风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置及方法与流程

本发明涉及风电齿轮箱箱体的在线修复技术，更具体地说，涉及风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置及方法。

背景技术：

现有的便携式镗孔机主要应用在造船、矿山、水电、石油等领域，风机机舱由于空间有限、吊装重量有限，导致鲜有一款适用的便携式镗孔机用于风电齿轮箱空中机舱内镗孔维修；目前，针对箱体轴承孔磨损镗孔后一般采用镶套的方式进行维修，以使轴承孔尺寸达到使用要求，但轴套与箱体的连接势必涉及到打孔步骤，这一过程在不拆开齿轮箱而进行维修的情况下，必然会造成铁屑的产生，且极容易进入箱体，从而对齿轮箱的运行造成影响；使用现有的便携式镗孔机对风机齿轮箱箱体轴承孔进行镗孔时，由于镗杆的支撑点相距较远，导致镗孔过程中稳定性差，造成加工后的轴承孔的精度、形位公差等不满足装配要求，结构需改善；同时，采用现有的便携式镗孔机镗孔后，由于缺乏有效定心工装，导致所镗轴承孔与基准的同心度难以保证；本发明设计了一种新型便携式镗孔机结构，采用镗孔后安装非标轴承的方法实现轴承孔磨损的在线修复，有效解决了上述现有技术问题。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提出风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置及方法；在满足机舱内操作空间大小的基础上可将自主设计的便携式镗孔机安装在齿轮箱上进行镗孔维修，避免齿轮箱下架，缩短工期，降低成本。

本发明具体通过以下技术方案予以实现所要解决的技术问题：

本发明中，风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置，包括镗孔机、镗孔机套筒和护罩，所述镗孔机包括镗杆、镗刀组件和动力输入装置；所述镗孔机套筒与风电齿轮箱电机侧的轴承孔I过渡配合，所述镗杆自由端穿过镗孔机套筒后位于风电齿轮箱叶片侧的轴承孔II内，所述镗杆自由端设有镗刀组件，所述镗刀组件处安装护罩，所述护罩一侧与风电齿轮箱箱体内腔端面贴合，所述护罩另一侧与镗孔机套筒外径贴合；所述镗杆固定端位于轴承孔I外侧，所述镗杆固定端上设有动力输入装置。

优选的，所述镗孔机套筒自由端位于轴承孔I与轴承孔II之间，所述镗孔机套筒固定端侧端面与风电齿轮箱箱体连接面之间通过螺栓穿过8个通孔后实现紧固连接。

优选的，所述镗孔机套筒固定端侧端面上还设有8个用于控制镗孔机同心度的顶起孔，所述顶起孔等距间隔设于8个通孔之间。

优选的，所述镗孔机套筒两端与镗杆接触面之间设有自润滑轴承，所述自润滑轴承与镗杆之间间隙配合。

优选的，所述镗孔机套筒两端内匹配设有用于定位自润滑轴承的凹槽，所述自润滑轴承安放凹槽内，所述自润滑轴承与镗孔机套筒两端的侧端面之间通过螺钉紧固连接。

优选的，所述自润滑轴承与镗杆之间间隙<0.2mm。

优选的，所述动力输入装置包括依次连接的控制器、电机和涡轮蜗杆减速机，所述涡轮蜗杆减速机通过键与镗杆连接。

本发明中，风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复方法，步骤如下：

A：拔出风机齿轮箱的高速轴系,搭建施工平台;

