CN116765870B - 一种风电轮毂加工治具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电轮毂加工技术领域，具体为一种风电轮毂加工治具，包括：定位环座、治具环组和同心治具组件，定位环座的两侧转动安装有定轴杆，定位环座内侧固定安装有第一驱动电机和第二驱动电机，定轴杆的表面固定套接有与第二驱动电机输出端传动连接的第一传动齿盘，定位环座的内侧转动安装有两个转轴耳，转轴耳的表面固定套接由于第一驱动电机输出端传动连接的第二传动齿盘。通过设置新型多轴驱动结构，利用定位环座表面第一驱动电机和第二驱动电机驱动定位环座和风电轮毂整体进行双轴旋转运动，并由第三驱动电机驱动自转环和风电轮毂进行自转偏转运动，从而将不同加工面对向加工机头一端，灵活运动进行加工面切换，提高加工质量和效果。

Description

一种风电轮毂加工治具

技术领域

本发明涉及风电轮毂加工技术领域，具体为一种风电轮毂加工治具。

背景技术

轮毂是风机结构中一个重要的支撑部件，轮毂连接3个叶片组成风轮，风轮扑捉风能，然后通过主轴把风能传递给发电机转轴。因此可以说轮毂是捕获风能产生电能的关键部件。轮毂是整个风电机组中重要的承载部件，它必须有足够的刚度和强度，以保证机组在各种载荷工况下能够正常的运转，还要保证机组在遭受恶劣条件影响时的安全性。轮毂与风电机组主轴通过螺栓相互连接，同时也与安装风轮叶片的变浆轴承相互连接，并将风轮叶片通过风所产生的扭矩通过风机主轴传递给齿轮箱。轮毂的自身结构比较复杂，如附图8所示，其驱动法兰面通过螺栓与风机主轴的外端面固定连接，三个夹角为度的轮毂外伸延长节与叶片的变浆轴承也是通过螺栓相互连接在一起。叶片上产生的各种气动载荷和叶片自身重量都通过变浆轴承作用在轮毂上。

现有的风电轮毂加工主要通过将风电轮毂放置于加工机床表面，利用风电轮毂自重或限位夹等治具结构进行风电轮毂的定位固定，采用加工机头运动的方式对风电轮毂各个表面进行铣削或打磨加工处理，该种治具结构无法执行风电轮毂的各种偏转运动以及切换加工面的运动，且风电轮毂表面一般为圆弧面结构，导致加工机头运动幅度大工作范围广需要重复定位并运动，加工精度降低，此外，传统压夹等治具结构均采用外部夹持，占用风电轮毂外表面空间，加工面存在较多无法加工的被遮盖区域，导致加工部件无法对风电轮毂外表面进行连续作业，进一步影响加工工作效率。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种风电轮毂加工治具，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种风电轮毂加工治具，包括：定位环座、治具环组和同心治具组件，所述定位环座的两侧转动安装有定轴杆，所述定位环座内侧固定安装有第一驱动电机和第二驱动电机，所述定轴杆的表面固定套接有与第二驱动电机输出端传动连接的第一传动齿盘，所述定位环座的内侧转动安装有两个转轴耳，所述转轴耳的表面固定套接由于第一驱动电机输出端传动连接的第二传动齿盘；

