一種減少風力發(fā)電機螺栓定期維護次數(shù)的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減少風力發(fā)電機螺栓定期維護次數(shù)的系統(tǒng)，尤其是一種通過扭矩或拉伸等傳統(tǒng)方法就能精確地擰緊風力發(fā)電機上的螺栓，并使螺母相對不容易松動起到防松作用，使螺栓上的預緊力能夠相對保持在一定安全范圍內(螺栓預緊力沒有失效的范圍內)，螺栓預緊力所處的狀態(tài)通過傳感器經(jīng)過PLC數(shù)據(jù)采集器轉換為數(shù)據(jù)可以實時傳輸?shù)椒掌?電腦或云端)，用戶通過終端(PC、平板電腦或智能移動)可通過互聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控風力發(fā)電機上的螺栓預緊力所處狀態(tài)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]風力發(fā)電機是由多節(jié)塔筒、機艙和葉片等大型部件組成，每個部件的裝配均使用大量的螺栓相互連接。螺栓連接也是機械行業(yè)中常用的一種連接方式，很多重型設備為方便拆卸和維修，機械零部件連接均大量采用螺栓連接。現(xiàn)有的風力發(fā)電機螺栓連接通常會使用傳統(tǒng)的普通螺紋螺母進行鎖緊，通過扭矩或拉伸等傳統(tǒng)的擰緊方法來緊固風力發(fā)電機的法蘭、軸承圈，軸承座等需要連接部件的螺母。通過扭矩或拉伸等傳統(tǒng)擰緊方法將普通螺紋的螺母鎖緊，由于位于同一部位不同位置的螺母與風力發(fā)電機的部件(法蘭、軸承圈或其他需要連接部件)接觸面的摩擦力是不均勻的，扭矩轉換成螺栓預緊力后會造成很大的誤差；而這種誤差的存在，會使風力發(fā)電機等大型機械設備部件連接容易產(chǎn)生松動，螺栓預緊力無法始終保持原先設備工業(yè)設計時的要求，因此可能會發(fā)生風力發(fā)電機倒塌，石油石化設備漏氣、漏油等嚴重的生產(chǎn)安全事故。
[0003]由于目前風力發(fā)電機的連接螺栓容易松動并且沒有實現(xiàn)實時監(jiān)控，其風力發(fā)電機的連接螺栓完全處于失控的狀態(tài)下。風力發(fā)電企業(yè)為了提高風力發(fā)電機的運行安全性，通常采取的方法是每3個月、半年或一年派專業(yè)的機械工程師帶上專業(yè)的螺栓擰緊設備(扭矩或拉伸的螺栓擰緊設備)，爬到每臺風力發(fā)電機上面對相關螺栓螺母進行逐個檢查，行業(yè)內稱為風力發(fā)電機螺栓定維。在風力發(fā)電機螺栓定維工作中，檢查每臺風力發(fā)電機螺栓是否松動，需要花費3個工程師I天的時間。為了確保工程師作業(yè)時的安全，在風力發(fā)電機螺栓定維工作時，風力發(fā)電機必需停止發(fā)電，這將減少風力發(fā)電機機的發(fā)電量，造成損失。風力發(fā)電機企業(yè)每年需要在螺栓預緊力定期維護工作上，在人工，購買或租賃檢查螺栓是否松動的設備，因停機造成的風電量減少等方面花費巨大。
[0004]風力發(fā)電及螺栓連接的精確緊固并防松及監(jiān)測的問題，已經(jīng)成為我國新能源、重型裝備業(yè)發(fā)展的一個瓶頸，并嚴重影響我們風機智能化水平向更高臺階發(fā)展的能力。

【發(fā)明內容】

[0005]為克服上述已有技術的不足，本發(fā)明提供了一種減少風力發(fā)電機螺栓定期維護次數(shù)的系統(tǒng)。
[0006]具體技術方案如下:
[0007]一種減少風力發(fā)電機螺栓定期維護次數(shù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的螺栓、傳感器、風力發(fā)電機部件、墊圈、螺紋環(huán)、螺母；
[0008]所述傳感器兩端可設有墊片或沒有墊片；
[0009]所述傳感器上連接有感應傳輸線或無線傳輸裝置并通過該感應傳輸線或無線傳輸裝置連接PLC數(shù)據(jù)采集器，所述PLC數(shù)據(jù)采集器與服務器(電腦或云端)相連，所述服務器(電腦或云端)與智能終端連接。
[0010]所述墊圈靠近所述風力發(fā)電機部件一側具有與所述發(fā)電機部件的表面嚙合的端面齒。
[0011]所述墊圈內部具有內花鍵齒，所述螺紋環(huán)具有微小外花鍵，所述內花鍵齒與所述微小外花鍵相互配合。
[0012]所述風力發(fā)電機的部件包括法蘭、軸承圈、軸承座或其他需要連接的部件。
[0013]所述傳感器是獨立的環(huán)形傳感器，或為與螺栓一體設置的傳感器。
