一种散热系统安装工装及安装方法与流程

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种散热系统安装工装及安装方法。

背景技术：

风力发电机组通过叶片的旋转来驱动发电机转子旋转并由此将机械能转化成电能，叶片的旋转通过风力发电机组的轴系中的动轴传递到发电机的转子，轴系中的定轴固定到风力发电机组的底座并连接到定子，以使发电机定子保持不动，定轴与动轴之间由轴承支撑。风力发电机组在运行过程中，随着动轴的持续旋转，支撑动轴和定轴的轴承会产生大量热量，使轴系温度不断升高。如果轴系长时间处于高温状态，轴系中的油脂会加速老化或失效，失效的轴系油脂会对风力发电机组运行产生不可预测的影响，例如，油脂失效会反过来加剧轴系中热的产生，从而引发恶性循环。因此，需要对轴系，特别是轴承进行持续而高效的冷却，以防止轴系温度过高。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种辅助将散热系统安装在动轴内表面的散热系统安装工装及安装方法。

本发明第一方面提供一种散热系统安装工装，用于将散热系统安装于风力发电机组的主轴承动轴内表面，包括：

划线工装，用于在所述动轴内表面划定与待安装的散热系统的散热器相适应的划线区域；

辅助钻孔工装，具有适于嵌入打磨处理后的所述划线区域内的底板，所述底板上设有定位孔，钻头适于穿过所述定位孔对所述动轴打孔。先通过划线工装在动轴内表面划定划线区域，对划线区域内的动轴内表面的漆层打磨处理，将辅助钻孔工装的底板嵌入打磨处理后的划线区域内，底板上设有定位孔，钻头直接穿过定位孔进行打孔，划线工装和辅助钻孔工装配合，能保证在动轴内表面打磨和钻孔的便捷性和准确性，有利于快速将散热系统固定安装在动轴内表面上。

所述划线工装包括第一限位杆，所述第一限位杆基于所述动轴内表面的加脂孔的位置定位，依据加脂孔进行定位，能快速准确的定位。

所述第一限位杆位于相邻的两个所述加脂孔之间，与两个所述加脂孔保持平行，并与两个所述加脂孔等距设置，方便人工操作。

所述划线工装还包括划线框，所述划线框内的区域为所述划线区域。划线时，沿着划线框内的边缘进行划线，操作简单方便。

所述划线框包括底边以及连接在所述底边的两端且与所述底边垂直的两个第一长边；所述第一限位杆连接在两个所述第一长边之间且与所述底边平行。第一限位杆与底板、两个第一长边围成划线区域，第一限位杆既能够用于定位，又组成了划线框，结构简单，方便人工操作。

两个所述第一长边的长度相等，适于同时抵在刹车盘上。在使用该划线工装进行划线时，一手扶着划线工装，使两个第一长边同时抵在刹车盘上，另一手可在划线框内划定划线区域，可以避免划线工装来回晃动，方便人工操作。

所述辅助钻孔工装还包括第二限位杆，所述第二限位杆基于所述动轴内表面的加脂孔的位置定位。方便对辅助钻孔工装进行定位，有利于保证钻孔位置的准确性。

所述第二限位杆位于相邻的两个所述加脂孔之间，与两个所述加脂孔保持平行，并与两个所述加脂孔等距设置。在使用时，只需要保证第二限位杆与两个加脂孔的连线平行或共线，第二限位杆的两端分别与加脂孔等距离，即可确定钻孔辅助工装的位置，操作简单方便。

所述底板面积基本与所述划线区域面积相等，适于嵌入所述划线区域；所述第二限位杆的位置对应于所述第一限位杆的位置。通过将底板嵌入划线区域内，进一步能确保辅助钻孔工装的定位准确性。

所述辅助钻孔工装还包括延伸设置在所述底板的两端的第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部适于抵住轴承与风机轮毂的连接面，第二支撑部适于抵住刹车盘。该辅助钻孔工装在使用时，第一支撑部抵住轴承与风机轮毂的连接面，第二支撑部抵住刹车盘，比较稳定，可以避免辅助钻孔工装来回晃动，人工可不必手扶该辅助钻孔工装，直接利用钻孔工具钻孔即可，方便进行操作。

所述第一支撑部包括至少一个固定于所述底板的支撑杆，所述支撑杆设置有上凹槽部，所述上凹槽部的台阶面用于避免与风机轴系与风机轮毂的连接螺栓发生干涉。

所述支撑杆还设置有下凹槽部，所述下凹槽部的台阶面用于与所述动轴内表面的凸台配合。在使用时，下凹槽部的台阶面与动轴内表面的凸台稳固配合，使得该辅助钻孔工装比较稳定，不易晃动。

