一种双头螺柱定长预埋工装的制作方法

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种双头螺柱定长预埋工装。

背景技术：

风力发电机组以及其它大型机械设备等均由多个机械部件组装构成。考虑机械部件的可维护性，部件间连接常常采用可拆卸方式连接。结合双头螺柱的受力特点，其中较多部件连接方式采用双头螺柱，如在大型兆瓦级风力发电机组中，部件连接的大型紧固件经常采用双头螺柱配螺母垫圈方式连接。在风力发电机组变桨轴承、偏航轴承、风轮锁盘、主轴承座、主齿轮箱等部件安装均采用双头螺柱配螺母垫圈的连接方式，单台风机双头螺柱使用数量在500根以上。

风机大型部件在生产车间的装配过程中，每个双头螺柱需要工人逐一预埋在固定基体的螺纹孔内。双头螺柱螺纹与部件基体螺纹配合长度一般为螺柱公称直径的1.5-2倍，换算拧入旋转圈数约为10圈。现有条件下，人力手工拧紧费时费力；而且由于螺柱数量较多，完成上述作业花费时间长，严重影响车间组装的生产效率。另外在机械结构设计越来越精细化的情况下，对双头螺柱的定长安装提出越来越精细的要求，需要生产人员在双头螺柱旋入沉孔基体内的过程中完成对旋入深度的控制。同时人力手工预埋双头螺柱螺栓时，拧紧过程动作重复，难以持续性的完成标准化作业；常常出现旋入深度不符合要求的现象导致返工、浪费大量人力，且严重阻碍生产进度。现有车间安装双头螺柱的实际情况，一般是依靠人工进行手动旋入基体螺纹内。在机械结构设计越来越精细及紧凑情况下，沉孔螺纹加工深度及导入牙、双头螺柱本体长度、配合螺纹实际长度等参数在实际生产中的误差叠加就突显出来，成为制约车间安装双头螺柱效率提升的重要瓶颈。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，能够快速将双头螺柱以定长安装方式旋入预埋孔内，实现双头螺柱的定长安装，达到了改善生产人员作业条件，提高现场人员工作效率，降低了对车间生产人员的工作强度要求，解决风力发电机组以及其它大型机械设备双头螺柱预安装费时费力及常常存在返工风险的问题的双头螺柱定长预埋工装。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种双头螺柱定长预埋工装，包括工装本体，所述工装本体的顶部设有可与气动工具配合的气动工具接口，所述工装本体的底部设有可容纳双头螺柱一端的容纳腔，所述容纳腔的侧壁设有可与双头螺柱的外螺纹配合的内螺纹，所述容纳腔的顶壁设有用于对双头螺柱进行限位的限位部，所述工装本体的底部具有定位基面，所述定位基面与限位部之间的距离l为双头螺栓预埋伸出的特定长度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述限位部为可与双头螺柱一端部点接触的半球形。

作为上述技术方案的进一步改进，所述容纳腔包括上自由孔和位于上自由孔下方的螺纹配合孔，所述内螺纹设于螺纹配合孔的侧壁上，所述上自由孔的孔径大于螺纹配合孔的孔径，所述限位部设于上自由孔的顶壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气动工具接口为四方孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气动工具的外壁设有弹性销，所述气动工具接口的内侧壁上可与所述弹性销配合的定位孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位孔贯穿工装本体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工装本体为圆柱体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述容纳腔包括从上至下依次设置的上自由孔、螺纹配合孔和下自由孔，所述内螺纹设于螺纹配合孔的侧壁上，所述上自由孔和下自由孔的孔径均大于螺纹配合孔的孔径，所述限位部设于上自由孔的顶壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述下自由孔的孔径大于上自由孔的孔径。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工装本体为阶梯状圆柱体，且下端直径大于上端直径。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的双头螺柱定长预埋工装，能够快速将双头螺柱以定长安装方式旋入预埋孔内，实现双头螺柱的定长安装，达到了改善生产人员作业条件，提高现场人员工作效率，降低了对车间生产人员的工作强度要求，解决风力发电机组以及其它大型机械设备双头螺柱预安装费时费力及常常存在返工风险的问题，该工装只有一个部件，结构简单、一次预埋，直接到位，施工方便，满足大型机械部件连接快速组装的需求，物料价格便宜，具有明显的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例1的右视结构示意图。

