一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置的制作方法

1.本发明涉及风电塔筒安装技术领域，尤其指一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置。


背景技术：

3.风电系统主要由叶轮、风电机组、塔筒组成，其中，塔筒由若干根塔筒段组合而成，两根相邻的塔筒段之间通过法兰环固定连接，上方的塔筒段内圈的下方位置固定安装有上方法兰环，下方的塔筒段内圈的上方位置固定安装有下方法兰环，上方法兰环和下方法兰环之间通过螺栓连接，使螺栓拧紧现塔筒段之间的紧固连接。
4.塔筒安装过程中一圈螺栓由上百颗螺栓需要紧固，传统工具扳手重量约15千克，作业者需手持工具重复上下作业，工具重劳动强度大，且空中作业难度较大，若能减小工作难度，那么不仅能提高工作效率还能降低劳动强度。
5.不论是单个的传统工具扳手还是带动力源的扳手每紧固一组螺栓均需要手动对准，每次定位均需要对准水平面上横轴和竖轴的交叉点，再加上扳手较重，则作业者的工作压力很大且需要在定位上浪费较多时间，需要设置一种便于定位且有重力支撑点的扳手。
6.因此，为了给作业者减轻工作压力，本发明改变传统工具模式，提出一种塔筒专用电动扳手紧固装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于在现有工具扳手基础上，基于对降低劳动强度和提高工作效率的需求，构建形成能够简便定位且操作便捷的一种塔筒专用电动扳手紧固装置。
8.一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，包括安装框架，所述安装框架上安装有通过上下移动机构滑动连接的升降安装架，所述上下移动机构安装在所述安装框架上，所述升降安装架上固定安装有用于拧转螺栓的螺栓拧转机构；所述安装框架上还设有能够使所述螺栓拧转机构保持直立且平稳移动的稳定行走机构。
9.进一步地，所述上下移动机构包括壳体以及安装在壳体上用于驱动所述升降安装架上下滑动的丝杆组件和用于限制所述升降安装架滑动路径的导向组件，所述壳体固定安装在所述安装框架上。能够使所述升降安装架上下滑动。
10.进一步地，所述丝杆组件包括升降驱动电机、方形螺母和丝杆，所述丝杆转动安装在所述壳体的上顶壁和下底壁之间，所述方形螺母通过螺纹连接在所述丝杆上，所述升降驱动电机通过连接件固定在所述壳体的上顶壁上，所述升降驱动电机中的连接套筒与所述丝杆的上端固定连接。能够使所述升降安装架上下滑动的位置可控且控制精度较高。
11.进一步地，所述导向组件包括导向滑块和导向滑杆，所述导向滑杆固定安装在所述壳体的上顶壁和下底壁之间，所述导向滑块滑动连接在所述导向滑杆上。能够限制所述升降安装架的滑动方向。
12.进一步地，所述升降安装架固定连接在所述导向滑块和所述方形螺母的外侧面（远离塔筒中心的面）上，所述升降安装架的水平面设有上下贯穿的用于安装所述螺栓拧转装置的通孔，所述螺栓拧转机构通过所述升降安装架的水平面上的通孔与其固定连接，所述螺栓拧转机构的中部固定安装有上下位置对称的环形凸台，上下两个所述环形凸台靠近对称中心的端面之间的距离为所述螺栓拧转装置水平面的厚度，所述螺栓拧转装置的通孔的尺寸为上下位置的所述环形凸台之间的所述螺栓拧转装置的横截面的面积。能够使所述螺栓拧转机构固定在所述升降安装架上。
13.进一步地，所述螺栓拧转机构优选电动扳手，所述电动扳手配套安装有电器箱。选用电作为电动扳手的动力源相较于液压驱动的扳手重量更轻便于携带。
14.进一步地，安装在所述电动扳手下端的驱动套筒内设有与螺栓形状对应的凹槽，所述电动扳手上固定安装有反力臂。所述反力臂与待拧转设备的外表面相抵压，为螺栓拧转的过程中的反作用力提供支撑点。
15.进一步地，所述稳定行走机构包括沿周向行走路径前后设置的所述安装框架底部的两组行走组件、设置在所述安装框架顶部外侧（远离塔筒中心）的上支撑轮，所述行走组件由下支撑轮、外限位滚轮、内限位侧板组成，所述下支撑轮设置所述安装框架的底部内侧，所述外限位滚轮和内限位侧板设置在所述安装框架的底部外侧，所述内限位侧板的周向长度大于相邻两个螺母的间距，所述外限位滚较的外侧到内限位侧析板面内侧抵压面的径向距离等于螺母与塔筒内壁之间的径向间隙，所述外限位滚轮的外侧到下支撑轮的内侧的径向距离小于法兰环宽度。内限位侧析板面内侧抵压面到下支撑轮的外侧的径向距离大于螺母外接圈直径。两组行走组件中的所述外限位滚轮的外侧和所述上支撑轮的外侧同处于直径等于塔筒内径的一个圆柱面上。所述紧固装置的重心在两个所述下支撑轮连线的外侧。
