防错定位系统、法兰及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及一种防错定位系统、法兰及风力发电机组。

背景技术：

法兰连接具有拆卸方便、强度高、密封性能好等优点，是机械领域中常用的连接方式，尤其是在大型管道或者大型器材等大型机械结构中，多使用法兰连接的方式进行机械连接。例如锅炉房中的管道与管道之间多使用法兰连接进行安装，风力发电机组中的叶片与变桨轴承、轮毂与变桨轴承，以及其他部件之间均使用法兰连接进行安装。

在大型机械结构的法兰连接进行法兰对接装配的过程中，经常出现错位或错装问题，导致连接螺栓受剪切力而强度受损，甚至发生螺栓断裂，影响设备运行的可靠性，并增加设备的维护成本。

针对法兰对接错位或错装的问题，在实际安装作业中，会在法兰边缘标记零刻度线作为两个法兰对接定位的参照，并使用带有螺纹的导正棒旋入一个的螺纹孔，露出部分与另一个法兰的螺纹孔配合连接，并在其余螺栓安装完成后取出导正棒。但是，导正棒很容易卡死，不好取出，导致法兰对接装配效率降低，影响施工进度。

此外，现有技术中还有利用设置定位销的方式来辅助法兰对接，但这种方式对定位销的加工精度要求极高，而且没有考虑定位销加工误差大，以及法兰对接装配过程中存在多次碰撞磨损等问题，使得定位精度较低，无法有效解决法兰对接错位或错装的问题。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种防错定位系统、法兰及风力发电机组，以解决法兰对接装配过程中易出现错位或错装的问题，并提高定位精度。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种防错定位系统，包括定位部和检测提示部，定位部包括：安装座，安装座具有容纳空间；定位销，定位销可往复移动地设置在容纳空间内；弹性件，弹性件设置在容纳空间内并抵持在定位销上，是定位销保持在部分地伸出于容纳空间的伸出位置；检测提示部检测并获取定位销的位置，并根据定位销的位置进行声音提示和/或显示提示。

进一步地，检测提示部包括：检测器，检测器设置在弹性件的远离定位销的一端，并检测弹性件的压力值，并根据压力值发送信号；提示单元，提示单元根据信号进行声音提示和/或显示提示。

进一步地，检测提示部包括：检测器，检测器设置在容纳空间内，并检测定位销的位移，并根据位移发送信号；提示单元，提示单元根据信号进行声音提示和/或显示提示。进一步地，安装座内设置有通孔，且安装座的第一端设置有向通孔中心凸出的止挡凸缘，定位部还包括限位件，限位件从安装座的第二端伸入通孔内，且与安装座及止挡凸缘构成容纳空间。

进一步地，定位销处于伸出位置时，定位销伸出容纳空间的部分上设置有导向结构。

根据本实用新型的实施例的另一方面，还提供了一种法兰，包括法兰主体和防错定位系统，防错定位系统为上述任一防错定位系统，法兰主体上设置有安装孔，定位部设置在安装孔内，且定位销处于伸出位置时，定位销部分地凸出于法兰主体的端面。

进一步地，法兰上设置有至少两个中心不在同一法兰直径上的安装孔，各安装孔内均对应设置有定位部。

进一步地，安装座与安装孔过盈配合，或安装孔为螺纹孔，安装座的外周设置有螺纹段，安装座与安装孔螺纹连接。

根据本实用新型的实施例的另一方面，还提供了一种风力发电机组，包括第一法兰和第二法兰，第一法兰为上述任一法兰，第二法兰与第一法兰配合，第二法兰上设置有容纳定位销的伸出部分的定位孔。

根据本实用新型的实施例的防错定位系统、法兰及风力发电机组，通过设置弹性定位销进行定位，并根据对弹性定位销的位置进行检测来进行定位结果提示，根据定位结果进行定位可以提高定位精度，有助于提高法兰对接的定位效率，进而有效地解决法兰对接错位或错装的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的防错定位系统的定位部的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的防错定位系统的定位销的俯视图；