图4是本发明实施例2的主视结构示意图。

图5是本发明实施例2的右视结构示意图。

图中各标号表示：

1、工装本体；2、气动工具接口；3、容纳腔；31、上自由孔；32、螺纹配合孔；33、下自由孔；4、内螺纹；5、限位部；6、定位基面；7、定位孔。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例的双头螺柱定长预埋工装，包括工装本体1，工装本体1的顶部设有可与气动工具配合的气动工具接口2，工装本体1的底部设有可容纳双头螺柱一端的容纳腔3，容纳腔3的侧壁设有可与双头螺柱的外螺纹配合的内螺纹4，容纳腔3的顶壁设有用于对双头螺柱进行限位的限位部5，工装本体1的底部具有定位基面6，定位基面6与限位部5之间的距离l为双头螺栓预埋伸出的特定长度。

使用时，首先将双头螺柱下端位于被连接件的预埋孔内；然后，气动工具与气动工具接口2连接后，直接开启气动工具将工装本体1下端的内螺纹4与双头螺柱上端的外螺纹进行旋合，直至双头螺柱上端与容纳腔3顶壁上的限位部5接触，双头螺柱上端部分在旋入工装本体1的深度被限制，即达到预设的特定长度l；此后，气动工具再旋转，带动双头螺柱旋转，从而带动整根双头螺柱旋入被连接件的基体内，当工装本体1的底部具有定位基面6与被连接件的预埋孔表面贴合后，双头螺柱定长预埋到位；最后，开始反转气动工具，使之从工装本体1旋出，完成了一个双头螺柱的定长预埋安装。

该双头螺柱定长预埋工装，能够快速将双头螺柱以定长安装方式旋入预埋孔内，实现双头螺柱的定长安装，达到了改善生产人员作业条件，提高现场人员工作效率，降低了对车间生产人员的工作强度要求，解决风力发电机组以及其它大型机械设备双头螺柱预安装费时费力及常常存在返工风险的问题，该工装只有一个部件，结构简单、一次预埋，直接到位，施工方便，满足大型机械部件连接快速组装的需求，物料价格便宜，具有明显的经济性。

本实施例中，限位部5为可与双头螺柱一端部点接触的半球形，点接触减少了限位部5与双头螺柱上端面的接触面积，避免了双头螺柱上端面受力卡滞的问题；且降低了限位部5套于双头螺栓上端顶面的摩擦力。当气动工具带动工装本体1反转脱离时，不会因为摩擦力过大而影响内螺纹4与双头螺柱外螺纹的分离，且在反转过程中能有效防止被定长拧入的双头螺柱因受力、卡滞而出现跟转现象。需要说明的是，在其他的实施例中，限位部5也可以是平面或者锥面的结构，锥面与球面效果基本等同，平面可以起到限位作用，但是无法解决反转过程中的跟转问题。

本实施例中，容纳腔3包括上自由孔31和位于上自由孔31下方的螺纹配合孔32，内螺纹4设于螺纹配合孔32的侧壁上，上自由孔31的孔径大于螺纹配合孔32的孔径，限位部5设于上自由孔31的顶壁。当双头螺柱的上端的外螺纹与内螺纹4配合后，气动工具继续旋转，双头螺柱的上端伸出内螺纹4到达上自由孔31内，在上自由孔31内双头螺柱不会与上自由孔31螺纹配合，直至双头螺柱的上端顶面与限位部5相抵。设置上自由孔31的目的在于，其一，减少内螺纹4的圈数，降低了气动工具旋入及反转旋出所需的时间，其二，进一步降低在反向旋出过程中内螺纹4与双头螺柱受力卡滞现象，有效解决了在旋出定长安装预埋装置过程中使双头螺柱被反转旋出的问题。总的来说，在解决双头螺柱定长安装的问题的同时既降低了旋合施工准备时间，又降低了反向旋出所需时间，提高了生产作业效率。