B：安装镗杆支撑装置和镗孔机并调整加工中心；

C：安装有机玻璃护罩；

D：对风机齿轮箱高速级叶片侧轴承孔进行镗孔；

E:拆除镗孔机等在线修复装置；

F:安装检测校表工装，对加工轴承孔进行检测；

G:拆除检测校表工装；

H：安装非标轴承，复装齿轮箱。

优选的，步骤B中，安装镗孔机套筒（镗杆支撑装置）和镗孔机并调整加工中心包括以下步骤：

（1）安装镗孔机套筒，套筒与轴承孔I过渡配合，其与箱体轴承孔I外侧端面（箱体透盖侧）接触的端面设有与箱体结构一致的通孔，可用螺栓进行固定；

（2）安装镗杆，在镗孔机套筒两端用螺钉各紧固了一个自润滑轴承，该轴承与镗杆之间的间隙控制在0.02mm以内；

（3）齿轮箱箱体透盖侧施工平台上安装依次连接的控制器、电机和涡轮蜗杆减速机，涡轮蜗杆减速机通过键与镗杆连接；

（4）测量轴承孔尺寸，安装镗刀组件（镗杆上的镗刀座和设于镗刀座上的镗刀片）；

（5）以箱体高速级叶片侧喷油环孔径为基准，通过八个方向上的顶起孔对镗孔机的中心度进行调整，要求跳动＜0.03mm，找中结束后紧固箱体透盖侧螺栓。

本发明有益效果：本发明的风电齿轮箱高速轴系镗孔机及轴承孔磨损在线修复方法，

（1）在满足机舱内操作空间大小的基础上可将自主设计的便携式镗孔机安装在齿轮箱上进行镗孔维修，避免齿轮箱下架，缩短工期，降低成本；

（2）根据齿轮箱高速级电机侧轴承孔结构，设计了镗孔机套筒及配件装置，既可以做到不破坏齿轮箱，又能增强便携式镗孔机的稳定性；

（3）在镗孔机套筒靠近电机侧一端设计的顶起孔可用来调整镗杆的位置，有效控制镗孔后高速级叶片侧轴承孔与基准的同心度；

（4）优化轴承，提高镗杆的稳定性；优化便携式镗孔机结构，便于空中维修，缩短工期，降低维修成本；

（5）镗孔后轴承孔尺寸、粗糙度等可达到图纸技术要求，满足使用要求；

（6）采用非标轴承可以避免在箱体上打孔，从而避免铁屑的产生，同时可以进一步缩短维修工期，降低成本。

附图说明

附图1为本发明的风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置结构示意图；

附图2为镗孔机套筒结构示意图；

附图3为镗孔机套筒A向结构示意图；

附图4为镗孔机中动力输入装置结构示意图；

附图5为检测校表装置结构示意图；

附图6为本发明风电齿轮箱高速轴系在线修复方法流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下实施例以附图1、2、3、4、5、6所示本发明一种风电齿轮箱箱体轴承孔磨损的在线修复方法为例进行实施：

结合附图1、2、3、4所示的风电齿轮箱高速级叶片侧轴承孔的在线修复装置结构示意图，包括镗孔机1、镗孔机套筒2和护罩（图中未示出），镗孔机1包括镗杆3、镗刀组件4和动力输入装置5；镗孔机套筒2与风电齿轮箱6电机侧的轴承孔I7过渡配合，镗杆3自由端穿过镗孔机套筒2后位于风电齿轮箱叶片侧的轴承孔II8内，镗杆3自由端设有镗刀组件4，镗刀组件4处安装护罩，护罩一侧与风电齿轮箱6箱体内腔端面贴合，护罩另一侧与镗孔机套筒2外径贴合；镗杆3固定端位于轴承孔I7外侧，镗杆3固定端上设有动力输入装置5；镗孔机套筒2自由端位于轴承孔I7与轴承孔II8之间，镗孔机套筒2固定端侧端面与风电齿轮箱6的箱体连接面之间通过螺栓9穿过8个通孔后实现紧固连接；镗孔机套筒2固定端侧端面上还设有8个用于控制镗孔机同心度的顶起孔10，顶起孔10等距间隔设于8个通孔之间；镗孔机套筒2两端与镗杆3接触面之间设有自润滑轴承11，自润滑轴承11与镗杆3之间间隙配合；镗孔机套筒2两端内匹配设有用于定位自润滑轴承11的凹槽12，自润滑轴承11安放凹槽12内，自润滑轴承11与镗孔机套筒2两端的侧端面之间通过螺钉13紧固连接；自润滑轴承11与镗杆3之间间隙<0.2mm；动力输入装置5包括依次连接的控制器14、电机15和涡轮蜗杆减速机16，涡轮蜗杆减速机16通过键与镗杆3连接；本镗孔机设计中：镗孔机套筒与电机侧轴承孔过渡配合，可最大程度上保证镗杆的稳定性；套筒与箱体的连接处设计了八个顶起孔，可用于调整镗杆，保证轴承孔的同心度；优化轴承，提高镗杆的稳定性；优化便携式镗孔机结构，便于空中维修，缩短工期，降低维修成本。