图3为本实用新型实施例的防错定位系统的检测提示部的信号传输示意图；

图4为本实用新型实施例的防错定位系统的检测提示部的第一工作状态示意图；

图5为本实用新型实施例的防错定位系统的检测提示部的第二工作状态示意图；

图6为本实用新型实施例的法兰的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的风力发电机组的局部结构示意图。

附图标记说明：

10、安装座；11、定位销；12、弹性件；13、止挡凸缘；14、限位件；15、导向结构；20、检测器；21、提示单元；30、法兰主体；31、安装孔；41、第一法兰；42、第二法兰；43、定位孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的防错定位系统、法兰及风力发电机组进行详细描述。

本实施例中，该防错定位系统用于在法兰的对接装配过程中进行定位。在其他实施例中，该防错定位系统还可用于其他场景，例如，对其他机械结构的对接装配进行定位。

如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，该防错定位系统包括定位部和检测提示部。其中，定位部包括安装座10、定位销11和弹性件12，安装座10具有容纳空间，定位销11可往复移动地设置在该容纳空间内，弹性件12设置在该容纳空间内，并抵持在定位销11上，使定位销11部分地伸出于该容纳空间的伸出位置。检测提示部检测并获取定位销11的位置，并根据定位销11的位置进行声音提示和/或显示提示。

定位部安装在其中一个待对接装配的法兰上，用于在该法兰与另一法兰对接时进行定位；检测提示部用于检测定位部的定位结果，并针对定位结果进行提示。由于该防错定位系统采用的定位部的定位销11可往复移动，因而在两个法兰对接过程中，两个法兰对准时，定位销11受弹性件12的支撑进行定位；两个法兰未对准时能够将定位销11压入容纳空间内，防止定位销11在对准过程中承受多次碰撞，避免损坏定位销11，从而保证使用寿命和定位效果。检测提示部通过检测定位销11的位置可以判断两个法兰是否对正，进而进行提示，使工作人员更加方便地确定对接效果，提高两个法兰的对接效率。

本实施例中，安装座10内设置有通孔，且安装座10的第一端设置有向通孔中心凸出的止挡凸缘13；定位部还包括限位件14，限位件14从安装座10的第二端伸入通孔内，且与安装座10及止挡凸缘13构成容纳空间。

其中，安装座10的结构可以为具有空心的柱体，柱体的空心相当于安装座10的容纳空间，柱体顶部具有朝向中心止挡凸缘13，可用于止挡定位销11，限制定位销11在弹性件12的支撑下完全伸出容纳空间而与安装座10完全脱离。

限位件14固定设置在安装座10的内部，限位件14可以与弹性件12固定连接，也可以抵持弹性件12，只要可用于支撑弹性件12即可。例如，限位件14可以为限位螺钉，安装座10内部具有螺纹，限位螺钉从安装座10的底部旋入并固定在安装座10内，与安装座10及其顶部的止挡凸缘13构成容纳空间。

在将限位件14伸入并固定在安装座10内之前，将定位销11和弹性件12按照先后顺序，从安装座10底部的通孔安装入容纳空间。在将限位件14安装完成之后就形成了定位部。

优选地，定位销11上设置有导向结构15。导向结构15设置在定位销11处于伸出位置时，伸出安装座10的容纳空间的部分上，导向结构15用于引导定位销11伸出安装座10的通孔，以及方便定位销11伸入另一法兰上对应的预留定位空间内。如图2所示，导向结构15可以为圆台形、锥形、或者球形等具有斜度的结构。

如图4及图5，一种可行的实施方式中，检测提示部包括检测器20和提示单元21。检测器20设置在弹性件12的远离定位销11的一端，并检测弹性件12的压力值，并根据检测到的压力值发送信号。提示单元21根据信息进行声音提示和/或显示提示。

检测器20可以为压力传感器，设置在弹性件12与限位件14之间，用于检测弹性件12的压力值，以确定与弹性件12连接的定位销11的位置。例如，若弹性件12抵持在限位件14上，可以将压力传感器设置在弹性件12与限位件14的抵持点，以准确地检测出弹性件12的压力值。