所述治具环组包括外转环、自转环和第三驱动电机，所述自转环转动安装于外转环的内侧且底面固定安装有皮带环，所述皮带环和第三驱动电机的输出端套接有传动带，所述外转环的两侧于转轴耳的表面固定连接，所述同心治具组件包括动胀环、形变胀环和若干直线执行器和液压驱动缸，所述形变胀环通过直线执行器固定于自转环的内侧，所述动胀环滑动套接于形变胀环的内侧，所述形变胀环包括法兰环和位于法兰环顶面的若干胀楔钩，所述动胀环的外周设有斜锥面，所述胀楔钩的一侧设有于斜锥面表面相抵接的斜面，所述法兰环的底端设有法兰沿，若干所述液压驱动缸固定安装于动胀环表面且顶端与形变胀环的内侧固定连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定轴杆对称布置于定位环座的两侧并位于同一直线上，两个所述转轴耳位于同一直线上且于定轴杆布置方向相互垂直，所述定轴杆和转轴耳位于同一水平面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外转环表面固定安装有用于安装第三驱动电机的电机座，所述定位环座的表面设有位于外转环外周用于第三驱动电机通过的缺口槽，所述外转环和自转环均为圆环形结构，所述外转环和自转环的圆心位于定轴杆和转轴耳的垂直交点上。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一驱动电机和第二驱动电机分别与定轴杆和转轴耳平行布置，所述第一驱动电机和第二驱动电机为蜗杆减速电机结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自转环的外周设有与外转环内侧相接合的滑销，所述外转环和自转环位于同一平面内且同心环状布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直线执行器均匀分布于形变胀环外周，所述直线执行器固定于法兰沿表面，且直线执行器的输出端与自转环和皮带环的内侧固定连接，所述直线执行器为丝杆直线执行器结构用于调节形变胀环和自转环的相对位置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述胀楔钩、法兰环和法兰沿为一体成型结构，相邻所述胀楔钩之间设有间隙，所述形变胀环为低碳钢材质构件，所述胀楔钩斜面斜度小于斜锥面表面斜度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：若干所述液压驱动缸呈环周方向均匀分布形变胀环的内侧，所述液压驱动缸布置方向与动胀环和形变胀环套接方向相平行。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置新型多轴驱动结构，利用定位环座表面第一驱动电机和第二驱动电机驱动定位环座和风电轮毂整体进行双轴旋转运动，并由第三驱动电机驱动自转环和风电轮毂进行自转偏转运动，从而将不同加工面对向加工机头一端，灵活运动进行加工面切换，加工进程连续从而提高加工质量和效果。

2.本发明中，通过设置新型同心治具组件结构，利用动胀环和形变胀环的相对运动，在斜锥面与胀楔钩接触下推动胀楔钩弹性形变弯曲，对风电轮毂法兰内壁进行抵接，胀紧夹持，夹持稳定且为内部接触夹持，避免治具对风电轮毂外加工面的遮盖效果，进一步保障风电轮毂加工过程中的连续性提高加工质量。

3.本发明中，通过若干多个胀楔钩在动胀环相对下行驱动中，进行同步外胀运动，与风电轮毂内部抵接，使风电轮毂法兰圆心与形变胀环圆心轴线重合同步进行风电轮毂定心定位，接合强度高夹持效果稳定。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的定位环座和治具环组安装结构示意图；

图3为本发明一个实施例的定位环座内部结构示意图；

图4为本发明一个实施例的治具环组分解结构示意图；

图5为本发明一个实施例的同心治具组件结构示意图；

图6为本发明一个实施例的同心治具组件截面结构示意图；

图7为本发明一个实施例的形变胀环结构示意图；

图8为现有技术中风电轮毂结构示意图。

附图标记：

100、定位环座；110、定轴杆；120、转轴耳；130、第一驱动电机；140、第二驱动电机；111、第一传动齿盘；121、第二传动齿盘；

200、治具环组；210、外转环；220、自转环；230、第三驱动电机；211、电机座；221、皮带环；222、传动带；

300、同心治具组件；310、动胀环；320、形变胀环；330、直线执行器；340、液压驱动缸；311、斜锥面；321、法兰环；322、胀楔钩；323、法兰沿。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种风电轮毂加工治具。

结合图1-7所示，本发明提供的一种风电轮毂加工治具，包括：定位环座100、治具环组200和同心治具组件300，定位环座100的两侧转动安装有定轴杆110，定位环座100内侧固定安装有第一驱动电机130和第二驱动电机140，定轴杆110的表面固定套接有与第二驱动电机140输出端传动连接的第一传动齿盘111，定位环座100的内侧转动安装有两个转轴耳120，转轴耳120的表面固定套接由于第一驱动电机130输出端传动连接的第二传动齿盘121；