本实施例中，气动工具接口2为四方孔，四方孔能够防止气动工具相对气动工具接口2转动。气动工具的外壁设有弹性销，气动工具接口2的内侧壁上可与弹性销配合的定位孔7。气动工具插入气动工具接口2时，弹性销会卡入定位孔7内，实现气动工具与气动工具接口2的定位与连接。优选的弹性销设置一对，定位孔7也为一对，进一步的，定位孔7贯穿工装本体1，即两个定位孔7均延伸至工装本体1的表面，当气动工具与气动工具接口2脱离时，弹性销异常不能自动缩回，通过一根钢棒或者其他杆状物伸入定位孔7内，挤压弹性销是弹性销缩回退出定位孔7，进而使气动工具与气动工具接口2分离。

本实施例中，工装本体1优选为圆柱体。

工作原理：

首先，将双头螺柱下端位于被连接件的预埋孔内；然后，气动工具与气动工具接口2连接后，直接开启气动工具将工装本体1下端的内螺纹4与双头螺柱上端的外螺纹进行旋合，当双头螺柱上端的外螺纹与内螺纹4配合后，气动工具继续旋转，双头螺柱的上端伸出内螺纹4到达上自由孔31内，在上自由孔31内双头螺柱不会与上自由孔31螺纹配合，继续旋转直至双头螺柱的上端顶面与限位部5相抵，双头螺柱上端部分在旋入工装本体1的深度被限制，即达到预设的特定长度l；此后，气动工具再旋转，带动双头螺柱旋转，从而带动整根双头螺柱旋入被连接件的基体内，当工装本体1的底部具有定位基面6与被连接件的预埋孔表面贴合后，双头螺柱定长预埋到位；最后，开始反转气动工具，使之从工装本体1旋出，完成了一个双头螺柱的定长预埋安装；重复以上动作，直至完成所有双头螺柱的定长预埋安装。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例的双头螺柱定长预埋工装，与实施例1的区别在于：

本实施例中，容纳腔3包括从上至下依次设置的上自由孔31、螺纹配合孔32和下自由孔33，内螺纹4设于螺纹配合孔32的侧壁上，上自由孔31和下自由孔33的孔径均大于螺纹配合孔32的孔径，限位部5设于上自由孔31的顶壁，这样设置，相当于内螺纹4的圈数减少，双头螺柱的与上自由孔31和下自由孔33均不会产生螺纹配合，减少了双头螺柱与内螺纹4与双头螺柱螺纹旋合的长度，内螺纹4仅预留有2-3个螺距长度，进一步降低了气动工具旋入及反转旋出所需的时间，而且螺纹配合少，在反转旋出时更不易将双头螺柱带出，解决了在旋出定长安装预埋装置过程中使双头螺柱被反转旋出的问题。

本实施例中，下自由孔33的孔径大于上自由孔31的孔径，使得该定长安装预埋装置整体重量降低，更有利于降低施工人员手持工具的整体重量，从而减轻作业强度，提高现场人员的作业条件。且使得该定长安装预埋装置整体刚度更趋于一致，性能更加稳定。为此，工装本体1为阶梯状圆柱体，且下端直径大于上端直径，下自由孔33设置在直径大的下端。

需要说明的是，除了实施例2外，在其他实施例中，根据具体使用场合下双头螺柱的伸出长度不同需求，可以将下自由孔33作为不同长度的自由部件，与工装本体1脱离，作为单独的部件，使用时通过螺纹与工装本体1进行配合，并实现不同定长安装的需求。

需要说明的是，除了以上实施例1、例2外，在其他实施例中可以将限位部5以单独的钢球焊接在此部位进行使用，以降低此装置的加工难度。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。