摘要：近年来，随着机械装备生产制造业的快速发展，焊接工艺技术水平得到了显著提高，先进的焊接工艺在机械装备制造领域中的应用也越来越广泛，焊接工艺技术在整个机械装备制造领域中更加举足轻重。特别是焊接机器人在装备制造中的应用，实现了焊接工艺的自动化和工业化，逐步替代了落后的高强度的焊接作业，有效推动了焊接技术的快速发展。文章对先进工装在风力发电机上的应用进行了研究分析。
关键词：焊接工装夹具；机械装备制造；风力发电机
1风力发电机施工方法及要求
1.1底部平台安装
清除基础环内的杂物及积水。施工人员将底部平台吊至基础环内，调整平台方向和塔筒门方向相对应，塔筒门的位置还应和基础环内塔筒门位置的标记相对应。检查平台的水平，可通过垫垫片调整平台的水平。接着将塔底配电柜、塔底控制柜及变频器等柜体安装到平台相应的位置上，拧紧连接螺母，工作完成。
1.2塔筒安装
（1）底段塔筒吊装
（2）把底段塔筒与基础环连接用的螺栓、螺母、垫片放进基础环里，同时将安装工具放在基础环内；用二硫化钼润滑所有螺栓的螺纹，把每个螺栓上都穿好1个垫片，要注意垫片的正确方向（有字的面背对法兰）；在螺栓上用毛刷均匀涂抹二硫化钼到整个螺纹，以下螺栓润滑相同。
1.3机舱安装
（1）在机舱顶部绑好稳定机舱用的2根拉绳，挂好机舱专用吊具，把机舱及机舱运输底架一起试吊，调整机舱吊具铁链的长度使机舱运输底架下表面处于水平位置。机舱重28t，起吊重量29t，主吊起吊作业半径控制在15m作业半径内，主吊吊车负荷率34.1%。
（2）卸掉运输底架，清理干净机舱底部螺栓孔内的沙土，旋入导向杆，开始起吊机舱。
（3）起吊機舱至顶塔筒法兰上方，使二者位置大致对正。
（4）利用导向杆定把机舱与顶塔筒上法兰就位，把机舱慢慢放到顶塔筒上法兰的上表面，用主吊车调整机舱底部螺栓孔与顶塔筒上法兰螺栓孔的同心度。把90根双头螺柱全部拧入后用电动扳手完成快速力矩。
（5）施工人员用液压扳手按照十字对称法对螺栓进行初紧，紧固力矩为2200Nm；力矩紧固分两步：第一步打到1500Nm，先紧固四个对角，每个点不低于5颗，然后依次按“米”字型分布，第二步打到额定力矩，方法同上。对已打过力矩的螺栓做上标记。
（6）机舱安装完成。
1.4直驱发电机的吊装
（1）使用发电机专用吊具将发电机吊装耳分别绑定，在吊起发电机之前，手拉葫芦需要安装在主吊钩处备用。
（2）按照发电机吊装图将各吊带卸扣安装在吊具上相应位置；并将辅助吊带的一端安装在图纸孔位置，另一端挂在辅吊钩上。发电机与吊具的连接螺柱用力矩扳手预紧至1500N.m，起吊前检查各连接点是否牢固。
（3）主吊钩与辅吊同时起吊，待发电离地3米左右时，主吊钩暂停动作，副吊钩继续上升，直至将发电机和吊具翻转至自然垂吊状态。
（4）发电机完成翻转后，测量发电机与机舱的结合面垂直倾角是否为5°，并将连接螺栓依次拧入发电机上的螺纹孔。然后将发电机调至机舱高度位置，使发电机与机舱靠近并对接。
（5）发电机与机舱连接的螺杆露出长度为220mm，与轮毂连接的螺杆露出长度为215mm。按照十字对称法打力矩三次。第一次1000N.m，第二次1500N.m，第三次2200N.m，最后复检一次2200N.m。
（6）连接发电机与机舱密封条。
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1.5风轮安装
（1）使用2根30t×17米长的吊带兜住两片叶片的根部，如下图2所示。
（2）在起吊前，叶片要变桨，桨叶的叶刃全部朝上。使用2根长约200米的溜绳系在拴有叶片尾部护套上。
（3）ZSTL15800轮胎塔式起重机就位控制在15m半径之内，额定起重量80t，实际起重量51.5t，负荷率约为64.4%。