所述第二支撑部包括至少一个调节螺杆，调节所述调节螺杆的长度使得所述螺杆抵靠在所述刹车盘上。由于刹车盘在加工时，可能存在加工精度较低的问题，因此各个位置的尺寸可能不一致，通过设置调节螺杆，能够保证第二支撑部能够稳定的支撑在刹车盘上。

所述底板还包括减重孔，所述定位孔内设有轴套。设置减重孔能够减轻该辅助钻孔工装的重量，便于运输，通过在定位孔内设置轴套，能够避免因在动轴内表面钻孔孔径过大而影响散热器的装配。

本发明第二方面提供一种散热系统安装工装，用于将散热系统安装于风力发电机组的主轴承动轴内表面，包括辅助钻孔工装，所述辅助钻孔工装包括：

定位部，用于对所述辅助钻孔工装进行轴向及周向定位；

划线部，用于在划线时，将所述动轴内表面划定与待安装的散热系统的散热器相适应的划线区域；以及

钻孔部，用于在钻孔时，将所述划线部嵌入打磨处理后的所述划线区域内，并且通过所述划线部上设置的钻孔部，对所述动轴打孔。

在使用时，先通过该辅助钻孔工装的底板的外边沿进行划线，划定划线区域，打磨该区域，再次使用该工装进行钻孔，这样一个工装多个用途，减少了工装的种类和数量。

所述定位部包括所述的第二限位杆、第一支撑部以及第二支撑部。

所述划线部包括所述的底板。

所述钻孔部包括所述的定位孔。

本发明第三方面提供一种散热系统安装方法，使用上述的散热系统安装工装，包括：

将所述的划线工装或所述的辅助钻孔工装定位，在风机动轴内表面划出划线区域；

对所述划线区域打磨处理；

将所述辅助钻孔工装嵌入所述划线区域并调整定位，进行钻孔；

将散热系统的散热器安装至所述动轴内表面。

通过该散热系统安装方法，能快速准确的将散热器安装到动轴内表面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的实施例1中提供的一种散热系统安装工装的划线工装的结构示意图；

图2为本发明的实施例1中提供的一种散热系统安装工装的辅助钻孔工装的结构示意图；

图3为图1的划线工装在动轴内表面上的结构示意图；

图4为图2的辅助钻孔工装在动轴内表面上的结构示意图；

图5为图4的局部放大图；

附图标记说明：

1－第一限位杆；2－底边；3－第一长边；4－底板；5－定位孔；6－第二限位杆；7－第一支撑部；8－上凹槽部；9－下凹槽部；10－第二支撑部；11－调节螺杆；12－减重孔；13－平板；14－加脂孔；15－刹车盘；16－凸台；17－风机轮毂；18－连接孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供了一种散热系统安装工装的具体实施方式，该散热系统安装工装用于将散热系统安装于风力发电机组的主轴承动轴内表面。主轴承包括轴承内环和轴承外环，轴承内环和轴承外环之间设置滚动部件，内环与外环之间可相互转动，本发明以轴承内环为动轴为例，在动轴内表面开设加脂孔14，对轴承部件进行润滑。风力发电机组的用于主轴承的散热系统，在本发明中以散热器为例，由于主轴承内表面除加脂孔14外无其他额外的定位装置，并且动轴的工作状态为转动状态，一旦散热器在周向或轴向等安装位置不平衡，会增加主轴承的偏心载荷，影响主轴承的安全运行寿命。因此，本发明提供了一种能够方便快捷地将散热器精确定位安装于轴承内表面的安装工装。如图1和图2所示，包括划线工装和辅助钻孔工装。

划线工装用于在动轴内表面划定与待安装的散热系统的散热器相适应的划线区域。其中划线工装包括第一限位杆1，第一限位杆1基于动轴内表面的加脂孔14的位置定位，依据加脂孔14进行定位，能快速准确的定位。

