[实用新型]一种风电塔筒顶法兰焊接变形控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及顶法兰焊接控制技术领域，具体涉及一种风电塔筒顶法兰焊接变形控制装置。

背景技术

本实用新型涉及风力发电设备领域，特别是一种风电塔筒顶法兰焊接变形控制装置。风电塔筒是风力发电机组的主要支撑部件，承受载荷包括风载荷、机组自重及由机组重心偏移引起的偏心力矩等。风电塔筒的结构多为圆锥台形的钢制焊接圆筒，高度一般在50-100m之间，底部直径3-5米，顶部直径2-3米，筒体钢板的厚度在10-30mm之间，材质均为Q345级，主要安装在偏远的山峰、丘陵及沿海地带。

受运输和吊装的限制通常分段制作，段与段之间通过法兰采用高强螺栓连接。由于塔架受力复杂，法兰的平面度直接影响法兰的结合程度和预紧状态，良好的结合才能更好的传递上部的力到基础，因而对法兰的平面度作出比较严格的要求。

大型容器或风电塔架的制造中，大直径法兰与筒体之间的组焊作为重要的工艺环节。在组焊过程中，常常由于焊接顺序不正确，或未采取适当的防止变形的措施，致使最后的变形量超出技术要求，法兰加工工作量增加，甚至因法兰的加工余量不足而导致产品报废。在风电塔架的实际制造中，顶法兰的平面度更是影响到风机机舱的安装及使用寿命，因此对顶法兰的焊后平面度技术要求更高，也更难于保证，因此风电塔架法兰的焊接变形及控制也为专业塔架制造厂所重视。此外，风电法兰作为成品锻件，从法兰制造厂出厂时已经做好正火和回火处理，因此如何控制好塔架制造过程对法兰平面度、角变形和椭圆度这三项技术指标，尽量避免通过火焰矫形来控制平面度、内倾外翻、椭圆度具有非常重要的意义。

已有的技术方法包括刚性固定法和反变形法。刚性固定法是将一对合格的法兰通过刚性固定的方法(或者是利用螺栓连接、或者是直接焊接在钢板工装上)连接，找正法兰与筒体的位置后，再焊接成为一个整体。刚性固定法的缺点是工艺繁琐、拆卸困难、生产效率较低，控制不当容易导致外翻变形，且极易损伤法兰。反变形法是根据设计方的要求和制造图纸，在委托法兰制造厂加工时，将法兰加工预制成具有一定内倾量的产品。内倾量的大小应根据与法兰连接的塔筒钢板厚度来确定，由于焊后法兰向外回弹，最终内倾数值可以符合技术规范要求。反变形法的优点是：工艺简单、操作简便；缺点是：需要通过试验摸索和经验积累，才能达到较为满意的效果，且仅仅只是较好的保证了法兰焊后的内外翻，对法兰平面度与椭圆度的控制并不能起到实质性的帮助。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种风电塔筒顶法兰焊接变形控制装置，在实现平面度控制的前提下，同时对内倾度与椭圆度控制起到实质性作用，以最终提高风电法兰焊后平面度、内倾度和椭圆度三个物理量的一次交检合格率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种风电塔筒顶法兰焊接变形控制装置，包括锻造圆环、高强螺栓、垫片、顶法兰；其中所述顶法兰的表面上均匀铺设有法兰孔，所述锻造圆环的表面均匀分布有法兰孔对应的螺纹孔；其中所述锻造圆环为一体锻造而成，平面度为0.25mm，其中所述锻造圆环的厚度大于或等于120mm，所述锻造圆环的宽度为所述顶法兰宽度的3倍；所述高强螺栓采用对称交错的顺序依次插接在对应垫片、法兰孔、螺纹孔上，将所述锻造圆环固定设置在顶法兰上，所述顶法兰设置在风电塔筒筒体上，并与风电塔筒筒体焊接。

具体地，所述螺纹孔的垂直度为0.5mm，所述高强螺栓拧入螺纹孔的长度不超过50mm。

具体地，还包括两个支耳，所述支耳设置在锻造圆环外侧面上，且两所述支耳关于锻造圆环的直径相互对称。

本实用新型的有益效果在于：在本实用新型中，通过采用一体锻造而成的锻造圆环，平面度为0.25mm，其中所述锻造圆环的厚度大于或等于120mm，所述锻造圆环的宽度为所述顶法兰宽度的3倍；其中顶法兰上均匀铺设有的法兰孔，锻造圆环的表面上均匀设置有相对应的螺纹孔，各个高强螺栓采用对称交错的顺序依次插接在对应垫片、法兰孔、螺纹孔上使其所述锻造圆环固定设置在顶法兰上。由于通过机加工制作，上述结构的形位公差非常标准、结构可靠，能够更有效的保证顶法兰的平面度与内倾度，且在一定程度上保证了椭圆度，使平面度、内倾度、椭圆度三个物理量的一次交检合格率得到了很大提升。

附图说明

图1是本实用新型锻造圆环与顶法兰固定结构图。

图2是本实用新型锻造圆环与顶法兰组合后剖面图。

图3是本实用新型锻造圆环结构图。

图4是本实用新型锻造圆环剖面图。

图5是本实用新型高强螺栓拧紧顺序示意图。