主轴与增速器自动对接及自动拧螺栓装置的制作方法

本实用新型属于自动化装配领域，具体涉及一种主轴与增速器自动对接及自动拧螺栓装置。

背景技术：

随着不可再生能源的日益匮乏，清洁能源越来越受到国民的重视。风能作为一种可再生资源，其蕴含量巨大。风力发电机作为风能转换为电能的关键设备，其发电机组向大容量、大功率方向发展，这也使得其重量、外形尺寸也越来越大，给车间自动化装配提出了更高的要求。

增速器与主轴为风力发电机关键设备，主轴与增速器上的胀紧套连接，从而达到传递扭矩的目的。目前，对于2MW、3MW主流机型的风力发电机组，增速器与主轴总成重量分别约为42t和72t。增速器与主轴主要分成两个工序。工序一为主轴与增速器的对接，工序二为主轴与增速器对接处的胀紧套上螺栓的拧紧。

工序一，主轴与增速器对接。主轴与增速器连接处轴径为560mm，增速器上胀紧套孔径为560mm，连接长度约为600mm，其相互之间的配合间隙为﹢0.09～﹢0.19mm。目前装配采用增速器固定不动，由操作者操作车间行车吊取主轴进行对接。每次装配将花费4～6人，耗时约2～3小时，装配时间长，难度大，接触面会有一定程度的损伤，并且在装配过程中具有一定的危险性。

工序二，胀紧套上螺栓的拧紧。胀紧套上均匀分布32个M36的螺栓，扭矩约为4000N.M，并且主轴与增速器对接后，拧螺栓轴向距离仅有200mm。目前拧螺栓采用人工操作液压扳手逐一对胀紧套上的螺栓进行拧紧操作。拧紧完成将花费3个人，耗时约4～5小时。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种主轴与增速器自动对接及自动拧螺栓装置，以提高产品质量、生产效率和装配过程中的安全性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种主轴与增速器自动对接及自动拧螺栓装置，包括主轴姿态调整装置、增速器姿态调整装置及拧螺栓机器人；所述主轴姿态调整装置包括由上至下依次设置的回转盘、Z向移动滑台及X向移动滑台，所述回转盘上设有用于装卡主轴的升降器Ⅰ与升降器Ⅱ；所述增速器姿态调整装置包括旋转升降装置及X向移动调节装置，所述X向移动调节装置上设有卡箍；所述拧螺栓机器人设置在X向移动调节装置与升降器Ⅰ之间。

进一步，还包括装卡驱动装置及增速器输出轴驱动装置，所述装卡驱动装置设置在回转盘上并位于升降器Ⅱ后方。

进一步，所述旋转升降装置主要由升降装置及设置在升降装置上方的旋转台组成。

进一步，所述拧螺栓机器人主要由X向轨道、行走机构、机械臂及液压扳手组成，所述行走机构设置在X向轨道上，所述机械臂通过十字滑台设置在行走机构上，所述液压扳手设置在机械臂上。

进一步，所述行走机构有两组，各行走机构上至少设有两组机械臂，对称布置在X向轨道上，各行走机构上的机械臂高低间隔布置。

本实用新型的有益效果在于：提出了一种新的主轴对接和螺栓拧紧方式，利用激光对中仪辅助主轴与增速器对接控制，实现了对主轴及增速器六个方向的调节，亦实现了液压扳手自动对圆盘上螺栓的拧紧操作，节约了时间，提高了生产效率。该装置将主轴与增速器的对接和螺栓拧紧合并为一个工位完成，节约了资源，使工位与工位之间更加紧凑；一套装置同时适应2MW和3MW主轴与增速器的装配，解决了2MW/3MW双轴承座主轴与增速器对接问题。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为主轴姿态调整装置及增速器姿态调整装置结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为拧螺栓机器人结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本实用新型中的主轴与增速器自动对接及自动拧螺栓装置，包括主轴姿态调整装置1、增速器姿态调整装置2及拧螺栓机器人3；所述主轴姿态调整装置1包括由上至下依次设置的回转盘11、Z向移动滑台12及X向移动滑台13，所述回转盘11上设有用于装卡主轴4的升降器Ⅰ14与升降器Ⅱ15；所述增速器姿态调整装置2包括旋转升降装置21及X向移动调节装置22，所述X向移动调节装置22上设有卡箍；所述拧螺栓机器人3设置在X向移动调节装置22与升降器Ⅰ14之间。