结合附图5所示的检测校表装置和附图6所示的风电齿轮箱高速轴系在线修复方法流程示意图，修复方法步骤如下：

（1）拔出齿轮箱的高速轴轴系（含高速轴及两侧轴承、小件），不能直接拔出高速轴系的齿轮箱需进行上下箱体开箱后移除高速轴轴系；

（2）安装镗孔机套筒进行定心，套筒与箱体高速级电机侧轴承孔过渡配合，其配合精度控制与加工完成后加工轴承孔和原轴承孔的同轴度相关联，其与箱体接触的法兰面有与箱体透盖端面螺纹孔对应的通孔，可用螺栓进行连接固定；

（3）安装镗杆，在镗孔机套筒两端各用螺钉紧固了一个自润滑轴承，该轴承与镗杆之间的间隙控制在0.02mm以内；

（4）在齿轮箱箱体透盖侧搭建施工平台，该平台上安装轴向进给装置（步进电机控制丝杠进给）、旋转驱动装置（蜗轮蜗杆电机控制镗杆的旋转），并与镗杆进行键连接；

（5）安装刀排、配重块及镗刀，刀排与镗杆通过连接块连接，连接块与镗杆为螺纹连接，与刀排为轴孔配合连接；

(6)用内径千分尺测量需加工轴承孔的具体尺寸，根据测量尺寸调整刀片径向进刀量；

(7)以齿轮箱箱体高速级叶片侧安装喷油环处轴承孔为加工基准，通过调整安装在镗孔机套筒八个方向顶起孔的螺栓，保证百分表在加工基准处的整圆跳动≤0.03mm，对中结束后紧固箱体透盖侧连接螺栓；

（8）在步进电机丝杠轨道上安装限位开关，对加工轴向进给量进行控制；

（9）在高速级叶片侧安装喷油环处安装工装喷油环，防止加工过程中铁屑从叶片侧调入齿轮箱内；

(10)在镗刀处安装护罩，护罩一侧与箱体内腔端面贴合，一侧与镗孔机套筒外径贴合；护罩为半分式，安装后通过罩箍固定。护罩材料为有机玻璃，便于操作者在加工过程中进行观察，出现异常能及时停止工作。护罩一侧开孔，便于加工过程中，通过吸尘器将铁屑吸出，安装过程中，注意开孔方向朝上；

(11)开启电机，进行对刀试切，如未出现异常，则继续加工，加工一刀完成后，拆除护罩，用内径千分尺测量加工轴承孔尺寸，检测刀片加工进给量精度，之后调整刀片径向进给量，安装护罩，继续第二刀加工；

(12)重复步骤11，直至轴承孔达到要求尺寸范围内；

(13)拆除整个镗孔机装置，清理轴承孔；

(14)安装检测校表装置（校表杆1、支撑固定块2、工装螺栓3及百分表），高速级电机侧、叶片侧轴承孔各安装1件支撑固定块，通过工装螺栓与箱体轴承孔接触，3个百分表分别安装在高速级电机侧轴承孔、高速级叶片侧加工轴承孔及高速级叶片侧安装喷油环处，通过调整两侧的工装螺栓，保证高速级电机侧轴承孔处及高速级叶片侧安装喷油环处的百分表整圆跳动≤0.02mm，完成后对加工轴承孔进行测量，得到初步的同轴度供技术人员进行判断，便于及时发现加工精度问题。

(15)拆除检测校表装置，清理轴承孔，安装非标轴承后复装齿轮箱。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。