专利名称：一种确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电设备，尤其涉及一种确定风力发电机叶片叶根安装角位 置的定位工装。
背景技术：
风力发电机是通过把风作用在风轮，S卩，作用在风力发电机叶片和轮毂上的力转 换成力矩来获取能量的，风转转换到主轴上的总能量的多少直接影响了风力发电机的发电 功率，而对于同一风力发电机叶片来讲，风转转换到主轴上的总能量的比例大小直接受风 力发电机叶片的安装角度的制约，因此风力发电机叶片的安装角度对发电机的发电功率有 很大的影响，理想状况下，风力发电机叶片的安装角度需保持0度。目前，大部分风力发电机叶片生产厂商确定风力发电机叶片叶根0度安装角位 置，是通过叶片根部两个螺栓定位取中线的方式来确定的。由于风力发电机叶片在设计初 期是以叶根端面和叶片中部某位置横截面为基准进行设计的，例如以1.5丽(兆瓦)、40.3 米的风力发电机叶片的中部基准位置为27米处的截面进行设计(下文也以此叶片为例进 行描述)。而上述确定风力发电机叶片叶根0度安装角位置的方法忽略了叶根0度与叶片 中部基准面27米处横截面弦线角度的关联性，因而并不能保证叶片叶根0度安装角位置的 准确性。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种确定风力发电机叶片叶根安装角 位置的定位工装，以准确地确定风力发电机叶片叶根0度安装角的位置，有效保证风力发 电机的发电效率。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的一种确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，所述定位工装主要包括叶 根定位工具、叶片中部轮廓模板和测量工具，其中所述叶根定位工具，主要包括部件凸轮盘8、悬臂9，测量工具放置架10，划线定位 块11，叉状卡板12、连杆13、锁紧螺栓14和导向销15 ；所述叉状卡板12通过连杆13顶在 凸轮盘8上，旋转凸轮盘8能够带动连杆13使两端的叉状卡板12向该叶根定位工具的两 端的导向销15移动，使该定位工具能通过叉状卡板12卡紧、固定在叶片叶根端面上；旋转 悬臂9至与叶片中部轮廓的弦线方向位置并相匹配，能够通过旋转锁紧螺栓14压紧悬臂9 固定在该位置，并通过划线定位块11与测量工具标定出叶片叶根0度位置；所述叶片中部轮廓模板进一步包括轮廓模板侧板4、模板轮廓7，用于通过所述叶 根定位工具和所述叶片的中部基准面的叶片轮廓7共同确定安装角位置。其中，所述部件凸轮盘8、悬臂9，测量工具放置架10，划线定位块11，叉状卡板12、 连杆13、锁紧螺栓14和导向销15均装配在铝型材基座16中。所述测量工具，为角度仪或其他能够测量角度的工具及仪器。[0011]所述定位工装的叶片后缘17向上，该叶片的叶根端面与水平面垂直。所述叶根定位工具完全贴合和固定在叶根法兰21上。所述划线定位块11位于所述叶根定位工具的悬臂9端部。所述悬臂9的端部通过螺纹孔18在叶根法兰21上进行限位。所述叶根定位工具的悬臂9上设有所述测量工具放置架10，用以将测量工具贴 合、固定在所述悬臂9上。所述轮廓模板侧板4边缘的位置与横截面弦线方向6平行。所述叶片轮廓7与其所在位置的叶片型面相吻合。本实用新型所提供的确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，具有以下 优点通过使用本实用新型的确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，可利 用其叶根定位工具与叶片中部基准面弦线方向的相对角度来准确确定叶片叶根0度安装 角位置，从而保证了叶片叶根0度安装角与叶片中部设计基准面的关联，因而能够使叶片 叶根安装角的位置与叶片中部基准面(如27米位置)弦线方向相一致，从而确定叶片叶根 的0度安装角的位置。
图1为风力发电机叶片壳体结构的整体示意图；图2为风力发电机叶片中部轮廓模板示意图；图3为本实用新型的确定风力发电叶片叶根安装角位置的定位工装的结构示意 图；图4为图3所示定位工装的俯视图；图5为本实用新型的风力发电机叶片叶根0度安装角定位工装安装状态示意图；图6为图5所示叶片叶根0度标记状态示意图；图7为图1所示的风力发电机叶片叶根端1位置的纵向剖面图。主要部件及符号1 叶片叶根端2 叶片设计基准面(1. 5丽、40. 3米的风力发电机叶片的中部基准位置为27米截 面)3:叶片叶尖端4:叶片轮廓模板侧板5 :角度仪6:轮廓模板弦线方向7:叶片轮廓8:凸轮盘9 悬臂10 测量工具放置架11 划线定位块12 叉状卡板[0040]13连杆[0041]14锁紧螺栓[0042]15导向销[0043]16铝型材基座[0044]17叶片后缘[0045]18螺纹孔[0046]19叶片结合线[0047]20叶片前缘[0048]21叶根法兰[0049]220度标记位置[0050]23轴套。