需要说明的是，检测器20根据其类型的不同可以设置在不同位置，例如，若检测器20为压力传感器，则设置在弹性件12与支撑弹性件的部件(本实施例中为限位件14)之间。若检测器20为位移传感器，则设置在能够检测定位销11位移的位置处。

若检测器20检测到的压力值较小(小于设定值)，则可以判断弹性件12处于松弛或轻微压缩状态，确定定位销11伸出安装座10的容纳空间，并发送定位销11定位成功的信号。若检测器20检测到的压力值较大(大于设定值)，则可以判断弹性件12处于压缩状态，确定定位销11被挤压在安装座10的容纳空间内，并发送定位销11定位失败的信号。提示单元21与检测器20通信连接，接收检测器20发送的信号，并进行相应地定位结果提示。

检测器20还可以检测定位销11的位移，并根据检测到的位移向提示单元21发送信号，使提示单元21来相应地确定定位销11的位置，进行针对定位结果的提示。例如，检测器20为红外传感器或位移传感器，设置在安装座10的容纳空间内，可以实时检测定位销11的位移，并根据检测到的定位销11的位移发送位移信号。

本实施例中，检测器20与提示单元21的信号传输路径可以参照图3，电路连接原理可以参照图4和图5。在弹性件12的压力值(由定位销11的位移引起)发生变化时，检测器20(例如压力传感器)检测到该变化，发送压力变化信号。信号采集装置采集压力传感器发送的信号，并发送至信号发射装置，由信号发射装置发送至信号接收装置，再通过信号接收装置传输至提示单元21，使提示单元21可以根据接收到的信号确定法兰是否定位成功，并进行定位结果提示。其中，各个部件的连接可以采用无线通信连接，或者有线通信连接。

提示原理如图4和5所示，弹性件12可以为弹簧，将弹簧远离定位销11的一端与压力传感器连接，压力传感器连接在电路中(电路包括串联连接的提示单元21、开关和电源等)。由弹簧的状态控制电路的开关。

若两法兰未对正，定位销11被压入安装座10的容纳空间，弹簧处于压缩状态，则压力传感器检测到弹簧的压力高于预设值，则发出信号使电路的开关处于断开状态，电路中的提示单元21不报警或显示两法兰未对正。

若两法兰对正，定位销11伸出安装座10的容纳空间，弹簧处于松弛状态，则压力传感器检测到弹簧的压力低于预设值，则发出信号，使开关处于闭合状态，电路中的提示单元21进行预设的提示。例如，提示单元21中设置有发声元件和发光元件，提示单元21可以进行预设的语音播报或者蜂鸣等声音提示，以及进行发出绿光等显示提示。

在其他实施例中，提示单元21可以仅包括发光元件，发光元件发光则指示对正状态，反之发光元件不发光则指示未对正状态。或者提示单元21可以仅包括发声元件，发声元件发声则指示对正状态，反之发声元件不发声则指示未对正状态。

如上所述为本实用新型实施例的防错定位系统，该防错定位系统可以安装在法兰上，用于对法兰的对接装配进行精确地定位，以提高法兰的装配效率。

如图6所示，在此基础上，本实用新型实施例还提供一种法兰，该法兰包括法兰主体30和上述本实用新型实施例的防错定位系统。法兰主体30上设置有安装孔31，防错定位系统的定位部设置在安装孔31内。在防错定位系统的定位销11处于伸出位置时，定位销11部分地凸出于法兰主体30的端面。

优选地，该法兰上设置有至少两个中心不在同一法兰直径上的安装孔31，各安装孔31内均对应设置有上述防错定位系统的定位部。

法兰主体30上设置两个安装孔31，两个安装孔31不在法兰主体30的同一直径上，也即，两个安装孔31的中心与法兰主体30的中心组成的两个半径形成的角度α不等于180度。如此，相当于在法兰主体30上设置两个非对称的安装孔31，在两个安装孔31内分别设置定位部，可以在检测到两个定位销11的部分均凸出法兰主体30时，确定法兰对接成功。