16.上文涉及的周向和径向均指塔筒的圆周方向和半径方向。上述技术方案巧妙地利用塔筒内壁及圆周分布的螺栓，通过上支撑轮、下支撑轮、外限位滚轮和内限位侧板的组合设置，同时实现：（1）装置自行在法兰环上竖直站立、（2）套筒与螺母之间的对正、（3）以及形成固定的周向运动路径。
17.进一步地，所述外限位滚轮安装在滚轮支架上，所述滚轮支架固定安装在所述安装框架上且均朝向塔筒的方向，所述下支撑轮转动安装在下支撑轮安装件上，所述下支撑轮在塔筒的法兰环上端面滚动，所述下支撑轮安装件固定安装在所述安装支架下端；所述内限位侧板固定安装在所述滚轮支架上。
18.所述安装框架上还设有显示面板。
19.本发明的有益效果在于：本技术公开的一种塔筒专用电动扳手紧固装置可通过丝杆组件带动电动扳手上下移动实现螺栓拧转工作，电动扳手上的反力臂能够为螺栓拧转的过程中的反作用力提供支撑点，滚轮使装置在移动过程中与塔筒内壁保持固定的距离，下端设置的支撑轮便于平稳移动，专用的电动扳手紧固装置能够有效提高塔筒安装的效率，减小工作人员的工作压力。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1是本发明紧固装置的一种具体实例的实际应用示意图；图2是本发明紧固装置的一种具体实例的整体结构正视图；图3是本发明紧固装置的一种具体实例的整体结构示意图；图4是本发明紧固装置的一种具体实例的电动扳手安装结构示意图；图5是本发明紧固装置的一种具体实例的升降驱动电机结构示意图；图6是本发明紧固装置的一种具体实例的整体结构俯视图；图7是本发明紧固装置的一种具体实例的整体结构仰视图；图8是本发明紧固装置的一种具体实例的上下移动机构结构示意图；图9是本发明紧固装置的一种具体实例的局部结构示意图；图中：105、紧固装置；106、升降驱动电机；107、电动扳手；108、连接电缆；109、电器箱；111、显示面板；112、水平安装支架；113、下支撑轮；114、反力臂；116、内限位侧板；117、外限位滚轮；118、上支撑轮；119、弯折调节支架；122、下支撑轮安装件；123、条形安装板；124、竖直安装支架；125、凹槽；126、弯折罩壳；127、底部支撑板；128、升降安装架；129、第二伺服电机；130、减速箱部件；131、第二控制手柄；132、驱动套筒；133、第一控制手柄；134、第一伺服电机；135、过渡法兰；136、顶部支撑板；137、环形凸台；138、导向滑块；139、导向滑杆；140、丝杆；141、方形螺母；145、l型固定板。
具体实施方式
22.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.结合附图对本发明的一种塔筒专用电动扳手紧固装置作进一步说明。
24.如图1所示，在本实施例中，位于上方的塔筒的下侧内壁上固定安装有上方的法兰环，位于上方的塔筒的上侧内壁上固定安装有下方的法兰环，上方的法兰环和下方的法兰环相互贴合且通过螺栓固定，紧固装置105用于上方的法兰环和下方的法兰环的螺栓连接工作中，上方的法兰环和下方的法兰环上均设有上下贯穿的且间隔均匀的若干螺纹孔，上方的法兰环和下方的法兰环上的螺纹孔一一对应且没对对应的螺纹孔中均螺纹连接有一个螺栓。
25.如图2和图3所示，上述的安装框架包括水平安装支架112和竖直安装支架124，水平安装支架112设为向内侧（指向塔筒中心的方向）突出的弯折合金型材，两根竖直的竖直安装支架124分别与水平安装支架112的前后两端的下端面固定连接（沿周向行走路径的顺时针方向为前，逆时针方向为后）。
26.安装框架还包括底部支撑板127、弯折罩壳126和顶部支撑板136，底部支撑板127固定安装水平安装支架112的外侧（远离塔筒中心的方向）凹槽处，底部支撑板127的上端面
与水平安装支架112的上端面平齐，弯折罩壳126固定安装在底部支撑板127的上端面，弯折罩壳126为前后两侧向外侧弯折的冲压件，顶部支撑板136固定安装在弯折罩壳126的弯折内壁的上方。
27.两根竖直安装支架124的下端面均固定安装有下支撑轮安装件122，下支撑轮安装件122下方的内外壁之间转动安装有下支撑轮113。
