一种定位工装组件以及发电机主轴承加工方法与流程

[0001]
本发明涉及风电机领域，具体而言，涉及一种定位工装组件以及发电机主轴承加工方法。


背景技术：

[0002]
永磁发电机是风力发电常用的发电机类型，其主轴承外环固定不动，内环位于轴向一侧同轴连有法兰盘，法兰盘用于与风轮连接，内环轴向另一侧连有刹车盘，并装有用于与刹车盘配合的抱嵌机构，为了便于安装和使用，法兰盘和刹车盘的内径均小于主轴承内径，因此在法兰盘和刹车盘之间会形成一圈环状空间，外部风压吹动风轮转动，继而带动主轴承内环转动的过程中，主轴承内环与外环之间的滚珠持续运动，产生大量热能亟需排出，因此需要在法兰盘和刹车盘之间形成的环状空间内安装散热翅片，但安装时会遇到如下问题：(1)主轴承内环表面涂覆有漆层，漆层导热性能差，不利于主轴承内部热量排出，因此需要对表面亟需安装翅片处的漆层进行打磨，但由于主轴承内环表面为弧面，无法保证打磨时轴向以及角度分布上的均匀性，更无法保证多处翅片安装的均匀性，从而影响内环转动时的受力情况，导致晃动或摆动，长此以往将导致安全事故；(2)由于主轴承内环表面沿弧面均匀分布有若干注油孔，打磨以及安装翅片时容易损伤或封堵注油孔。
[0003]
鉴于此特提出本申请。
[0004]
申请内容
[0005]
本发明的第一目的在于提供一种定位工装组件，其能够有效定位永磁发电机主轴承内环表面的打磨区域和钻孔区域，使打磨以及安装区域在主轴承内表面的轴向以及角度上均匀分布。
[0006]
本发明的第二目的在于提供一种发电机主轴承加工方法，其能够对永磁发电机主轴承内环表面进行有效加工，提升表面散热性能的同时，不影响转动性能。
[0007]
本申请的实施例通过以下技术方案实现：
[0008]
一种定位工装组件，包括划线工装和打孔工装，所述划线工装包括两根平行设置的定位柱，定位柱的长度与主轴承的法兰盘和刹车盘之间的距离匹配，两根定位柱之间的距离与主轴承内环相邻的两个注油孔之间的距离匹配，两根定位柱之间连有第一定位梁和第二定位梁，第一定位梁、第二定位梁以及两根定位柱围设成打磨区域；所述打孔工装包括定位板，定位板开有若干限位通孔，定位板底部装有使定位板顶部与主轴承法兰盘抵紧的升降机构，升降机构底部与主轴承刹车盘抵接，定位板装有定位杆，当定位板顶部与法兰盘抵紧时，所述定位杆与相邻两个注油孔的连线重合，定位杆长度与相邻两个注油孔之间的距离相匹配。
[0009]
进一步地，所述第一定位梁、第二定位梁以及定位板均设置为与主轴承内环表面相匹配的弧形。
[0010]
进一步地，所述升降机构包括与定位板底部连接的升降座，升降座所在平面与定位杆平行，升降座位于定位杆长度方向的两侧对称旋接有两根调节螺杆，调节螺杆与定位
杆垂直，调节螺杆底部连有抵接块。
[0011]
进一步地，所述升降座与定位板成“l”形连接，所述调节螺杆设置于升降座远离定位板的一侧。
[0012]
进一步地，所述定位板顶部连有若干插块，插块与定位杆垂直，插块厚度与主轴承法兰盘的固定螺栓头部和主轴承内环侧壁之间的距离相匹配。
[0013]
一种发电机主轴承加工方法，包括如下步骤：s1、将上述划线工装设于任意两个相邻设置的注油孔之间，使定位柱的两端分别与主轴承的法兰盘和刹车盘抵接，使划线工装的第二定位梁靠近刹车盘设置，围绕打磨区域划线，在全部相邻设置的两个注油孔之间均利用划线工装划线；s2、对全部打磨区域的表面进行打磨，去除表面漆层使金属层暴露；s3、将上述打孔工装设于任意两个相邻设置的注油孔之间，使定位板顶部与主轴承法兰盘抵接，使定位杆与两个注油孔的连线重合，并使定位杆两端分别与对应的注油孔对齐，调整升降机构使升降机构底部与主轴承刹车盘抵紧，利用电钻伸入若干限位通孔对主轴承内环表面打孔，孔深23-27mm，在全部相邻设置的两个注油孔之间均利用打孔工装打孔，并在每个孔内设置固定螺栓；s4、利用固定螺栓在全部相邻设置的两个注油孔之间安装散热翅片。