治具环组200包括外转环210、自转环220和第三驱动电机230，自转环220转动安装于外转环210的内侧且底面固定安装有皮带环221，皮带环221和第三驱动电机230的输出端套接有传动带222，外转环210的两侧于转轴耳120的表面固定连接，同心治具组件300包括动胀环310、形变胀环320和若干直线执行器330和液压驱动缸340，形变胀环320通过直线执行器330固定于自转环220的内侧，动胀环310滑动套接于形变胀环320的内侧，形变胀环320包括法兰环321和位于法兰环321顶面的若干胀楔钩322，动胀环310的外周设有斜锥面311，胀楔钩322的一侧设有于斜锥面311表面相抵接的斜面，法兰环321的底端设有法兰沿323，若干液压驱动缸340固定安装于动胀环310表面且顶端与形变胀环320的内侧固定连接。

在该实施例中，定轴杆110对称布置于定位环座100的两侧并位于同一直线上，两个转轴耳120位于同一直线上且于定轴杆110布置方向相互垂直，定轴杆110和转轴耳120位于同一水平面。

在该实施例中，外转环210表面固定安装有用于安装第三驱动电机230的电机座211，定位环座100的表面设有位于外转环210外周用于第三驱动电机230通过的缺口槽，外转环210和自转环220均为圆环形结构，外转环210和自转环220的圆心位于定轴杆110和转轴耳120的垂直交点上。

具体的，通过定轴杆110和转轴耳120分别实现定位环座100的偏转和治具环组200的偏转运动，两个偏转转向相互垂直，实现风电轮毂的多轴偏转运动，通过两个偏转的复合，实现风电轮毂各个表面的连续加工。

在该实施例中，第一驱动电机130和第二驱动电机140分别与定轴杆110和转轴耳120平行布置，第一驱动电机130和第二驱动电机140为蜗杆减速电机结构。

具体的，采用蜗杆减速电机的单向输出传动，保证定位环座100和治具环组200偏转运动后的稳定，避免因定位环座100和治具环组200表面风电轮毂加工振动导致定位环座100和治具环组200的自发偏转。

在该实施例中，自转环220的外周设有与外转环210内侧相接合的滑销，外转环210和自转环220位于同一平面内且同心环状布置。

进一步的，直线执行器330均匀分布于形变胀环320外周，直线执行器330固定于法兰沿323表面，且直线执行器330的输出端与自转环220和皮带环221的内侧固定连接，直线执行器330为丝杆直线执行器结构用于调节形变胀环320和自转环220的相对位置。

在该实施例中，胀楔钩322、法兰环321和法兰沿323为一体成型结构，相邻胀楔钩322之间设有间隙，形变胀环320为低碳钢材质构件，胀楔钩322斜面斜度小于斜锥面311表面斜度。

具体的，利用低碳钢的可形变弯曲性能，实现胀楔钩322在于动胀环310抵接过程中的自动形变外胀运动。

在该实施例中，若干液压驱动缸340呈环周方向均匀分布形变胀环320的内侧，液压驱动缸340布置方向与动胀环310和形变胀环320套接方向相平行。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用该风电轮毂加工治具时，将该治具通过两端的定轴杆110固定于加工机架表面，在第二驱动电机140的驱动下与第一传动齿盘111传动即可控制定位环座100、治具环组200和同心治具组件300以定轴杆110轴线为圆心整体偏转运动，带动表面风电轮毂转动；将风电轮毂底端法兰口对向并套接于形变胀环320外周，利用直线执行器330调节形变胀环320初始高度，使风电轮毂底面与自转环220顶面相贴合，在多个液压驱动缸340的同步驱动下，动胀环310相对形变胀环320内侧下行运动，使得斜锥面311与胀楔钩322内侧斜面相互抵接，使胀楔钩322沿法兰环321径向向外形变倾斜运动，使胀楔钩322外侧与风电轮毂内壁进行抵接锁止，并同步使风电轮毂法兰圆心与形变胀环320圆心同线，实现风电轮毂的定位；

