的作用，让整个结构更加简单，空间利用更为合理紧凑，也有利于零部件的维护和替换。

4、本发明滚动件包括第一滚动件和第二滚动件，第二滚动件位于第一滚动件之间，增加了滚动组件所受到的摩擦力，有利于支撑型面板；楔形块设有用来容纳第二滚动件的凹槽，第一滚动件的直径小于第二滚动件的直径，第一滚动件仅与楔形块相接触，第二滚动件仅与型面板或支架相接触，第一滚动件与第二滚动件均只有一处受力，避免滚动件多处受力，造成损坏的情况产生，有利于增强滚动件的使用寿命，保持装置调节过程中的稳定性，所述滚动件可以选用滚动轴承或者滚轮，取材方便，具有一定的实用性和经济性。

5、本发明的定位方法直接将待加工的叶片安装到型面板上，调节水平调节组件与竖直调节组件，使型面板发生水平或竖直方向的位移，进而带动叶片发生位移，直到叶片中心与钻孔机中心重合，完成叶片钻孔定位，区别于常规的多次吊装定位或者型面板更换，直接一次吊装，进行上下调节和/或左右调节，调节轻松，定位准确，劳动强度小，生产效率高，且避免了多次吊装定位或者钻孔工装更换对叶片的损害，提高了生产质量，节约了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明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。

图1为本发明正视结构示意图。

图2为本发明俯视结构示意图。

图3为本发明左视结构示意图。

图4为本发明部件6结构示意图。

图5为本发明b处局部放大图。

图6为本发明部件7结构示意图。

在图中1支架，2丝杠支座，3丝杠，4滑块，5导轨，6滚动组件，7楔形块，71凹槽，72支撑板，73底板，8型面板，9螺杆架，10第一滚动件，11第二滚动件，12滚动支架，13螺杆，14螺母。

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详细的描述，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明包括支架1和安装在支架1上的型面板8，所述型面板(8)侧面设有调节型面板8水平位移的水平调节组件，所述型面板8底部设有调节型面板8竖直移动的竖直调节组件，所述水平调节组件与型面板8连接机构为直线导向机构，所述直线导向机构的导向方向为竖直方向。

本发明包括支架1和安装在支架1上的型面板8，型面板(8)侧面设有调节型面板8水平位移的水平调节组件，水平调节组件可以直接安装在支架1上，也可以单独设置，型面板8底部设有调节型面板8竖直移动的竖直调节组件，竖直调节组件位于型面板8与支架1之间，竖直调节组件具有支撑型面板8的作用，水平调节组件与型面板8连接机构为直线导向机构，直线导向机构的导向方向为竖直方向，保证了水平调节组件和竖直调节组件工作时不会相互影响，竖直调节组件调节过程中，型面板8上下移动，而水平调节组件和型面板8被直线导向机构限定，避免了型面板8发生左右移动，保证了钻孔定位的精准性，减少了误差。

本发明水平调节组件和竖直调节组件的使用，使型面板8具有左右移动和上下移动的功能，进而可以使待加工叶片中心实现左右、上下调节，叶片经过一次吊装后，即可直接通过调节钻孔工装保证叶片中心与钻孔机中心重合，调节轻松，定位准确，劳动强度小，生产效率高。

所述水平调节组件包括安装丝杠支座2和贯穿丝杆支座2的丝杠3，丝杠支座2可以直接安装在支架侧面，充分利用装置空间，使结构更加紧凑，丝杠3通过在丝杠支座2上的旋转，进行直线传动，使型面板8能够进行水平移动，实现型面板8的左右位置调节。

所述竖直调节组件包括位于型面板8下方的滚动组件6和楔形块7，所述楔形块7表面的高度逐渐增大或减少，所述滚动组件6在楔形块7上左右移动，滚动组件6支撑型面板8，带动型面板8竖直移动。