在使用时，如图3所示，第一限位杆1位于相邻的两个加脂孔14之间，与两个加脂孔14保持平行，并与两个加脂孔14等距设置，方便定位并人工操作。

本实施方式中的划线工装还包括划线框，划线框内的区域为划线区域。划线时，沿着划线框内的边缘进行划线，操作简单方便。

具体的，划线框包括底边2以及连接在底边2的两端且与底边2垂直的两个第一长边3；两个第一长边3沿动轴的轴向方向延伸，提供轴向的划线定位；第一限位杆1连接在两个第一长边3之间且与底边2平行，底边2以及第一限位杆1提供周向的划线定位。第一限位杆1与底板4、两个第一长边3围成划线区域，第一限位杆1既能够用于定位，又组成了划线框，结构简单，方便人工操作。由于本实施方式中需要安装的散热器的区域为矩形区域，因此划线框内的划线区域为矩形，划线框的面积大小适应于散热器的安装面积的大小。当然，在其他可替换的实施方式中，当需要安装的散热器的区域为其他形状或改变划线面积时时，划线框的形状可以做相应的调整，并且调整底边2的长度、第一限位杆1与第一长边3的连接位置来调整划线框的面积大小，调整第一长边3的长短来适应各种类型主轴承轴向的长度大小。因此，本发明提供的划线工装，结构简单、定位精确、易调整而通用性强。

作为可选的实施方式，两个第一长边3的长度相等，适于同时抵在轴向端部的凸出结构上。在使用该划线工装进行划线时，首先根据加脂孔14的位置定位限位杆的位置，一手扶着划线工装，使两个第一长边3在轴向进行定位，另一手可在划线框内划定划线区域，可以避免划线工装来回晃动，方便人工操作。当然，在其他可替换的实施方式中，两个第一长边3的长度可以缩短，不抵靠在刹车盘15上，对划线工装进行定位后，人手按压着该划线工装，在划线框内划线。

当动轴内表面的划线区域确定后，对划线区域进行打磨处理，安装散热器之前，还需要对动轴内表面进行钻孔，以安装散热器。因此，本发明还提供了一种辅助钻孔工装，与划线工装的定位原理类似，由于需要确定精确的打孔位置，因此，在划线工装的基础上增加在轴向两端的定位可调整牢固的定位，并限定合适的打孔区域。当然，由于本发明提供的辅助钻孔工装同时也具有适应于划线区域的底板的设置，也可以仅仅使用辅助钻孔工装同时实现划线工装和钻孔工装的功能。下面对本发明提供的辅助钻孔工装的原理和结构进行具体说明。

本发明提供的辅助钻孔工装以图2为例，包括适于嵌入打磨处理后的由划线工装所划出的划线区域内的底板4，此时底板4的形状适应划线区域的形状(例如可以稍微小于划线区域的面积)以嵌入划线区域中。在一些实施例中，两者的边线基本吻合，以提供精确的打孔位置。底板4上设有定位孔5，定位孔5的位置为预先经过计算的设定好的散热器的安装螺孔的位置。打孔时，将钻头穿过定位孔5对动轴打孔。

辅助钻孔工装还包括第二限位杆6，第二限位杆6的定位形式基本与上述第一限位杆1的定位形式相同，即基于动轴内表面的加脂孔14的位置定位。方便对辅助钻孔工装进行定位，有利于保证钻孔位置的准确性。

具体在使用时，如图4所示，第二限位杆6位于相邻的两个加脂孔14之间，与两个加脂孔14保持平行，并与两个加脂孔14等距设置。即通过将第二限位杆6与两个加脂孔14的连线保持平行或共线、第二限位杆6的两端分别与加脂孔14等距离，可确定钻孔辅助工装的定位孔5的轴向的位置，操作简单方便。

本发明提供的辅助钻孔工装的定位原理与划线工装的定位原理类似，并且大致形状类似，即，底板4面积基本与划线区域面积相等，适于嵌入划线区域；第二限位杆6的位置对应于第一限位杆1的位置。通过将底板4嵌入划线区域内，进一步能确保辅助钻孔工装的定位准确性。

辅助钻孔工装的轴向定位通过以下结构来实现：还包括在底板4的两端沿轴向方向延伸的第一支撑部7和第二支撑部10，第一支撑部7适于抵住轴承与风机轮毂17的连接面，第二支撑部10适于抵住刹车盘15。该辅助钻孔工装在使用时，第一支撑部7抵住轴承与风机轮毂17的连接面，第二支撑部10抵住刹车盘15，比较稳定，可以避免辅助钻孔工装来回晃动，人工可不必手扶该辅助钻孔工装，直接利用钻孔工具钻孔即可，方便进行操作。

