组装线的传送设备 |
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| 申请号 | CN201310008884.0 | 申请日 | 2013-01-10 | 公开(公告)号 | CN103192257A | 公开(公告)日 | 2013-07-10 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | K.D.霍尔; J.米克尔森; J.K.佩德森; M.B.索鲁森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及组装线（1）的传送设备（2），该组装线包括多个组装站（3），该传送设备（2）包括：引导器（20），其被实现成限定组装站（3）的行进路径；接合装置（21），其用于使得组装站（3）接合到所述引导器（20）；以及驱动装置（22、23、24），其用于沿所述引导器（20）驱动所述接合装置（21）以使所述组装站（3）运动通过所述组装线（1）的相继阶段（1A、……、1F）。本发明还描述了在组装线（1）中使用的组装站（3）、组装线（1）以及组装用于 风 力 涡轮 机的发 电机 （4）的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于组装线（1）的传送设备（2），该组装线包括多个组装站（3），该传送设备（2）包括： |
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| 说明书全文 | 组装线的传送设备技术领域背景技术[0002] 能够在各相继组装阶段组装发电机的电枢和场磁体设置。在转子组装过程的一种示例中，诸如轴承和毂接口的各种部件在第一组装步骤被安装到中空环形转子轴。形状保持元件能够被临时安装到转子上以便在组装阶段期间保持其圆形形状。具体地考虑到磁极的重量，基本上理想的圆形形状是强制性的。在一个组装阶段能够将定子合并于转子，例如通过将定子轴连接到先前安装的轴承。在这个步骤，必须极其小心来保持转子和定子之间的恒定空气间隙。在后续组装步骤中，能够安装并连接缆线。在另一步骤中，磁体能够被安装到转子上。在最终步骤中，制动盘被安装到转子上。之后发电机的这个被组装部分能够被转移到下一组装区域以便被并入机舱内。 [0003] 常规风力涡轮机通常包括变速箱来增加其发电机相对于其转子轴的旋转速度并且因而增加变极频率。变速箱包括遭受磨损并且必须被定期维护或更换的许多部件。还需要复杂且昂贵的轴承设置来承载作用在转子轴和变速箱上的极限载荷和扭矩。直接驱动风力涡轮机具有优于这种常规风力涡轮机的多种优点，其中主要优点是直接驱动风力涡轮机不需要这样的变速箱。直接驱动风力涡轮机因此需要更少的零件，较不复杂，并且更可靠。为此，逐渐更多地需要直接驱动风力涡轮机。 [0004] 直接驱动发电机具有相对大的直径和沿场磁体设置的圆周布置的具有变化极性的许多磁体（通常是外部转子），以便允许足够高的变极频率。这种大型发电机的物理尺寸和重量在其组装期间造成问题。处理重的、笨拙的且易损的部件是复杂且费时的，并且还是有危险的，以致必须采取严格的安全措施。这显著地增加了组装直接驱动发电机所需的总体时间和成本。在现有技术组装方法中，发电机能够在一个地点被实质性组装，即组装所需的任何零件或工具均被置于该地点，且之后当不再需要时被移除到另一地点。替代性地，使用能够承载重载荷的器械（例如起重机或其他吊装设备），能够将部分组装的转子或发电机组件从一个组装区域移动到另一组装区域。因为可能同时组装多个发电机，所以已知方法包括对部分组装的发电机部件、工具和零件的大量运输和移动，并且对于敏感的精密部件（例如定子或转子）的损坏风险是非常高的。为此，已知方法是昂贵且费时的。 发明内容[0005] 因此本发明的目标是提供组装发电机，具体地组装用于直接驱动风力涡轮机的发电机的更加高效且有经济效益的方法。 [0007] 根据本发明，用于具有多个组装站的组装线的传送设备包括：引导器，其被实现成限定组装站的行进路径；接合装置，其用于使得组装站接合到所述引导器；以及驱动装置，其用于沿所述引导器驱动所述接合装置以使所述组装站运动通过组装线的相继阶段。 [0008] 本发明的传送设备的优点在于，能够在单个组装站从初始组装步骤到最终组装步骤针对一个机器（即开始组装的机器）执行组装步骤，而不需要将未完工的机器从一个组装站移动或转移到另一组装站。根据本发明的传送设备令人满意地需要更少地处理未完工机器，从而还减少了损坏的风险。