一種減少風力發電機螺栓定期維護次數的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種減少風力發電機螺栓定期維護次數的系統，尤其是一種通過扭矩或拉伸等傳統方法就能精確地擰緊風力發電機上的螺栓，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通過傳感器經過PLC數據采集器轉換為數據可以實時傳輸到服務器(電腦或云端)，用戶通過終端(PC、平板電腦或智能移動)可通過互聯網實時監控風力發電機上的螺栓預緊力所處狀態的數據的系統。
【背景技術】
[0002]風力發電機是由多節塔筒、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。現有的風力發電機螺栓連接通常會使用傳統的普通螺紋螺母進行鎖緊，通過扭矩或拉伸等傳統的擰緊方法來緊固風力發電機的法蘭、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，會使風力發電機等大型機械設備部件連接容易產生松動，螺栓預緊力無法始終保持原先設備工業設計時的要求，因此可能會發生風力發電機倒塌，石油石化設備漏氣、漏油等嚴重的生產安全事故。
[0003]由于目前風力發電機的連接螺栓容易松動并且沒有實現實時監控，其風力發電機的連接螺栓完全處于失控的狀態下。風力發電企業為了提高風力發電機的運行安全性，通常采取的方法是每3個月、半年或一年派專業的機械工程師帶上專業的螺栓擰緊設備(扭矩或拉伸的螺栓擰緊設備)，爬到每臺風力發電機上面對相關螺栓螺母進行逐個檢查，行業內稱為風力發電機螺栓定維。在風力發電機螺栓定維工作中，檢查每臺風力發電機螺栓是否松動，需要花費3個工程師I天的時間。為了確保工程師作業時的安全，在風力發電機螺栓定維工作時，風力發電機必需停止發電，這將減少風力發電機機的發電量，造成損失。風力發電機企業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]風力發電及螺栓連接的精確緊固并防松及監測的問題，已經成為我國新能源、重型裝備業發展的一個瓶頸，并嚴重影響我們風機智能化水平向更高臺階發展的能力。
【發明內容】
[0005]為克服上述已有技術的不足，本發明提供了一種減少風力發電機螺栓定期維護次數的系統。
[0006]具體技術方案如下:
[0007]一種減少風力發電機螺栓定期維護次數的系統，所述系統包括依次連接的螺栓、傳感器、風力發電機部件、墊圈、螺紋環、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數據采集器，所述PLC數據采集器與服務器(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電機部件一側具有與所述發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數據采集器的數據傳輸和存儲的時間點和時間長度根據需求進行設置。
[0016]在螺母被扭矩或拉力等傳統螺栓擰緊方法作用下，螺栓將產生預緊力，當螺栓在受力的情況下，墊圈端面齒將與風力發電機的相關部件(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的螺栓擰緊方法能夠使螺栓產生精確的預緊力。由于墊圈與風力發電機的相關部件(法蘭或軸承圈或其他需要連接的部件)嚙合且不會轉動，而螺紋環又通過內外花鍵與墊圈配合，所以螺紋環也不會相互轉動，只能沿著墊圈內花鍵上下位移，螺紋環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數據采集器轉換為數據，PLC數據采集器通過數據傳輸線(或無線)把數據傳輸到服務器(電腦或云端)，用戶通過終端(PC、平板電腦或智能移動)可以實時監控風力發電機螺栓預緊力具體數據所處的狀態，進而判斷螺栓是否需要進行維護。
[0017]通過本發明的機械結構設計使風力發電機螺栓預緊力在最初安裝時就更加精確并實現防松功能，然后通過實時監控系統，僅在系統顯示風力發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電機螺栓人工維護的次數，達到大大減少風力發電機螺栓定期維護的費用。
[0018]進一步，所述系統，可以應用在風力發電機的螺栓上，也可以應用在擁有類似螺栓的其他行業的設備上。
[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數據采集器。
[0021]進一步，所述PLC數據采集器轉換得到數據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)上的數據可以通過有線或無線或互聯網的方式傳輸給終端(PC、平板電腦或智能移動)。
[0023]本發明的有益效果在于:通過本發明的機械結構設計，使風力發電機螺栓在通過扭矩或拉伸等傳統的螺栓擰緊方法就獲得精確的預緊力并實現防松功能，通過傳感器和互聯網技術使得用戶可以對風力發電機螺栓預緊力進行實時的掌握和監控，進而判斷風力發電機螺栓是否需要進行維護。在監測到螺栓預緊力處于相對安全的區域時，則不需要派專業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據進行分析，做到在螺栓預緊力達到危險值前，提前安排螺栓維護，避免安全事故的發生。全面做到僅在系統顯示風力發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電機螺栓人工維護的次數，達到大大減少風力發電機螺栓定期維護的費用。
[0024]本發明每年可為風力發電企業，尤其是海上風力發電企業節約大量的螺栓定檢和維護的費用，提高發電時間，提高風力