本发明竖直调节组件包括滚动组件6和与滚动组件6配合的楔形块7，楔形块7表面的高度差等于型面板8竖直调节的高度，楔形块7表面的高度逐渐增大或减少，滚动组件6在楔形块7上左右滚动，带动滚动组件6支撑的型面板8升高或降低，进而达到型面板8的上下位置调节的作用，同时型面板8水平位移时，由于滚动组件6的使用，不会对型面板8上下位置调节造成影响。

所述直线导向机构包括固定在水平调节组件端部的滑块4和安装在型面板8上的导轨5，所述滑块4在导轨5内上下滑动。

本发明丝杠3端部连接有滑块4，当丝杠3进行直线传动时，滑块3抵接导轨5侧边，带动型面板8进行水平位移，当竖直调节组件进行调节时，型面板8进行竖直位移，导轨进行竖直位移，滑块4随着导轨5的竖直位移而在导轨5内进行上下滑动，同时滑块4抵接导轨5侧边，进行竖直调节，不会发生水平位移，保证了定位的精准性，减少了误差。

所述楔形块7对称分布在钻孔处两侧且斜度方向一致，所述斜度方向相当于楔形块7表面的高度逐渐增大或减少的方向，设置多个楔形块7，有利于滚动组件6的滚动调节，也有利于保持型面板8的稳定性，减少部件损坏的几率，延长使用寿命。

所述滚动组件6包括滚动支架12、设置在滚动支架12上的滚动件和推动滚动支架12水平位移的推动件。

本发明中滚动件在滚动支架12上均匀分布，滚动件与楔形块7的位置关系相对应，两者匹配使用，所述的滚动件为滚轮或者滚动轴承，均属于市场上可以直接购得的器件，取材方便，具有一定的实用性和经济性。

所述推动件包括固定在支架1上的螺杆架9和螺纹连接在螺杆架9上的螺杆13，所述螺杆13上设有螺母14，所述螺母14与螺杆架9两侧相接触。

本发明利用固定在支架1上的螺杆架9和螺纹连接在螺杆架9上的螺杆13作为推动件，旋动螺杆13，使滚动件和滚动支架12发生左右位移，同时螺杆13上设有螺母14，螺母14与螺杆架9两侧相接触，有利于滚动组件6的调节和紧固，保证型面板8上下位置调节的稳定性。

所述滚动件包括第一滚动件10和第二滚动件11，所述第二滚动件11位于第一滚动件10之间，扩大了滚动件与其他部件的接触面积，增加了滚动组件6所受到的摩擦力，有利于更好的支撑型面板8。

所述楔形块7设有用来容纳第二滚动件11的凹槽71，所述第一滚动件10的直径小于第二滚动件11的直径，所述第一滚动件10仅与楔形块7相接触，第二滚动件11仅与型面板8或支架1相接触。

本发明楔形块7设有用来容纳第二滚动件11的凹槽71，相当于楔形块7包括底板73和设置在底板73两侧的支撑板72，且支撑板73表面的高度逐渐增大或减少，第一滚动件10的直径小于第二滚动件11的直径，第一滚动件10仅与楔形块7的支撑板72相接触，第二滚动件11位于支撑板72之间，当楔形块7固定在支架1上时，第二滚动件11仅与型面板8相接触，当楔形块7固定在型面板8上时，第二滚动件11仅与支架1相接触。。

本发明中支架1、丝杠支座2、楔形块7和螺杆架9均焊接为一体，其在整个操作过程不移动，保证装置的稳定性，和定位的精准性。

本发明还提供了一种可调式风电叶片钻孔工装的定位方法，将待加工的叶片安装到型面板8上，调节水平调节组件与竖直调节组件6，使型面板8发生水平和/或竖直方向的位移，进而带动叶片发生位移，直到叶片中心与钻孔机中心重合，完成叶片钻孔定位。

本发明的定位方法区别于常规的多次吊装定位或者钻孔工装更换，直接一次吊装，进行上下调节和/或左右调节，调节轻松，定位准确，劳动强度小，生产效率高，且避免了多次吊装定位或者型面板更换对叶片的损害，提高了生产质量，节约了生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。