28.弯折罩壳126上设有显示面板111。
29.如图5和图8所示，顶部支撑板136上端面固定安装有过渡法兰135，升降驱动电机106通过过渡法兰135固定安装在顶部支撑板136上，升降驱动电机106包括第一控制手柄133和第一伺服电机134，第一伺服电机134固定安装在过渡法兰135上，第一伺服电机134前侧安装有第一控制手柄133。
30.丝杆140转动安装在底部支撑板127和顶部支撑板136之间且上端穿过顶部支撑板136与升降驱动电机106的套筒连接，丝杆140上螺纹连接有方形螺母141，底部支撑板127和顶部支撑板136之间固定安装有前后位置对称的且以丝杆140为对称中心的导向滑杆139，导向滑杆139的上下端分别贯穿顶部支撑板136和底部支撑板127并于其固定连接，每根导向滑杆139上均滑动连接有导向滑块138，导向滑块138和方形螺母141的外侧面位于同一平面内，升降安装架128固定安装在导向滑块138和方形螺母141的外侧面。
31.如图4所示，升降安装架128设有竖直连接面、水平安装面和侧方支撑面，升降安装架128的水平安装面设有上下贯穿的通孔，通孔的尺寸为电动扳手107于其连接处的横截面面积，电动扳手107通过环形凸台137固定在升降安装架128上。
32.电动扳手107包括第二伺服电机129、第二控制手柄131、驱动套筒132和减速箱部件130，第二伺服电机129位于最上方，减速箱部件130固定安装在第二伺服电机129下方，驱动套筒132固定安装在减速箱部件130下方，第二控制手柄131固定安装在第二伺服电机129后侧，电动扳手107还包括环形凸台137和反力臂114，环形凸台137固定安装第二伺服电机129和减速箱部件130之间位置的外壁上，反力臂114固定安装在减速箱部件130和驱动套筒132之间的外壁上。
33.如图7所示，驱动套筒132内设有与螺母形状对应的凹槽125。
34.如图2所示，第二控制手柄131方连接有连接电缆108，连接电缆108配套安装有可移动的电器箱109。
35.如图2和图9所示，两根竖直安装支架124下端均设有前后位置对称的l型固定板145，l型固定板145之间固定安装有条形安装板123，条形安装板123外端转动安装有外限位滚轮117，l型固定板145外侧竖直面的靠内侧固定安装有内限位侧板116。
36.如图2和图6所示，弯折罩壳126前侧壁的上方固定安装有弯折调节支架119，弯折调节支架119外端转动安装有上支撑轮118。
37.外限位滚轮117和上支撑轮118的外端面均位于在同一半径的环形竖直平面内。
38.开始工作时，（1）工作人员根据螺栓102的位置调整外限位滚轮117和上支撑轮118的位置使115中的凹槽125的中心与螺栓102的中心位置重合；（2）工作人员控制第一伺服电机134启动，第一伺服电机134启动带动丝杆140转动，丝杆140转动带动方形螺母141上下移动，方形螺母141上下移动带动于其安装的升降安
装架128上下移动，导向滑块138沿导向滑杆139上下滑动；（3）升降安装架128上下移动带动于其连接的电动扳手107上下移动至指定位置；（4）电器箱109为第二伺服电机129提供动力，第二伺服电机129启动带动驱动套筒132转动，反力臂114与带固定的设备抵压连接，驱动套筒132转动带动螺栓102拧转紧固；（5）升降驱动电机106带动电动扳手107向上移动脱离螺栓102，并手动推动紧固装置105沿螺栓102所在环形路线移动，下支撑轮113滚动使紧固装置105移动至凹槽125与下一个待拧转螺栓102中心重合的位置，外限位滚轮117和上支撑轮118与塔筒内壁相抵并沿其曲面移动。
39.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，包括安装框架，所述安装框架上安装有通过上下移动机构滑动连接的升降安装架，所述上下移动机构安装在所述安装框架上，所述升降安装架上固定安装有用于拧转螺栓的螺栓拧转机构；所述安装框架上还设有能够使所述螺栓拧转机构保持直立且平稳移动的稳定行走机构。2.根据权利要求1所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述上下移动机构包括壳体以及安装在壳体上用于驱动所述升降安装架上下滑动的丝杆组件和用于限制所述升降安装架滑动路径的导向组件，所述壳体固定安装在所述安装框架上。