螺栓快速安装装置及风力发电机轮毂的装配方法与流程

本发明属于机械工具技术领域，尤其涉及一种螺栓快速安装装置及风力发电机轮毂的装配方法。

背景技术：

目前针对普通的螺栓连接，为了防止在紧固螺母的时候，螺栓一同转动，一般需要用扳手将螺栓的螺帽固定，这样不仅需要人手工操作，并且在紧固螺母的时候，操作固定螺帽的一端也需要人持续施加固定扳手的力，以防止螺帽与扳手松脱。

通常的解决方案是，在螺栓安装的螺栓孔设置防转结构：

例如，在螺栓孔靠近螺帽的一端设计与螺帽配合防转的凹槽，当螺帽嵌入在凹槽中之后，通过凹槽防止螺帽转动，进而起到了防转的作用，这种解决方案的缺点在于，需要对螺栓孔的端部加工凹槽，不仅破坏螺栓孔所在工件的结构强度，也增加了加工成本。

再例如，在螺帽与螺栓孔之间加装防扭转垫圈，防扭转垫圈的防扭转作用有限，有的防扭转垫圈是通过破坏式的连接方式进行连接，对工件表面以及螺帽都会带来一定程度上的破坏，并且防扭转垫圈本身需要占用一定的空间。

针对风力发电机领域，在风力发电机内部安装了许多散热片，该散热片占据了较大的空间，导致发电机与叶轮装配时，没有足够空间放置扳手来紧固螺母。

目前，针对轮毂和发电机空间狭小等问题除了在设计上预留操作空间外，只能操作人员手工将螺母把持住之后用液压扳手进行打力矩，但是随着螺栓的增大，力矩值也相应的增大，再用人工或开口扳手进行固定螺母变得越来越困难。

因此，如何快速有效、方便高效的对轮毂和发电机连接螺栓上的螺母进行安装固定以及螺栓的紧固成为一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种螺栓快速安装装置及风力发电机轮毂的装配方法，解决安装螺栓时对螺栓的螺帽或者与螺栓配合的螺母进行固定的问题。

第一方面，提供了一种螺栓快速安装装置，包括：

固定部件，其上间隔设置两个或两个以上防转结构，用于从径向夹持螺栓的螺帽或与螺栓配合的螺母；

挡板，安装在所述固定部件上，并且所述挡板设置在对应所述防转结构的外侧，所述挡板与所述防转结构之间的距离小于所述螺帽或所述螺母的高度，或者所述挡板直接与所述固定部件的防转结构的部位贴合，用于从轴向支撑所述螺帽或所述螺母。

可选地，所述螺栓快速安装装置，还包括

支撑结构，设置在所述固定部件上远离所述挡板一侧的表面，所述支撑结构用于支撑在螺栓安装的工件表面。

可选地，所述支撑结构凸出于所述固定部件表面的高度小于所述螺帽或所述螺母的高度。

可选地，所述支撑结构具有两个或两个以上，并且间隔设置在所述固定部件表面；优选地，所述支撑结构具有4个，分布在所述固定部件表面的四角位置。

可选地，所述固定部件远离所述防转结构的一侧设有把手，优选地，所述把手与所述固定部件一体成型。

可选地，在所述固定部件上沿着所述防转结构的分布区域间隔设置有两个或两个以上定位孔，用于通过螺钉将所述固定部件固定在螺栓安装的工件上。

可选地，所述支撑结构对应安装在所述定位孔处，并且所述支撑结构具有与所述定位孔同轴的开孔。

可选地，所述支撑结构设为加厚垫圈。

可选地，所述两个或两个以上防转结构沿着所述固定部件呈直线形分布或者弧线形分布。

可选地，所述两个或两个以上防转结构均匀分布。

可选地，所述固定部件为固定板，所述防转结构为设置在固定板上的凹槽，优选地，所述凹槽的开口部位向内侧收缩，使开口部位的宽度小于所述螺帽或所述螺母的宽度、大于螺栓的螺柱的直径，以便于整个螺栓快速安装装置在安装螺栓完成之后，能够快速的拆卸。