[0014]
本发明提供的一种定位工装组件的有益效果是：
[0015]
(1)通过设置划线工装，并设置划线工装包括两根平行设置的定位柱，设置定位柱的长度与法兰盘和刹车盘之间的距离相匹配，使两根定位柱能够平行卡于法兰盘和刹车盘之间，对打磨位置进行初步的轴向的定位，并且通过设置两根定位柱之间的距离与相邻两个注油孔之间的距离匹配，使两根定位柱能够恰好夹设在两个注油孔之间，从而对打磨位置进行角度位置上的限定，使多个打磨位置在360
°
上均匀分布。通过设置第一定位梁和第二定位梁，与两根定位柱共同维设出打磨区域，从而对打磨位置进行精确的轴向定位。
[0016]
(2)通过设置打孔工装，在打磨区域内的特定位置打孔，方便安装固定螺栓以有效固定散热翅片，通过设置定位板，与主轴承内环表面贴合方便固定，通过在定位板上开设若干限位通孔，对打孔位置进行限位，通过设置升降机构，使升降机构的顶部与定位板连接，底部与刹车盘抵接，通过调整升降机构使定位板顶部与法兰盘抵紧，从而将定位板的抵紧固定在法兰盘与刹车盘之间，即对打孔位置进行轴向限定，通过设置定位杆，使定位杆的长度与相邻的两个注油孔之间的距离相匹配，从而能够通过定位杆的两端与对应的注油孔的位置关系确定定位板是否在角度方向上发生偏移，继而调整定位板在角度方向上的位置，通过设置当定位板顶部与法兰盘抵紧时，定位杆与两个注油孔的连线重合，方便确认定位杆与注油孔的位置关系。
[0017]
(3)通过设置升降座和两根独立的调节螺杆，旋拧调节螺杆即可实现升降座的升降，带动定位板升降，设置对称的两根定位螺杆，能够相对独立的微调升降座两侧的高度位置，使定位板产生微小的转动，继而带动定位杆轻微转动，使定位杆与相邻设置的两个注油孔的连线完全重合，从而对限位通孔精确定位，即，对打孔位置精确定位。
[0018]
(4)通过将升降座与定位板设置为“l”形，并在升降座远离定位板的一侧旋接调节螺杆，当旋拧调节螺杆使升降座上升，带动定位板顶部与法兰盘抵紧后，调节螺杆将导致升降座与定位板的连接处发生细微弯曲，使两者之间的角度小于90
°
，从而使连接处产生压力，将定位板与主轴承内环表面压紧，从而提升定位板与主轴承的固定性能，提升打孔精度。
[0019]
(5)通过设置插块，且使插块的厚度与法兰盘的固定螺栓头部和主轴承内环侧壁之间的距离相匹配，由于法兰盘上沿圆周开有一圈连接孔，当法兰盘与风轮连接时，法兰盘朝向刹车盘的一侧露出一圈固定螺栓头部，插块能够插入固定螺栓头部与主轴承内环侧壁之间的环形缝隙内，从而对定位板进行进一步的固定。
[0020]
本发明提供的一种发电机主轴承加工方法的有益效果是：其能够对永磁发电机主轴承内环表面进行有效加工，提升表面散热性能的同时，不影响转动性能
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0022]
图1为本发明实施例提供的定位工装组件的划线工装的设置示意图；
[0023]
图2为本发明实施例提供的定位工装组件的打孔工装的设置示意图；
[0024]
图3为本发明实施例提供的定位工装组件的打孔工装的设置侧视示意图。
[0025]
图标：10-定位柱；11-第一定位梁；12-第二定位梁；13-打磨区域；20-定位板；201-限位通孔；21-定位杆；22-升降座；221-调节螺杆；222-抵接块；23-插块。
具体实施方式
[0026]