作为可选的实施方式，第一支撑部7与底板4通过螺栓可拆卸连接，便于将第一支撑部7和底板4分开装配和运输。

第一支撑部7包括至少一个固定于底板4的支撑杆，支撑杆可以为整体沿轴向方向延伸的立体块状结构，支撑杆的一端固定于底板4，另一端卡接于风机的轮毂连接面。具体地，根据风机轮毂17连接面的形式，支撑杆的卡接面端设置有上凹槽部8以及下凹槽部9，上凹槽部8可以在支撑杆的块状结构的两个棱边处以倒角的形式形成，或者根据实际卡位空间的结构切除一定的结构，以避免与风机轴系与风机叶轮的连接螺栓发生干涉，图5中未示出连接螺栓，只示出了安装连接螺栓的连接孔18；下凹槽部9为在支撑杆的块状结构的径向厚度方向切除的台阶部，沿支撑杆的轴向延伸一定长度，形成的台阶面用于与动轴内表面的凸台16配合。在使用时，下凹槽部9的台阶面与凸台16稳固配合，使得该辅助钻孔工装比较稳定，不易晃动，实现辅助钻孔工装在轴向一端的定位。第一支撑部7的支撑杆的数量，可以是一个，也可以是多个，视工装的周向宽度而定。

在本实施方式中，第二支撑部10在底板4的轴向另一端延伸定位，可选的是，第二支撑部10以平板13的形式延伸至轴向另一端部，至端部处，为与另一端部定位卡合，形成沿径向延伸的凸出部。可选地，延伸的平板13的宽度可以小于底板4的宽度，有利于减重，便于运输。具体地，第二支撑部10包括一端从底板4延伸的平板13、沿平板13的另一端径向延伸的凸出部以及至少一个设置于凸出部的调节螺杆11，平板13的宽度小于底板4的宽度，凸出部上设有若干沿轴向延伸的螺纹孔，调节螺杆11安装在螺纹孔内，螺杆穿过螺纹孔抵靠动轴轴向另一端的刹车盘15等结构，调节这些调节螺杆11的螺母端，使得螺杆在轴向伸出凸出部的长度可调，定位时，将螺杆调节至抵靠在刹车盘15上。由于刹车盘15在加工时，可能存在加工精度较低的问题，因此各个位置的尺寸可能不一致，通过设置调节螺杆11，能够保证第二支撑部10能够稳定的支撑在刹车盘15上。当然，调节螺杆11的个数，可以是一个，也可以是多个。

底板4或延伸的平板13可分别设置减重孔12，定位孔5内设有轴套。设置减重孔12能够减轻该辅助钻孔工装的重量，便于运输，通过在定位孔5内设置轴套，能够避免因在动轴内表面钻孔孔径过大而影响散热器的装配。具体的，减重孔12为正方形孔，当然，在其他可替换的实施方式中，减重孔12可以为任意形状的孔。

该散热系统安装工装在使用时，当仅仅设置一个辅助钻孔工装时，上述的第二限位杆6、第一支撑部7以及第二支撑部10形成用于对该辅助钻孔工装进行轴向及周向定位的定位部，上述的底板4形成划线部，划线部用于在划线时，将动轴内表面划定与待安装的散热系统的散热器相适应的划线区域，上述的定位孔5作为钻孔部，钻孔部用于在钻孔时，将作为划线部的底板4嵌入打磨处理后的划线区域内，并且通过划线部上设置的钻孔部对动轴打孔，使用时先通过该辅助钻孔工装的底板4的外边沿进行划线，划定划线区域，打磨该区域，再次使用该工装进行钻孔；这样一个工装多个用途，减少工装的种类和数量。当设置了简单的划线工装以及较复杂的辅助钻孔工装时，先通过划线工装在动轴内表面划定划线区域，对划线区域内的动轴内表面的漆层打磨处理，将辅助钻孔工装的底板4嵌入打磨处理后的划线区域内，底板4上设有定位孔5，钻头直接穿过定位孔5进行打孔，划线工装和辅助钻孔工装配合，能保证在动轴内表面打磨和钻孔的便捷性和准确性，有利于快速将散热系统固定安装在动轴内表面上；由于划线工装和钻孔工装的定位原理类似和结构类似，这样进行不同区域划线和钻孔的同时作业，对人工的要求较低，提高了作业的统一性和提高了作业的效率。

本发明还提供一种散热系统安装方法，使用上述实施例中的散热系统安装工装，包括以下步骤：

将划线工装或辅助钻孔工装定位，在风机动轴内表面划出划线区域；

对划线区域打磨处理；

将辅助钻孔工装嵌入划线区域并调整定位，进行钻孔；

将散热系统的散热器安装至动轴内表面，具体通过螺栓将散热器安装至动轴内表面。

通过该散热系统安装方法，能快速准确的将散热器通过螺栓安装到动轴内表面。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。