可选地，所述凹槽设为与所述螺帽或所述螺母适配的六角形形状。

可选地，所述固定部件为固定板，所述防转结构为设置在所述固定板上、与所述螺帽或所述螺母适配的夹持孔。

可选地，所述挡板上设有缺口，以减轻所述挡板的重量。

可选地，所述挡板通过焊接的方式固定连接在所述固定部件上；

或者，所述挡板通过螺钉连接在所述固定部件上；

或者，所述挡板通过滑槽配合或卡扣连接的方式连接在所述固定部件上。

第二方面，提供了一种风力发电机轮毂的装配方法，包括：

在所述螺栓快速安装装置的防转结构中放置螺母；

将所述螺栓快速安装装置放置在发电机轮毂上的轮毂一侧安装螺栓的端面，并将所述防转结构中的螺母与所述轮毂上的螺栓孔一一对准位置；

利用螺钉将所述螺栓快速安装装置固定在所述轮毂一侧的端面的螺纹孔中，所述螺纹孔位于所述螺栓孔内侧的端面上；

将螺栓自所述发电机轮毂上的发电机一侧插入所述螺栓孔中，使所述螺栓与所述防转结构中的螺母连接；

利用工具将螺母紧固在发电机一侧的螺栓上。

本发明提供的螺栓快速安装装置，结构简单，操作方便，可以将螺栓快速进行固定，使螺栓在安装螺母的过程中保持不动，不会扭转；从而便于安装螺栓时的人工操作，提高了工作效率、降低了劳动成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例的螺栓快速安装装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的螺栓快速安装装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的螺栓快速安装装置的另一个视角的结构示意图；

图4是本发明实施例的固定部件的结构示意图；

图5是本发明实施例的固定部件的另一种结构示意图；

图6是本发明实施例的固定部件的另一种结构示意图；

图7是风力发电机与轮毂的装配结构示意图；

图8是图7中的局部放大图；

图9是风力发电机与轮毂的装配结构示意图；

图10是图9中的局部放大图。

图中：

1、螺栓快速安装装置；

10、固定部件；11、把手；12、定位孔；101、固定板；15、防转结构；151、凹槽；152、夹持孔；

20、挡板；21、缺口；

30、支撑结构；301、加厚垫圈；

41、螺栓；42、螺母；

50、轮毂；51、螺栓孔；52、螺纹孔；

60、风力发电机；61、散热片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

如图1-6所示，本发明实施例提供一种螺栓快速安装装置1，包括：固定部件10和挡板20，

如图1-2所示，固定部件10上间隔设置两个或两个以上防转结构15，用于从径向夹持螺母42；一般地，防转结构15的数量根据使用的需求而定，例如需要一次性安装5个甚至更多的螺母42时，就要设置相应数量的防转结构，防转结构之间的距离一般可以是等间距设置，但也可以是不等间距。当使用螺栓快速安装装置进行法兰结构等部件的螺栓安装时，需要将固定部件10上的防转结构15对应地设置成与法兰结构的弧度相适配的弧形分布，以使防转结构15可以夹持住螺母42，并且将螺栓在法兰结构上进行与法兰孔位置相同的定位。

可选地，固定部件10上的防转结构15，也可以用于从径向夹持螺栓的螺帽，根据本发明的技术方案，可以一次性夹持多个螺栓的螺帽。本领域技术人员可以根据实际使用的需要，选择用防转结构15夹持螺母42或者夹持螺栓的螺帽。

挡板20安装在固定部件10上，并且挡板20设置在对应防转结构15的外侧，挡板20与防转结构15之间的距离小于螺帽(或者螺母42)的高度，用于从轴向支撑螺栓41的螺帽(或者螺母42)，以防止螺栓41的螺帽(或者螺母42)在被防转结构15从径向夹持时，螺帽(或者螺母42)进入防转结构15与挡板20之间的空间内，从而对螺帽从轴向进行支撑；当操作固定部件10时，安装在固定部件10上的挡板20可以推动螺栓41的螺帽靠近被安装的工件表面，使螺栓的螺帽被防转结构15、挡板20、工件表面进行固定，螺帽的位置固定不动，从而螺栓41也就无法转动或轴向移动，从而便于在螺栓的螺柱一端安装螺母。

需要指出的是挡板20可以通过焊接或机械配合的方式与固定部件10连接，采用焊接连接时，将挡板20的四边缘设置为向固定部件10一侧凸伸，从而将挡板20支撑在固定部件10上，在支撑位置进行焊接操作；采用机械配合的方式时，可以使用螺钉连接的方式，在保证挡板20与固定部件10之间具有一定的空隙，满足挡板20与防转结构15之间的距离小于螺帽的高度这一要求，具体可以根据设计和加工的需要来完成。