具体实施方式
以下结合附图及本实用新型的实施例对本实用新型的方法作进一步详细的说明。图1、图2分别为风力发电机叶片壳体结构的整体示意图和风力发电机叶片中部 轮廓模板示意图，叶片壳体结构的叶片叶根端1、叶片设计基准面2、叶片叶尖端3位置如图 1所示；叶片轮廓模板侧板4、角度仪5、轮廓模板弦线方向6和叶片轮廓7如图2所示。图3为本实用新型的确定风力发电叶片叶根安装角位置的定位工装的结构示意 图，图4为图3所示定位工装的俯视图。所述叶片叶根安装角位置定位工装主要包括叶根 定位工具、叶片中部(以27米位置横截面为例)轮廓模板和测量工具；其中，所述叶根定位 工具主要由凸轮盘8、悬臂9、测量工具放置架10、划线定位块11、叉状卡板12、连杆13、锁 紧螺栓14、导向销15和铝合金材料基座16所组成。其工作原理是叉状卡板12通过连杆13顶在凸轮盘8上，然后通过旋转凸轮盘8 带动连杆13使两端的叉状卡板12向所述叶根定位工具的两端移动，以便使该定位工具能 通过叉状卡板12卡紧、固定在叶片叶根端1的端面上；在测量过程中，当悬臂9旋转至与 叶片中部的轮廓模板弦线方向6位置相匹配时，通过旋转锁紧螺栓14来压紧悬臂9，从而 使悬臂9固定在该位置，而后通过划线定位块来确定叶片叶根0度安装角的位置。叶片中 部(如27米位置处)的轮廓模板是根据该位置叶片型面轮廓，采用铝合金材料进行制作 的；在所述工具使用过程中，使用角度仪5通过叶片中部轮廓模板和叶根的定位工装相互 配合，使得叶片叶根0度安装角定位线所在直线(前后缘各有一个点)的方向与叶片中部 基准面(27米位置横截面)2的弦线方向相匹配，以此来准确地对叶片叶根0度安装角位置 进行定位。这里，所述的叶根定位工具，主要包括凸轮盘8、悬臂9、测量工具放置架10、划线 定位块11、叉状卡板12、连杆13、锁紧螺栓14和导向销15等部件；所述部件均装配在铝型 材基座16上。所述叉状卡板12通过连杆13顶在凸轮盘8上，通过旋转凸轮盘8带动连杆 13可使两端的叉状卡板12向该叶根定位工具的两端移动，使该工具能通过叉状卡板12卡 紧、固定在叶片叶根端1的端面上。在测量时，当悬臂9旋转至与叶片中部轮廓弦线方向位 置相匹配时，通过旋转锁紧螺栓14来压紧悬臂9，从而使悬臂9固定在该位置，而后通过划 线定位块11来确定叶片叶根0度标记位置22。叶根定位工具各部件中连杆13、凸轮盘8和导向销15采用钢材进行加工，其他部件均采用铝合金材料进行加工，这样既能保证主要 部件的精准、耐用，又保证了工具自重较轻，使用方便灵活。其中的铝型材基座16，可由铝合 金材料制作。所述的叶片中部轮廓模板，是根据该位置叶片横截面型面轮廓7而采用铝合金材 料制作的。该叶片中部轮廓模板采用铝合金材料制作，既能保证叶片中部轮廓模板不易变 形，又能保证工具的轻便性和在使用时的方便、灵活性。在制作的过程中，位于叶片中部的 定位工具的侧板均与该位置横截面弦线方向6保持平行，因而完全能够保证其在使用中以 该位置横截面弦线方向6为基准进行测量。所述测量工具，具体为角度仪5或其他能够测量角度的工具及仪器。所述角度仪 5，其基体中的轴向一个方向转动时，计数增加，向相反方向转动时，计数减少，其计数与角 度仪的初始位置有关，通常初始化时其计数值设为0。目前，很多重要的测控仪器，如陀螺转台、惯导平台、经纬仪、星体跟踪器、雷达、导 弹发射架、空间望远镜、高精度数控机床、机器人等系统中一般都需要用到角度传感器，用 来测量被测物体相对于某基准方位的绝对转角或相对于自身在不同时刻的相对转角。本实 用新型中的测量工具，如角度仪中也可增设角度传感器。所述测量工具可根据实际的需要 来选择不同的精度。下面，结合图5、图6和图7对本实用新型叶片叶根安装角位置的定位工装的使用 过程进行说明。首先，固定叶片叶根安装角位置叶根定位工具。将风力发电机叶片后缘17向上， 然后将其叶根端1放置在叶片运输车上，用吊带和起重机将叶尖端3吊起，通过调整叶尖端 3的高度，使叶片叶根端1端面垂直于水平面后，将与两个叶片叶根端轴套23的尺寸相匹配 的导向销15安装、固定在从前缘20和后缘17叶片结合线19开始顺时针方向的第一个螺 纹孔18中的轴套23上(如图7所示)，并确保工具紧靠叶根法兰21 ；旋紧凸轮盘8，使工 具两端的叉状器12向两个导向销15移动，直到工具被固定牢固。其次，确定叶片中部(27米位置)轮廓模板位置。检测轮廓模板侧板4边缘是否 与该位置横截面弦线方向6平行。将轮廓模板侧板4边缘与该位置弦线方向6平行的叶片 中部轮廓模板从叶片尖端3向叶根端1移动至整个模板轮廓7完全接触到叶片表面(约在 27米位置)，并确保叶片中部轮廓模板必须完全支撑在接触面上。最后，确定叶片叶根0度安装角位置。