本实施例中，定位部的安装座10与安装孔31过盈配合，或者，安装孔31为螺纹孔，安装座10的外周设置有螺纹段，安装座10与安装孔31螺纹连接。在将定位部安装到安装孔31内时，采用过盈配合或者螺纹连接的方式将安装座10设置到安装孔31内，使安装座10与安装孔31连接稳定，且方便拆卸。

在将定位部安装到安装孔31内时，使安装座10的顶部与法兰主体30的端面相平齐，或者稍微低于法兰主体30的端面，以保证定位销11处于伸出位置时，定位销11保持部分凸出法兰主体30的端面，用于在法兰对接装配的过程中，通过检测定位销11的位置是否凸出于法兰主体30的端面，来对法兰对接进行精确定位。其中，安装孔31可以为贯穿法兰的贯穿孔，以方便安装定位部和检测提示部的连接的通信线路。而且，安装孔31可以内置有限位件14，在这种情况下，安装定位部时，可以将包含定位销11和弹性件12的安装座10直接安装到安装孔31内。

此外，如图7所示，本实用新型实施例还提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括第一法兰41和第二法兰42，第一法兰41为上述本实用新型实施例的法兰，第二法兰42与第一法兰41配合。

第一法兰41与第二法兰42具体可以分别为风力发电机组中的叶片法兰与变桨轴承的外圈，或者轮毂法兰与变桨轴承的内圈，以及轮毂法兰与转动轴法兰等相互配合的法兰结构。本实施例的风力发电机组的法兰结构，采用上述的防错定位系统进行精确定位，可以有效提高法兰对接装配效率，降低安装成本。

具体地，在第一法兰41与第二法兰42实际进行对接装配的过程中，首先将设置有定位销11和弹性件12的安装座10安装到第一法兰41的安装孔31中，使安装座10的顶端与第一法兰41的顶端相平齐。在将检测提示部与定位部安装完成之后，即可使用吊装设备吊装第一法兰41与第二法兰42进行贴合对接。

若各定位销11与相应的定位孔43分别对正，则各定位销11在弹性件12的支撑作用下伸入相应的定位孔43，各检测提示部均进行定位成功的提示。

若有定位销11中存在与相应地定位孔43未对正，则该定位销11被挤压在安装座10的安装空间内，相应的检测提示部进行定位失败的提示。此时，可以通过分开第一法兰41和第二法兰42，再次进行吊装对接(在施工条件允许的情况下，也可以通过旋转或移动第一法兰41和第二法兰42，使两法兰对接成功)。在此过程中，根据检测提示部的提示来判断两法兰是否对接成功，可以减少对第一法兰41和第二法兰42进行吊装对接的施工次数，提高对接装配的施工效率。

优选地，第二法兰42上设置有容纳定位销11的伸出部分和定位孔43，定位孔43与定位销11的伸出部分间隙配合。

第一法兰41上具有至少两个安装孔31，各安装孔31内设置有定位部。相应地，第二法兰42上设置有与安装孔31数量相同的定位孔43，用于容纳各安装孔31中的定位销11的伸出部分。

定位孔43与定位销11的伸出部分间隙配合，使得第一法兰41和第二法兰42对接成功时，保证定位销11在弹性件12的支撑作用下，部分伸入定位孔43，避免因各部件的加工精度不够而造成的过定位。而且，定位孔43与定位销11的伸出部分之间的间隙不宜过大，以保证对法兰对接进行定位的精度。

本实用新型实施例的防错定位系统、法兰及风力发电机组具有如下效果：

防错定位系统通过定位销和弹性件组成弹性定位销，不受法兰对接过程中的碰撞和磨损的影响，保证定位精度；

防错定位系统通过检测提示部对定位结果进行提示，可以根据提示判断法兰是否对接成功，提高法兰对接装配效率；

法兰通过非对称地设置多个安装孔来安装防错定位系统，可以精确地进行法兰对接定位；

防错定位系统结构简单、方便操作，可以在使用少量成本的情况下，对法兰的对接装配进行精确定位。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。