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0027]
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0029]
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0030]
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0031]
实施例
[0032]
请参照图1至图3，本实施例提供了一种定位工装组件，其包括划线工装和打孔工装，所述划线工装包括两根平行设置的定位柱10，定位柱10的长度与主轴承的法兰盘和刹车盘之间的距离匹配，两根定位柱10之间的距离与主轴承内环相邻的两个注油孔之间的距离匹配，两根定位柱10之间连有第一定位梁11和第二定位梁12，第一定位梁11、第二定位梁12以及两根定位柱10围设成矩形的打磨区域13；所述打孔工装包括定位板20，定位板20开有若干限位通孔201，限位通孔201用于限定电钻的打孔点，定位板20底部装有使定位板20顶部与主轴承法兰盘抵紧的升降机构，升降机构底部与主轴承刹车盘抵接，定位板20装有定位杆21，当定位板20顶部与法兰盘抵紧时，所述定位杆21与相邻两个注油孔的连线重合，定位杆21长度与相邻两个注油孔之间的距离相匹配。通过设置划线工装，并设置划线工装包括两根平行设置的定位柱10，设置定位柱10的长度与法兰盘和刹车盘之间的距离相匹配，使两根定位柱10能够平行卡于法兰盘和刹车盘之间，对打磨位置进行初步的轴向的定位，并且通过设置两根定位柱10之间的距离与相邻两个注油孔之间的距离匹配，使两根定位柱10能够恰好夹设在两个注油孔之间，从而对打磨位置进行角度位置上的限定，使多个打磨位置在360
°
上均匀分布。通过设置第一定位梁11和第二定位梁12，与两根定位柱10共同维设出打磨区域13，从而对打磨位置进行精确的轴向定位。通过设置打孔工装，在打磨区域13内的特定位置打孔，方便安装固定螺栓以有效固定散热翅片，具体地，通过设置定位板20，与主轴承内环表面贴合方便固定，通过在定位板20上开设若干限位通孔201，对打孔位置进行限位，通过设置升降机构，使升降机构的顶部与定位板20连接，底部与刹车盘抵接，通过调整升降机构使定位板20顶部与法兰盘抵紧，从而将定位板20的抵紧固定在法兰盘与刹车盘之间，即对打孔位置进行轴向限定，通过设置定位杆21，使定位杆21的长度与相邻的两个注油孔之间的距离相匹配，从而能够通过定位杆21的两端与对应的注油孔的位置关系确定定位板20是否在角度方向上发生偏移，继而调整定位板20在角度方向上的位置，通过设置当定位板20顶部与法兰盘抵紧时，定位杆21与两个注油孔的连线重合，方便确认定位杆21与注油孔的位置关系。
[0033]
为了方便划线工装和打孔工装与主轴承内环表面贴合，所述第一定位梁11、第二定位梁12以及定位板20均设置为与主轴承内环表面相匹配的弧形。
[0034]
为了对升降机构做出进一步的解释，所述升降机构包括与定位板20底部连接的升降座22，升降座22所在平面与定位杆21平行，升降座22位于定位杆21长度方向的两侧对称旋接有两根调节螺杆221，调节螺杆221与定位杆21垂直，调节螺杆底部连有抵接块222。通过上述设置，旋拧调节螺杆221即可实现升降座22的升降，带动定位板20升降，设置对称的两根定位螺杆221，能够相对独立的微调升降座22两侧的高度位置，使定位板20产生微小的转动，继而带动定位杆21轻微转动，使定位杆21与相邻设置的两个注油孔的连线完全重合，从而对限位通孔201精确定位，即，对打孔位置精确定位。
[0035]