将角度仪5放置在已固定好的轮廓模板侧 板4边缘处，并确保角度仪5平行于该位置截面弦线方向6、确保角度仪5与轮廓模板侧板 4完全贴合，确定角度仪5的位置摆放正确后将角度仪5置零；取下已经设置好的角度仪5， 并将其通过测量工具放置架10贴合、固定在叶根定位工具悬臂9上，此时角度仪5已有度 数，旋转叶根定位工具的悬臂9，使得角度仪5的度数与叶片中部2 (27米位置)的度数相匹 配；旋转锁紧螺栓14固定叶根定位工具的悬臂9，并用钢锯等工具在叶根法兰21上锯出凹 槽等方法进行标记，此标记即为叶片叶根0度标记位置22。另外，对前、后缘叶片叶根0度 安装角位置的定位方法相同或相似。由上叙述可以看出，所述叶片叶根0度安装角位置定位工装所测量出来的0度安 装角位置是由叶片中部设计基准面(27米位置)得到的，这样就保证了叶片叶根0度安装 角位置所在直线与中部的叶片设计基准面2的轮廓模板弦向方向6相匹配，从而保证了叶片安装角位置定位的准确性。 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护 范围。
权利要求1.一种确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于，所述定位工装 主要包括叶根定位工具、叶片中部轮廓模板和测量工具，其中所述叶根定位工具，主要包括部件凸轮盘(8)、悬臂(9)，测量工具放置架(10)，划线定 位块(11)，叉状卡板(12)、连杆(13)、锁紧螺栓(14)和导向销(15)；所述叉状卡板(12) 通过连杆(1 顶在凸轮盘(8)上，旋转凸轮盘(8)能够带动连杆(1 使两端的叉状卡板 (12)向该叶根定位工具的两端的导向销(1 移动，使该定位工具能通过叉状卡板(12)卡 紧、固定在叶片叶根端面上；旋转悬臂(9)至与叶片中部轮廓的弦线方向位置并相匹配，能 够通过旋转锁紧螺栓(14)压紧悬臂(9)固定在该位置，并通过划线定位块(11)与测量工 具标定出叶片叶根0度位置；所述叶片中部轮廓模板进一步包括轮廓模板侧板G)、模板轮廓(7)，用于通过所述叶 根定位工具和所述叶片的中部基准面的叶片轮廓(7)共同确定安装角位置。
2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述部件凸轮盘(8)、悬臂(9)，测量工具放置架(10)，划线定位块(11)，叉状卡板(12)、连 杆(13)、锁紧螺栓(14)和导向销(15)均装配在铝型材基座(16)中。
3.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述测量工具，为角度仪或其他能够测量角度的工具及仪器。
4.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述定位工装的叶片后缘(17)向上，该叶片的叶根端面与水平面垂直。
5.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述叶根定位工具完全贴合和固定在叶根法兰上。
6.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述划线定位块(11)位于所述叶根定位工具的悬臂(9)端部。
7.根据权利要求1或6所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在 于，所述悬臂(9)的端部通过螺纹孔(18)在叶根法兰上进行限位。
8.根据权利要求7所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述叶根定位工具的悬臂(9)上设有所述测量工具放置架(10)，用以将测量工具贴合、固 定在所述悬臂(9)上。
9.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述轮廓模板侧板(4)边缘的位置与横截面弦线方向(6)平行。
10.根据权利要求1所述的风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，其特征在于， 所述叶片轮廓(7)与其所在位置的叶片型面相吻合。
专利摘要本实用新型涉及一种确定风力发电机叶片叶根安装角位置的定位工装，所述定位工装主要包括叶根定位工具、叶片中部轮廓模板和测量工具，通过测量叶根定位工具与叶片中部基准面弦线方向的相对角度来准确确定叶片叶根0度安装角位置，可以保证了叶片叶根0度安装角与叶片中部设计基准面的关联，使测量、定位结果更加准确。
文档编号B25B11/00GK201900574SQ20102054976
公开日2011年7月20日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者刘海东, 卢长魁, 罗文意 申请人:德州世纪威能风电设备有限公司