在风电轮毂加工过程中，可通过第一驱动电机130驱动转轴耳120偏转运动，同步带动治具环组200、同心治具组件300和风电轮毂进行偏转，偏转轴线与定轴杆110布置方向垂直；还可通过第三驱动电机230驱动自转环220在外转环210内侧自转运动，带动同心治具组件300和风电轮毂同步转动，转动轴线垂直自转环220表面并垂直定轴杆110圆心轴线，实现风电轮毂的多轴转动进行加工面的切换工作，保证加工进程的连续性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种风电轮毂加工治具，其特征在于，包括：定位环座（100）、治具环组（200）和同心治具组件（300），所述定位环座（100）的两侧转动安装有定轴杆（110），所述定位环座（100）内侧固定安装有第一驱动电机（130）和第二驱动电机（140），所述定轴杆（110）的表面固定套接有与第二驱动电机（140）输出端传动连接的第一传动齿盘（111），所述定位环座（100）的内侧转动安装有两个转轴耳（120），所述转轴耳（120）的表面固定套接由于第一驱动电机（130）输出端传动连接的第二传动齿盘（121）；

所述治具环组（200）包括外转环（210）、自转环（220）和第三驱动电机（230），所述自转环（220）转动安装于外转环（210）的内侧且底面固定安装有皮带环（221），所述皮带环（221）和第三驱动电机（230）的输出端套接有传动带（222），所述外转环（210）的两侧于转轴耳（120）的表面固定连接；

所述同心治具组件（300）包括动胀环（310）、形变胀环（320）和若干直线执行器（330）和液压驱动缸（340），所述形变胀环（320）通过直线执行器（330）固定于自转环（220）的内侧，所述动胀环（310）滑动套接于形变胀环（320）的内侧，所述形变胀环（320）包括法兰环（321）和位于法兰环（321）顶面的若干胀楔钩（322），所述动胀环（310）的外周设有斜锥面（311），所述胀楔钩（322）的一侧设有于斜锥面（311）表面相抵接的斜面，所述法兰环（321）的底端设有法兰沿（323），若干所述液压驱动缸（340）固定安装于动胀环（310）表面且顶端与形变胀环（320）的内侧固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述定轴杆（110）对称布置于定位环座（100）的两侧并位于同一直线上，两个所述转轴耳（120）位于同一直线上且于定轴杆（110）布置方向相互垂直，所述定轴杆（110）和转轴耳（120）位于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述外转环（210）表面固定安装有用于安装第三驱动电机（230）的电机座（211），所述定位环座（100）的表面设有位于外转环（210）外周用于第三驱动电机（230）通过的缺口槽，所述外转环（210）和自转环（220）均为圆环形结构，所述外转环（210）和自转环（220）的圆心位于定轴杆（110）和转轴耳（120）的垂直交点上。

4.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述第一驱动电机（130）和第二驱动电机（140）分别与定轴杆（110）和转轴耳（120）平行布置，所述第一驱动电机（130）和第二驱动电机（140）为蜗杆减速电机结构。

5.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述自转环（220）的外周设有与外转环（210）内侧相接合的滑销，所述外转环（210）和自转环（220）位于同一平面内且同心环状布置。

6.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述直线执行器（330）均匀分布于形变胀环（320）外周，所述直线执行器（330）固定于法兰沿（323）表面，且直线执行器（330）的输出端与自转环（220）和皮带环（221）的内侧固定连接，所述直线执行器（330）为丝杆直线执行器结构用于调节形变胀环（320）和自转环（220）的相对位置。

7.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，所述胀楔钩（322）、法兰环（321）和法兰沿（323）为一体成型结构，相邻所述胀楔钩（322）之间设有间隙，所述形变胀环（320）为低碳钢材质构件，所述胀楔钩（322）斜面斜度小于斜锥面（311）表面斜度。

8.根据权利要求1所述的一种风电轮毂加工治具，其特征在于，若干所述液压驱动缸（340）呈环周方向均匀分布形变胀环（320）的内侧，所述液压驱动缸（340）布置方向与动胀环（310）和形变胀环（320）套接方向相平行。