为了进一步优化打孔工装的结构，所述升降座22与定位板20成“l”形连接，所述调节螺杆221设置于升降座22远离定位板20的一侧。通过将升降座22与定位板20设置为“l”形，并在升降座22远离定位板20的一侧旋接调节螺杆221，当旋拧调节螺杆221使升降座22上升，带动定位板20顶部与法兰盘抵紧后，调节螺杆221将导致升降座22与定位板20的连接处发生细微弯曲，使两者之间的角度小于90
°
，从而使连接处产生压力，将定位板20与主轴
承内环表面压紧，从而提升定位板20与主轴承的固定性能，提升打孔精度。
[0036]
为了进一步提升定位板20与法兰盘抵紧处的固定性能，所述定位板20顶部连有若干插块23，插块23与定位杆21垂直，插块23厚度与主轴承法兰盘的固定螺栓头部和主轴承内环侧壁之间的距离相匹配。通过设置插块23，且使插块23的厚度与法兰盘的固定螺栓头部和主轴承内环侧壁之间的距离相匹配，由于法兰盘上沿圆周开有一圈连接孔，当法兰盘与风轮连接时，法兰盘朝向刹车盘的一侧露出一圈固定螺栓头部，插块23能够插入固定螺栓头部与主轴承内环侧壁之间的环形缝隙内，从而对定位板20进行进一步的固定。
[0037]
本实施例还提供了一种发电机主轴承加工方法，其包括如下步骤：
[0038]
s1、将上述划线工装设于任意两个相邻设置的注油孔之间，使定位柱10的两端分别与主轴承的法兰盘和刹车盘抵接，使划线工装的第二定位梁12靠近刹车盘设置，围绕所述打磨区域13划线，画出需要打磨的区域，而后在全部相邻设置的两个注油孔之间均利用所述划线工装划线，从而确定主轴承内环内侧壁上围绕一圈分布的所有打磨区域13，而后将划线工装取下。通过该步骤，在主轴承内环内侧壁上均匀画出所有的打磨区域13，使所有打磨区域13在主轴承内环上的轴向分布位置相同、角度位置分布均匀。
[0039]
s2、对全部所述打磨区域13的表面进行打磨，去除表面漆层使金属层暴露。通过该步骤对主轴承内环内侧壁进行处理，打磨去掉表面漆层，使金属层裸露，从而提升打磨区域13的热传导性能，并且使打磨区域13表面平整，方便后续安装散热翅片。
[0040]
需要说明的是，步骤s2中，完成一块打磨区域13的打磨后，均需要利用吸尘器处理打磨碎屑，而后利用酒精抹布清理打磨区域，直至表面无明显可见污染物为止。
[0041]
s3、将上述打孔工装设于任意两个相邻设置的注油孔之间，使所述定位板20顶部与主轴承法兰盘抵接，使所述定位杆21与两个注油孔的连线重合，并使定位杆21两端分别与对应的注油孔对齐，调整所述升降机构使升降机构底部与主轴承刹车盘抵紧，利用电钻伸入若干所述限位通孔201对主轴承内环表面打孔，孔深23-27mm，该孔深范围兼顾固定强度的同时防止主轴承内环内侧壁局部应力过大，强度不够产生裂纹。而后在全部相邻设置的两个注油孔之间均利用所述打孔工装打孔，而后取下打孔工装，在每个打出的孔内设置固定螺栓。通过该步骤，在打磨完成的打磨区域13内的特定位置打孔并设置定位螺栓，使定位螺栓随打磨区域13均匀分布于主轴承内环内侧壁的圆周上，继而为后续均匀安装散热翅片打下基础。
[0042]
需要说明的是，步骤s3中，打孔过程中需要持续利用冷却油滴淋钻孔，对钻孔处进行持续冷却，避免因为钻头过热影响主轴承内环内侧壁的刚度。
[0043]
需要说明的是，步骤s3中，所述固定螺栓设置完成后，需要使用酒精喷壶对主轴承内环表面进行清洁，静置3-5min，等待酒精完全蒸发，清洁过程中，操作人员需佩戴防毒面具。
[0044]