主轴4两端卡在升降器Ⅰ14与升降器Ⅱ15上，通过回转盘11、Z向移动滑台12、X向移动滑台13、升降器Ⅰ14及升降器Ⅱ15可分别实现主轴4角度、位置及高度的调节。增速器5一端置于旋转升降装置21上，通过旋转升降装置21实现尾端高度及偏摆角度的调节，另一端卡在X向移动调节装置22上，通过X向移动调节装置22实现前端位置的调节。

作为上述方案的进一步改进，还包括装卡驱动装置16及增速器输出轴驱动装置23，所述装卡驱动装置16设置在回转盘11上并位于升降器Ⅱ15后方。主轴4中的主轴本体尾部与装卡驱动装置16相紧固，通过装卡驱动装置16带动主轴本体转动，同样的，增速器5中的输出轴由增速器输出轴驱动装置23驱动。

该部分的具体实现过程为：

首先，通过行车将增速器5吊装至增速器姿态调整装置2上，通过增速器5上底面和侧面的定位基准面进行粗定位；将百分表及其固定支架安装于主轴姿态调整装置1的中心，以主轴姿态调整装置1零点为基准，通过调节Z向移动滑台12使百分表与增速器胀紧套孔的底部母线和侧面母线接触，检测增速器姿态，通过微调增速器姿态调整装置2上的旋转升降装置21和X向移动调节装置22，使增速器的姿态调整正确。

其次，通过行车将主轴4吊装至主轴姿态调整装置1上，通过主轴上的定位基面(轴承座的底面和侧面)进行主轴的粗定位。在主轴本体和增速器胀紧套前端安装一套激光对中仪6，其中，激光对中仪6发射端安装于胀紧套上，接收端安装于主轴本体前端。通过装卡驱动装置16及增速器输出轴驱动装置23分别带动主轴本体及输出轴旋转，使其上的激光对中仪6旋转一周，测出主轴相对于增速器各个方向的偏差，再通过回转盘11、Z向移动滑台12、X向移动滑台13、升降器Ⅰ14及升降器Ⅱ15对主轴进行微调；微调姿态正确后，通过Z向移动滑台12将主轴穿入增速器中。

本实施例中的旋转升降装置21主要由升降装置及设置在升降装置上方的旋转台组成，以分别实现增速器尾部高度及偏转角度的调节。

作为上述方案的进一步改进，所述拧螺栓机器人3主要由X向轨道31、行走机构32、机械臂33及液压扳手34组成，所述行走机构32设置在X向轨道31上，所述机械臂33通过十字滑台设置在行走机构32上，所述液压扳手34设置在机械臂33上。本实施例中的行走机构32有两组，各行走机构上设有两组机械臂，行走机构与机械臂对称布置在X向轨道上，两组机械臂高低间隔布置在行走机构上且间距可调。行走机构与X向轨道31间还设有机械死挡35。

增速器5与主轴4对中完成后由人工对螺栓进行初拧紧，后利用拧螺栓机器人操作四把液压扳手对胀紧套上的螺栓进行拧紧，四把液压扳手互成90°布置，通过增速器输出轴驱动装置驱动整个胀紧套多次旋转固定角度，完成圆周上每个螺栓的拧紧。

由于拧螺栓的空间十分的狭小，拧螺栓所需要的扭矩大，故此处采用中空型液压扳手对胀紧套上的螺栓进行拧紧动作，并且设置与液压扳手对应的扭矩仪，保证数据的反馈和可追溯性。

四把液压扳手同时拧紧螺栓，达到额定扭矩后，液压扳手停止拧紧动作并退出拧紧工位，增速器输出轴驱动装置使胀紧套旋转一定角度，然后重复下一个拧紧动作，待胀紧套内圈和外圈齐平时，完成整个拧紧工作。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。