该装置沿着螺栓的轴线方向移动少于一个螺帽厚度的距离就可以从螺帽上脱离，方便的取出该装置。

可选地，也可以将挡板20直接与固定部件10的防转结构15的部位贴合，具体地，可以将挡板20焊接在防转结构15的部位，使挡板20与防转结构15一起对螺栓的螺帽或者螺母42进行固定。

可选地，挡板20还可以通过滑槽配合或卡扣连接的方式连接在固定部件10上。

本实施例的技术方案的优点在于，通过两个或两个以上的防转结构15同时对多个螺栓41进行夹持固定，从而可以通过多个螺栓41之间进行相互限制作用，即只要设置两个或两个以上的螺栓41，就可以使螺栓自动被螺栓快速安装装置进行限制转动，从而可以降低人工操作固定螺栓的螺帽的难度，便于对螺栓的螺柱一端安装螺帽以及将螺帽紧固。

如图1-2所示，本实施例提供的螺栓快速安装装置1还包括支撑结构30，支撑结构30设置在固定部件10上远离挡板20一侧的表面，支撑结构30用于支撑在螺栓41安装的工件表面，这样在工件表面与固定部件10之间形成一安装控件，当螺栓或螺母被紧固时，防转结构15中的螺帽(或者螺母)随着螺栓而被紧固在工件表面上。支撑结构30可以是成型在固定部件10上的一体式结构，例如在固定部件10上加工形成的凸台结构，或者在固定部件上通过模切成型、以及冲压成型的方式形成的凸出于固定部件表面的结构设计，或者也可以是外设在固定结构10上的零部件，例如铆接或者焊接在固定结构10上的凸柱、凸块等。

支撑结构30凸出于固定部件10表面的高度小于螺栓41的螺帽的高度。这一设计的目的是，确保螺栓41的螺帽被充分地固定于被安装的工件表面。如果支撑结构30凸出于固定部件10表面的高度大于螺栓41的螺帽的高度，那么将会导致螺帽无法很好地在轴向被固定，使螺帽可以在轴向方向上做一定距离的移动。但对有些允许一定移动的工作环境，也可以不必然对支撑结构30凸出于固定部件10表面的高度提出具体要求。

支撑结构30具有两个或两个以上，并且间隔设置在固定部件10表面；优选地，支撑结构30具有四个，分布在固定部件10表面的四角位置。上述设计的目的是确保支撑结构30可以从多个位置提供支撑，使整个固定部件10的表面被支撑结构30稳定地支撑在被安装的工件表面。

根据本领域技术人员的设计习惯，支撑结构30沿着防转结构15分布的区域间隔地设置为两个也可以满足基本的操作要求，当然，当支撑结构设置为四个时，并且分布在固定部件10表面的四角位置时，其支撑效果更好。

固定部件10远离防转结构15的一侧设有把手11，把手11的设计可以便于操作者对整个螺栓快速安装装置进行操作，优选地，把手11与固定部件10一体成型，采用一体成型的方式，可以使整个固定部件10的结构更简单，易于加工。把手11是在安装螺母和垫片时方便把持该装置，同时在紧固螺母后方便取出该发电机和螺栓快速安装装置。

但是基于本领域技术人员的理解，把手11也可以可拆卸地安装在固定部件10上，这样就可以根据需要，将把手11拆卸下来，例如有些操作空间狭小的地方，将把手11去掉之后，会节省一定的操作空间。

如图4、图7、图10所示，在固定部件10上沿着防转结构15的分布区域间隔设置有两个或两个以上定位孔12，用于通过螺钉将固定部件10固定在螺栓41安装的工件上。例如，在对风力发电机轮毂进行装配时，环绕轮毂50设计的螺栓孔51的内侧均匀的设置有螺纹孔52，通过螺钉穿过定位孔12并连接在螺纹孔52中，从而达到将整个螺栓快速安装装置固定定位在轮毂50上，便于人工对螺栓的螺柱一端操作紧固螺母。

可选择地，支撑结构30对应安装在定位孔12处，并且支撑结构30具有与定位孔12同轴的开孔。将支撑结构30与定位孔12进行有机地结合，不仅简化了支撑结构30和定位孔12的设计，还可以将二者的功能进行整合，即在支撑结构30的支撑位置，将螺钉穿过定位孔12进行固定连接，达到同时进行支撑、定位、连接的效果。

