[发明专利]一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法，所述工装从内向外依次包括同心设置的对开两半式的橡胶套管、对开两半式的金属套管以及两个分别与金属套管的两端部外表面螺纹连接的套管锁紧环；橡胶套管的内径与螺栓中光面小径段的外径相匹配，橡胶套管的外径与金属套管的内径相匹配，金属套管的外径比风电叶片根部螺栓孔的内径小0.5mm，套管锁紧环的内径大于螺纹大径段的外径，通过将金属套管平行塞入风电叶片根部的螺栓孔端口内以保证穿设于橡胶套管中的螺栓在与螺栓孔连接时的垂直度。该工装能够保证螺栓垂直于风电叶片根部端面，从而避免了风电叶片根部的螺栓安装中可能出现的螺栓垂直度偏差大的问题。

技术领域

本发明涉及风电叶片螺栓系统装配辅助工装技术领域，具体的说是一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法。

背景技术

玻璃纤维风电叶片是风电机组的关键部件之一，通过一定的根部连接方式连接到轮毂上。其中最常见的叶根连接方式是“T螺栓连接”，此种设计需要在叶片脱模后用专用打孔设备在叶片根部钻出螺栓孔及螺母孔，然后将螺栓和螺母安装放入螺栓孔和螺母孔内进行连接。为保叶片螺栓能与风电机组变桨轴承良好连接，需要保证叶片螺栓与叶片端面垂直，通常设计公差要求为0.2°。风电叶片上使用的螺栓是双头螺栓，螺栓两端带螺纹区域的直径较大（如M36），螺栓中间段细杆直径较小(如φ28mm)，相应的叶片根部螺栓孔直径比螺栓端头直径略大2mm（例如，M36螺栓所在叶片的螺栓孔直径为φ38mm）。目前，叶片螺栓和螺母的安装主要靠人工，但螺栓孔直径比螺栓直径大，螺母在螺母孔可转动，螺栓在螺栓孔中可以在弦向发生移动，因此若仅依靠人工目测，在安装过程中无法保证每根螺栓的螺栓垂直度满足设计要求。如果螺栓与叶片根部端面垂直度偏差过大，可能会引起螺栓与风机变桨轴承无法装配，或者风机在运转过程中，叶片螺栓与变桨轴承接触造成螺栓损伤。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装及螺栓安装方法，该工装在安装螺栓过程中可控制螺栓的角度，避免了传统安装方法过程中的螺栓晃动问题，使得螺栓与螺母垂直连接，螺栓垂直于叶片根部端面，从而保证了螺栓垂直度。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种风电叶片根部螺栓垂直度控制工装，所述螺栓为双头螺栓，所述螺栓包括位于中部的光面小径段及位于两端部的螺纹大径段，其中一个螺纹大径段用于与风电叶片根部的螺栓孔螺纹连接；所述工装从内向外依次包括同心设置的对开两半式的橡胶套管、对开两半式的金属套管以及两个沿金属套管的轴向间隔设置的套管锁紧环，两个套管锁紧环分别与金属套管的两端部外表面螺纹连接；

橡胶套管的内径与螺栓中光面小径段的外径相匹配，橡胶套管的外径与金属套管的内径相匹配，金属套管与橡胶套管的长度相等，金属套管的外径比风电叶片根部螺栓孔的内径小0.5mm，所述套管锁紧环的内径大于螺纹大径段的外径，通过将金属套管平行塞入风电叶片根部的螺栓孔端口内以保证穿设于橡胶套管中的螺栓与螺栓孔连接时的垂直度；

对开两半式的金属套管的其中一半金属套管的两轴向端面上均间隔设有多个磁性凸起，另一半金属套管的两轴向端面上均设有与各个磁性凸起相匹配的凹槽。

进一步地，所述套管锁紧环为内表面设有螺纹的金属圆环。

进一步地，所述橡胶套管是由两个半圆形的橡胶管壁组成的一个圆环形套管。

进一步地，所述金属套管的长度为100mm。

进一步地，所述金属套管的厚度为4mm。

进一步地，所述螺纹大径段包括完全相等的螺纹大径一段和螺纹大径二段，其中，螺纹大径二段用于与风电叶片根部的螺栓孔螺纹连接；

利用工装进行螺栓安装的方法具体包括如下步骤：

步骤一、将两半片橡胶套管分别放入两半片金属套管中，形成两个半组合套管；