s4、利用固定螺栓在全部相邻设置的两个注油孔之间安装散热翅片。具体地，先将散热翅片的底座(其上开有与步骤s3中钻取的若干孔洞一一对应的若干通孔)与打磨区域13贴合，使其上开设的若干通孔与步骤s3中钻取的若干孔洞意义对应，使若干孔洞内的定位螺栓穿过对应的通孔，而后通过螺母将底座固定于打磨区域13上方。而后在底座上安装散热翅片主体。
[0045]
需要说明的是，散热翅片的底座的面积与打磨区域13的面积相匹配，散热翅片主
体的底部与底座的表面匹配。
[0046]
需要说明的是，步骤s4中，在安装底座钱前，在所述散热翅片底部(即底座底部)均匀涂抹导热胶，导热胶在涂抹之前，需在40-50℃的环境下加热10-15min，使导热胶的粘度和流动性均处于理想情况，导热胶的涂抹时间限制在1-2min，防止导热胶固化。
[0047]
需要说明的是，在安装散热翅片主体前，在底座表面涂抹一层导热硅脂，厚度为180-200微米，而后将散热翅片主体与底座连接。
[0048]
需要说明的是，步骤s4完成后，在主轴承内环表面金属暴露区域喷涂冷喷锌2-3次，喷涂厚度为200-220微米。
[0049]
综上所述，本发明提供了一种定位工装组件，其通过设置划线工装，并设置划线工装包括两根平行设置的定位柱，设置定位柱的长度与法兰盘和刹车盘之间的距离相匹配，使两根定位柱能够平行卡于法兰盘和刹车盘之间，对打磨位置进行初步的轴向的定位，并且通过设置两根定位柱之间的距离与相邻两个注油孔之间的距离匹配，使两根定位柱能够恰好夹设在两个注油孔之间，从而对打磨位置进行角度位置上的限定，使多个打磨位置在360
°
上均匀分布。通过设置第一定位梁和第二定位梁，与两根定位柱共同维设出打磨区域，从而对打磨位置进行精确的轴向定位。通过设置打孔工装，在打磨区域内的特定位置打孔，方便安装固定螺栓以有效固定散热翅片，通过设置定位板，与主轴承内环表面贴合方便固定，通过在定位板上开设若干限位通孔，对打孔位置进行限位，通过设置升降机构，使升降机构的顶部与定位板连接，底部与刹车盘抵接，通过调整升降机构使定位板顶部与法兰盘抵紧，从而将定位板的抵紧固定在法兰盘与刹车盘之间，即对打孔位置进行轴向限定，通过设置定位杆，使定位杆的长度与相邻的两个注油孔之间的距离相匹配，从而能够通过定位杆的两端与对应的注油孔的位置关系确定定位板是否在角度方向上发生偏移，继而调整定位板在角度方向上的位置，通过设置当定位板顶部与法兰盘抵紧时，定位杆与两个注油孔的连线重合，方便确认定位杆与注油孔的位置关系。通过设置升降座和两根独立的调节螺杆，旋拧调节螺杆即可实现升降座的升降，带动定位板升降，设置对称的两根定位螺杆，能够相对独立的微调升降座两侧的高度位置，使定位板产生微小的转动，继而带动定位杆轻微转动，使定位杆与相邻设置的两个注油孔的连线完全重合，从而对限位通孔精确定位，即，对打孔位置精确定位。通过将升降座与定位板设置为“l”形，并在升降座远离定位板的一侧旋接调节螺杆，当旋拧调节螺杆使升降座上升，带动定位板顶部与法兰盘抵紧后，调节螺杆将导致升降座与定位板的连接处发生细微弯曲，使两者之间的角度小于90
°
，从而使连接处产生压力，将定位板与主轴承内环表面压紧，从而提升定位板与主轴承的固定性能，提升打孔精度。通过设置插块，且使插块的厚度与法兰盘的固定螺栓头部和主轴承内环侧壁之间的距离相匹配，由于法兰盘上沿圆周开有一圈连接孔，当法兰盘与风轮连接时，法兰盘朝向刹车盘的一侧露出一圈固定螺栓头部，插块能够插入固定螺栓头部与主轴承内环侧壁之间的环形缝隙内，从而对定位板进行进一步的固定。
[0050]
本发明还提供了一种发电机主轴承加工方法，其能够对永磁发电机主轴承内环表面进行有效加工，提升表面散热性能的同时，不影响转动性能。
[0051]
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。