可选择地，支撑结构30设为加厚垫圈301，加厚垫圈301具有良好的支撑性能，并且也便于螺钉穿过定位孔12与轮毂50上的螺纹孔52直接固定连接。加厚垫圈301通过焊接在固定部件10上，加厚垫圈301与固定部件10上的定位孔12位置保持一致，加强了固定部件10的强度，同时能够保证螺母与垫片接触，并保证螺栓紧固后螺栓伸出发电机法兰面的距离相同。

如图1、图2、图4所示，为了与轮毂50这样的法兰类的结构适配，防转结构15沿着固定部件10呈弧线形分布。使防转结构15可以沿着轮毂50圆周与轮毂上的螺栓孔51定位配合，此时的防转结构15设计成与轮毂50上的螺栓孔51分布位置相对应的均匀分布。

可选择地，如图5、图6所示，防转结构15也可以沿着固定部件10呈直线形分布，以便于对同一个平面上的呈直线形状排列的多个螺栓孔进行操作螺栓的快速安装和固定。

具体地，固定部件10为固定板101，防转结构15为设置在固定板101上的凹槽151，优选地，凹槽151的开口部位向内侧收缩，使开口部位的宽度小于螺栓41的螺帽的宽度、大于螺栓41的螺柱的直径，当螺栓紧固完成后，该螺栓快速安装装置从螺母上脱离后就能方便的取出该螺栓快速安装装置。为了安装方便，凹槽151设为与螺帽适配的六角形形状，或者凹槽也可以设计为能够与螺帽适配的其他形状，例如平行槽口的设计，能够将螺帽从径向夹持。当螺帽为异形结构而不是正六角形结构时，凹槽151也可以设计成与螺帽适配的异形形状。

可选择地，如图4-6所示，固定部件10为固定板101，防转结构15为设置在固定板101上、与螺帽适配的夹持孔152。夹持孔152的设计可参考凹槽151的设计要求，其与凹槽151的不同之处仅在于凹槽151是开口式的结构，而夹持孔152是封闭式的结构。

挡板20上设有缺口21，缺口21可以设计为多个，并且沿着挡板20均匀分布，该缺口21起到减轻挡板20重量的作用，能够方便工作人员手持和操作。

本实施例还提供一种风力发电机轮毂的装配方法，包括：

在以上实施例提供的螺栓快速安装装置1的防转结构15中放置螺母42；

将螺栓快速安装装置1放置在发电机轮毂上的轮毂50一侧安装螺栓41的端面，并将防转结构15中的螺母42与轮毂50上的螺栓孔51一一对准位置；

利用螺钉将螺栓快速安装装置1固定在轮毂50一侧的端面的螺纹孔52中，螺纹孔52位于螺栓孔51内侧的端面上；

将螺栓41自发电机轮毂上的发电机一侧插入螺栓孔51中，使螺栓41与防转结构15中的螺母42连接；

利用工具将螺母42紧固在发电机一侧的螺栓41上。

具体地，图7-10为该装置在风力发电机60和轮毂50装配时的应用图，该装置主要是应用在风力发电机60和轮毂50连接螺栓41(或螺母42)的紧固，由于风力发电机60内部有一整圈的散热片61，因此导致散热片61距离发电机法兰面之间的距离小于力矩扳手和套筒的距离要求，因此通过该装置可以快速、有效的对多个螺母进行固定，并对螺栓41进行紧固，起到开口扳手的作用。

在进行操作时，先将多个螺母42放置于该装置固定板的防转结构15(例如凹槽151)内，凹槽151具有六面体形状，可以有效防止发生螺母42掉落，并通过挡板20防止螺母42从凹槽151的轴向方向上脱落；将放置好螺母42的装置，由工作人员手持该装置放置在散热片与发电机法兰面之间，固定螺栓通过固定板上的定位孔12和支撑结构(例如加厚垫圈301)后，固定在发电机上的螺纹孔52上；同时将螺栓41从轮毂50的一侧将螺栓41穿过螺栓孔51后与螺母42进行对接，通过在轮毂侧的螺栓进行打力矩，螺栓41与螺母42紧固的过程中，加厚垫圈301和挡板20共同作用下保证了螺栓41露出发电机法兰面的距离保证一致；当完成螺栓41的紧固后，将该装置沿着螺栓的轴向方向，向发电机散热片的方向移动，从而将螺母42从固定板的凹槽151内脱离出来。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。