（4）吊装叶轮，主吊机械的吊点为两根吊带的汇合处（在吊带和叶片接触处撒放松香粉增加摩擦力），辅助机械吊点在垂直向下的叶片接近尾部15m处，由一根吊带和叶片护板组成。两台吊车配合将风轮抬吊竖起后辅助机械摘钩，并拆除叶片上面的吊具，其中辅吊G1=4t，主吊G2=47t，主吊负荷率59.4%。剩余的工作由主吊机械独立完成用，主吊机械起钩。
2先进工装在风力发电机上的应用
结合机械装备制造的基本情况，完成对先进焊接工装夹具的具体应用分析，分析焊工装夹具的应用效果，为机械装备制造提供参考。
2.1焊接组合夹具的应用
焊接工艺中，如果大型的机械装备焊接，会导致焊接难度增加，且会导致焊接成本增加。故此，选择焊接组合夹具应用的方式，达到提升焊接效率和焊接质量的目的。焊接组合夹具是焊接工装夹具的模块化体现，选择焊接组合夹具能保障零部件具备良好的物理机械性能，且能够有效的完成对精密零件的加工生产。
而选择焊接组合夹具，可以适应大型生产线的加工，达到提升加工效率和加工质量的目的。例如：在汽车生产线、飞机装配线系统中，均可以选择先进焊接工装夹具，且通过配置焊装机器人，有效的提升汽车生产线和飞机装配线系统效率的提升，并降低成本，有效的对成本、效率和质量之间的关系进行处理，积极推动机械装备制造企业的持续健康发展。
2.2先进焊接工装夹具的计算机辅助设计
计算机技术的发展，为先进焊接工装夹具的设计和安装提供了帮助，可以保障夹具系统更为符合机械装备制造的基本需求。其中常见的有三维CAD系统，可以结合具体的机械装备加工流程，并展开仿真模拟，从而有效的对焊接工装夹具的尺寸和安装方案进行优化。借助仿真模拟，可以焊接工装夹具的受力情况、焊接工艺等进行综合分析，进而规避各类碰撞和装备脱离的情况，进而提升加工的效率性与安全性。
（1）先进焊接工装夹具结合计算机技术辅助，可完成对具体焊接工艺的分析，并完成对焊接夹具的装夹定位技术的解读，进而保障焊接工装夹具的有效应用；
（2）结合计算机辅助技术，可完成对焊接组合夹具的有效选择，并完成装夹定位的自动化；
（3）借助计算机辅助设计，可以完成对焊接工装夹具的设计方案检验，推动设计的可行性提升；
（4）通过三维CAD软件，完成对焊接工装夹具的三维模拟，便于完成设计的审核，并可以完成一体化模拟解析。保障设计的有效性，规避安装不合理导致碰撞现象的发生。
（5）完成用户制定的功能输入，如生成BOM、动态过程输出等。
总而言之，借助计算机辅助设计，对提升焊接工装夹具的作用明显，且可以有效的增加焊接工装夹具的应用质量，从而有效的完成夹具的精确度和科学性更强，更为符合焊接工艺的基本需求，推动机械装备制造的效率和质量提升。
结语：
随着现代焊接工艺的快速发展和广泛应用，推动了机械装备制造业的前进步伐，同时也对焊接工装夹具提出了更高的要求。具有方便快捷、标准化、适用性强、成本低等优势的模块化组合夹具在生产实践中得到了很好的发展和应用。焊接工装夹具正向着高效率、高精度、高自动化程度的方向发展。希望通过本文的分析，能够提高风力发电机吊装工作质量，促进风力发电机项目的建设和发展，更好的实现能源的有效利用。
参考文献：
[1]余建军，任治军，王辉.先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用[J].机床与液压，2011，39（12）：115-121.
[2]唐久昌.基于先进技术的复合材料构件成型模具及其工装技术研究[J].中国新技术新产品，2016，（14）：62-63.
论文作者:石岩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：夹具论文; 机舱论文; 工装论文; 螺栓论文; 发电机论文; 组合论文; 力矩论文; 《基层建设》2017年第29期论文;