[0014]所述螺栓一端是螺釘頭、另一端是配合螺母的螺紋；或者，所述螺栓的兩端都是配合螺母的螺紋，用螺母旋在所述螺栓一端的螺紋上替代螺釘頭。
[0015]所述PLC數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)傳輸和存儲的時間點和時間長度根據(jù)需求進行設置。
[0016]在螺母被扭矩或拉力等傳統(tǒng)螺栓擰緊方法作用下，螺栓將產(chǎn)生預緊力，當螺栓在受力的情況下，墊圈端面齒將與風力發(fā)電機的相關部件(法蘭、軸承圈、軸承座或其他需要連接的部件)的表面會嚙合，使之不會產(chǎn)生相對轉動，墊圈的另外一個表面為精度相對較高的加工平面與螺母接觸，使螺母與墊圈的摩擦力相對均勻，進而使使用扭矩或拉伸等傳統(tǒng)的螺栓擰緊方法能夠使螺栓產(chǎn)生精確的預緊力。由于墊圈與風力發(fā)電機的相關部件(法蘭或軸承圈或其他需要連接的部件)嚙合且不會轉動，而螺紋環(huán)又通過內外花鍵與墊圈配合，所以螺紋環(huán)也不會相互轉動，只能沿著墊圈內花鍵上下位移，螺紋環(huán)與螺栓通過螺紋嚙合，當螺栓被螺母擰緊拉伸后由于螺紋環(huán)不會轉動而被迫不能轉動，只能向上位移。當螺母擰緊后與墊圈、螺紋環(huán)形成雙螺母效果起到保持螺栓預緊力，起到防松的作用。螺母與螺栓頭把墊片，傳感器，風力發(fā)電機的部件(法蘭或軸承圈或其他需要連接的部件)，墊圈，螺紋環(huán)都夾在中間，傳感器得到的壓力等于螺栓上的預緊力，傳感器的形變通過感應傳輸線(或無線)連接到PLC數(shù)據(jù)采集器轉換為數(shù)據(jù)，PLC數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)傳輸線(或無線)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?電腦或云端)，用戶通過終端(PC、平板電腦或智能移動)可以實時監(jiān)控風力發(fā)電機螺栓預緊力具體數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)，進而判斷螺栓是否需要進行維護。
[0017]通過本發(fā)明的機械結構設計使風力發(fā)電機螺栓預緊力在最初安裝時就更加精確并實現(xiàn)防松功能，然后通過實時監(jiān)控系統(tǒng)，僅在系統(tǒng)顯示風力發(fā)電機機螺栓預緊力接近失效警示值或達到失效警示值時才對其進行人工維護，從而大大減少風力發(fā)電機螺栓人工維護的次數(shù)，達到大大減少風力發(fā)電機螺栓定期維護的費用。
[0018]進一步，所述系統(tǒng)，可以應用在風力發(fā)電機的螺栓上，也可以應用在擁有類似螺栓的其他行業(yè)的設備上。
[0019]進一步，所述墊圈擁有內花鍵，其中一個表面有端面齒或其他類似能使其與接觸部件表面嚙合功能的其他形狀，另一表面為相對平整的加工平面。
[0020]進一步，所述傳感器感應到的形變可以通過有線或無線的方式傳輸給PLC數(shù)據(jù)采集器。
[0021]進一步，所述PLC數(shù)據(jù)采集器轉換得到數(shù)據(jù)可以通過有線或無線的方式傳輸給服務器(電腦或云端)。
[0022]進一步，所述服務器(電腦或云端)上的數(shù)據(jù)可以通過有線或無線或互聯(lián)網(wǎng)的方式傳輸給終端(PC、平板電腦或智能移動)。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:通過本發(fā)明的機械結構設計，使風力發(fā)電機螺栓在通過扭矩或拉伸等傳統(tǒng)的螺栓擰緊方法就獲得精確的預緊力并實現(xiàn)防松功能，通過傳感器和互聯(lián)網(wǎng)技術使得用戶可以對風力發(fā)電機螺栓預緊力進行實時的掌握和監(jiān)控，進而判斷風力發(fā)電機螺栓是否需要進行維護。在監(jiān)測到螺栓預緊力處于相對安全的區(qū)域時，則不需要派專業(yè)工程師對螺栓進行檢查和維護，并可以通過螺栓預緊力變化趨勢等數(shù)據(jù)進行分析，做到在螺栓預緊力達到危險值前，提前安排螺栓維護，避免安全事故的發(fā)生。全面做到僅在系統(tǒng)顯示風力發(fā)電機機螺栓預緊力接近失效警示值或達到失效警示值時才對其進行人工維護，從而大大減少風力發(fā)電機螺栓人工維護的次數(shù)，達到大大減少風力發(fā)電機螺栓定期維護的費用。
[0024]本發(fā)明每年可為風力發(fā)電企業(yè)，尤其是海上風力發(fā)電企業(yè)節(jié)約大量的螺栓定檢和維護的費用，提高發(fā)電時間，提高風力