3.根据权利要求2所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述丝杆组件包括升降驱动电机、方形螺母和丝杆，所述丝杆转动安装在所述壳体的上顶壁和下底壁之间，所述方形螺母通过螺纹连接在所述丝杆上，所述升降驱动电机通过连接件固定在所述壳体的上顶壁上，所述升降驱动电机中的连接套筒与所述丝杆的上端固定连接。4.根据权利要求2所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述导向组件包括导向滑块和导向滑杆，所述导向滑杆固定安装在所述壳体的上顶壁和下底壁之间，所述导向滑块滑动连接在所述导向滑杆上。5.根据权利要求4所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述升降安装架固定连接在所述导向滑块和所述方形螺母的外侧面上，所述升降安装架的水平面设有上下贯穿的用于安装所述螺栓拧转装置的通孔，所述螺栓拧转机构通过所述升降安装架的水平面上的通孔与其固定连接，所述螺栓拧转机构的中部固定安装有上下位置对称的环形凸台，上下两个所述环形凸台靠近对称中心的端面之间的距离为所述螺栓拧转装置水平面的厚度，所述螺栓拧转装置的通孔的尺寸为上下位置的所述环形凸台之间的所述螺栓拧转装置的横截面的面积。6.根据权利要求1所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述螺栓拧转机构优选电动扳手，所述电动扳手配套安装有电器箱。7.根据权利要求6所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，安装在所述电动扳手下端的驱动套筒内设有与螺栓形状对应的凹槽，所述电动扳手上固定安装有反力臂。8.根据权利要求1所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述稳定行走机构包括沿周向行走路径前后设置的所述安装框架底部的两组行走组件、设置在所述安装框架顶部外侧的上支撑轮，所述行走组件由下支撑轮、外限位滚轮、内限位侧板组成，所述下支撑轮设置所述安装框架的底部内侧，所述外限位滚轮和内限位侧板设置在所述安装框架的底部外侧，所述内限位侧板的周向长度大于相邻两个螺母的间距，所述外限位滚较的外侧到内限位侧析板面内侧抵压面的径向距离等于螺母与塔筒内壁之间的径向间隙，所述外限位滚轮的外侧到下支撑轮的内侧的径向距离小于法兰环宽度；内限位侧析板面内侧抵压面到下支撑轮的外侧的径向距离大于螺母外接圈直径，两组行走组件中的所述外限位滚轮的外侧和所述上支撑轮的外侧同处于直径等于塔筒内径的一个圆柱面上，所述紧固装置的重心在两个所述下支撑轮连线的外侧。9.根据权利要求8所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述外限位滚轮安装在滚轮支架上，所述滚轮支架固定安装在所述安装框架上且均朝向塔筒的方向，
所述下支撑轮转动安装在下支撑轮安装件上，所述下支撑轮在塔筒的法兰环上端面滚动，所述下支撑轮安装件固定安装在所述安装支架下端；所述内限位侧板固定安装在所述滚轮支架上。10.根据权利要求1所述一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，其特征在于，所述安装框架上还设有显示面板。

技术总结
本发明公开了一种风电塔筒专用电动扳手紧固装置，包括安装框架，安装框架上安装有通过上下移动机构滑动连接的升降安装架，上下移动机构安装在安装框架上，升降安装架上固定安装有用于拧转螺栓的螺栓拧转机构，安装框架上还设有能够使螺栓拧转机构保持直立且平稳移动的稳定行走机构。本申请公开的一种塔筒专用电动扳手紧固装置可通过丝杆组件带动电动扳手上下移动实现螺栓拧转工作，电动扳手上的反力臂能够为螺栓拧转的过程中的反作用力提供支撑点，上下支撑轮、外限位滚轮和内限位侧板使装置竖直平稳的移动，专用的电动扳手紧固装置能够有效提高塔筒安装的效率，减小工作人员的工作压力。的工作压力。的工作压力。


技术研发人员：章利民 潘双英 张文学
受保护的技术使用者：杭州雷恩液压设备制造有限公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/10/15