此外，根据本发明的传送设备允许工具或器件具有非常有经济效益且高效的分配，因为特定组装阶段所需的工具或器件仅需要在组装线的对应阶段被供应。而且，因为最终组装步骤能够在组装线的最终阶段执行，所以完工机器能够总是准备好在同一位置被收集，从而增加了运输效率并且减少了意外或错误的可能性。 [0009] 根据本发明，在组装线中使用的组装站包括：接合装置联接零件，其被实现成将组装站联接到根据本发明的传送设备的接合装置；以及组装站驱动装置，其被实现成允许组装站在传送设备的引导器旁边行进。 [0010] 根据本发明，组装线包括：多个组装站，其中组装站被实现成保持部分组装的部件；以及根据本发明的传送设备，其用于将组装站从组装线的初始阶段传送到组装线的最终阶段。 [0011] 根据本发明，组装用于风力涡轮机的发电机的方法包括以下步骤：在根据本发明的组装线的相继阶段组装发电机部件，其中第一发电机部件被安装和组装在特定组装站上；驱动传送设备从而沿组装线传送所述组装站通过所述组装线的相继阶段；以及在所述组装线的特定阶段将第二发电机部件合并于所述第一发电机部件。 [0013] 在下文中，不以任何方式限制本发明，可以假定在组装线上组装的机器是用于风力涡轮机的发电机。此外，可以假定在沿传送设备运动的组装站上安装的第一部件是转子，例如直接驱动发电机的外部转子。类似地，可以假定第二部件包括定子。此外，还可以假定传送设备被实现成水平地移动组装站。 [0014] 可以理解，组装站是一种框架支撑件，其被实现成在转子正被组装时承载转子。因为组装站能够沿地面运动，所以其可以在下文中被称为“运输框架”。优选地，运输框架被构造成使得转子保持水平，即发电机的运动零件在操作期间旋转所围绕的旋转轴线被设置成基本水平，或平行于水平地板表面。优选地，组装站包括轮或辊以便其能够沿地面行进并且当脱离传送设备时能独立地运动。 [0015] 优选地，组装线包括如组装阶段或步骤一样多的组装站。换言之，如果转子的组装需要十个组装阶段，则组装线优选地也包括十个组装站，并且传送设备被实现成足够长从而容纳十个组装站。以此方式，总是能够在同一组装站执行特定组装步骤。一旦已经针对第一部分组装的转子完成了该组装步骤，则该组装站被传送设备进一步沿组装线移动，并且下一组装站占据其位置，使得这个特定组装步骤能够在下一部分组装的转子上进行，并且如此继续。 [0016] 驱动装置能够被结合到接合装置内，例如接合装置能够包括其自身的马达，该马达被实现成沿引导器移动接合装置。不过，因为组装站和被组装机器的综合重量会非常重，因此这样的马达将必须相应是大型且大功率的。因此，在本发明的具体优选实施例中，驱动装置包括被设置在组装线的初始阶段和组装线的最终阶段之间的传送带，例如皮带或缆线。这里，术语“初始阶段”和“最终阶段”指的是组装站能够被根据本发明的传送设备移动通过的阶段。当然，组装线能够包括除了这些之外的其他阶段。优选地，传送带被实现成能够沿引导器行进的环形带。环形带能够包括适当强度的缆线，例如拼接钢缆。为了移动传送带，驱动装置优选地包括适当的马达，其被实现成致动传送带。驱动装置因此类似于缆车设置。 [0017] 引导器本身优选地被成形为允许接合装置平稳且安全地行进。例如，引导器能够包括具有T形横截面的钢梁或棒，以使T的茎杆竖直设置，并且T的横杆水平设置。在一个实施例中，接合装置能够简单地成形为配合在T的横杆周围。为了确保接合装置沿引导器或引导梁的低摩擦运动，其能够被润滑。不过，在本发明的优选实施例中，接合装置能够包括多个可自由旋转的辊，随着传送带被致动，所述辊沿引导器滚动。例如，接合装置能够在引导器的茎杆的每一侧包括至少一个辊，以便辊沿引导器的竖直表面滚动。 [0018] 接合装置能够以任意适当方式被实现成使得组装站接合到引导器，例如接合装置可以被实现成使用紧固件被紧固到传送带。因此，在组装线的初始阶段，用于组装站的接合装置被连接到传送带，并且一旦组装站已经到达组装线的最终阶段则再次断开。会需要一些时间来执行连接和断开步骤。因此，在本发明的另一优选实施例中，驱动装置包括钩，其连接到传送带，该钩被实现成在不需要紧固件的情况下接合于接合装置。因为钩能够简单地接合于接合装置，所以组装站能够在组装线的初始阶段简单地“勾住”传送设备，并且在组装线的最终阶段能够简单地从传送设备“脱钩”。因此，这种实施例能够更有经济效益。具有钩、缆线和引导轨的这种设置具有的优点在于，其是非常紧凑的并且能够装配成不干扰必须沿组装线执行的工作。能够以令人满意的低成本来实现这样的传送系统。 [0019] 为了确保在组装站沿组装线运动时钩和接合装置不会意外地脱离，在本发明的优选实施例中，接合装置包括钩联接零件以用于将接合装置联接到钩。 [0020] 一旦组装站已经到达组装线的最终阶段，可以在该最终阶段从传送设备移除钩并且将该钩带回初始阶段，在此其能够被再次连接到传送带。不过，在本发明的另一优选实施例中，传送设备被实现成使得钩从组装线的最终阶段返回到组装线的最初阶段。“返回”能够被自动实现，例如在传送设备的双缆线实施方式中，其中钩能够从第一缆线断开并且沿第二缆线被运输回组装线的开始或初始阶段。替代性地，传送设备能够包括具有多个夹头的传送链，所述夹头能够在一侧拉动组装站并且能够在另一侧使得拉动链轮返回。组装站的销或其他接合装置联接零件能够接合于夹头，之后链能够沿组装线的最终阶段的方向被向前拉动以便将每个组装站移动到下一阶段，于是链能够稍稍松弛来释放张力。 [0021] 优选地，为了确保接合装置不会意外地从组装站脱离，并且为了确保组装站被牢固地“锚定”在接合装置上，接合装置优选地包括组装站联接零件以用于将接合装置联接到组装站。例如，组装站可以包括杆或棒，其被成形为配合到接合装置的对应开口或腔内。 [0022] 如上所述，组装线能够包括多个组装站。这些均优选地沿传送设备同步运动。为此，“首位”组装站可以借助于拖索连接到随后的组装站，并且剩余组装站也可以以此方式互连以便形成链接线。在这种实施方式中，仅需要通过传送设备来拉动“首位”组装站，并且所有后续的组装站被强制跟随。不过，当“首位”组装站已经完成最终组装阶段时，这将需要其离开组装线，并且随后的组装站将必须被连接到接合装置。此外，接合装置将必须根据组装站的重量来定尺寸。因此，在本发明的具体优选实施例中，传送设备优选地包括用于组装线的多个组装站中的每个组装站的至少一个接合装置。在这种实施例中，组装站根据传送设备的接合装置之间的距离被间隔开，并且组装站不需要被互连，并且能够彼此独立。 [0023] 当驱动装置致动传送带时，接合装置均沿相同方向被同步地移位，以使所有的组装站均被强制也沿相同方向同步运动。 [0024] 在组装线的组装阶段执行组装的各阶段。这样的组装线能够包括专用区或特定组装阶段，其中组装阶段发生在被专用区界定的区域内。为了允许沿组装线的特别简易的进程，这些专用区优选地间隔相等距离。因此，在本发明的另一优选实施例中，驱动装置被实现成使得接合装置沿引导器移位预定距离。例如，一旦针对组装阶段已经完成了每个组装阶段，则驱动装置能够被致动从而移动传送带并且因此也移动接合装置，以便组装站被同步移位。例如，一旦最终阶段的组装站已经从组装线移除，则维修人员能够向驱动装置的控制器发出信号以导致剩余组装站沿组装线运动。之后“新的”组装站能够在组装线的初始阶段被“钩挂”于传送设备。以此方式，针对非常高效的组装过程而言，能够在任意一个时间进行组装线的所有阶段。 [0025] 组装站或运输框架优选地被实现为具有边框（outlier）的钢架构，辊或轮附接到所述边框以便运输框架能够来回运动。优选地，运输框架包括至少两个接合装置联接零件以用于联接于传送设备的两个对应接合装置。例如，设置成在引导器旁边行进的边框能够配备两个这样的联接零件，以使得运输框架不能相对于引导器呈现歪曲取向。优选地，组装线中仅使用一种类型的组装站，即运输框架的尺寸均是基本相等的，以便每个运输框架沿组装线均占据基本相同的面积或空间。 [0026] 传送设备能够被设置在组装大厅或工厂内的地平面。这样的设置能够有助于需要被执行的任意维护工作。不过，在本发明的具体优选实施例中，传送设备被设置成至少部分低于组装线的地板水平。以此方式，保护传送设备的机构免于损坏，并且传送设备本身更不易被侵入。例如，钢引导器的一部分能够被锚定在混凝土地板内，并且驱动装置的一部分也可以被设置成低于地平面。例如，钩和传送缆线的“返回路径”可以被设置成低于地平面。 [0027] 传送设备和组装站可以被实现成使得组装线呈现圆形形状。例如，圆形引导轨可以以旋转传送设置来运输组装站。组装站能够被实现成基于这种圆形的径向区段具有底盘形状，并且能够被设置在圆形引导轨的“内侧”或“外侧”。这种圆形组装线的初始和最终阶段能够根据需要以特设方式被限定。在本发明的优选实施例中，组装线包括组装站的线性设置，因为具有基本方形或矩形底盘的组装站可以为被运输的笨重部件提供更优化的支撑。 附图说明[0029] 图1示出了根据本发明的处于第一瞬时的组装线的示意性平面图；图2示出了根据本发明实施例的传送设备的示意图和根据本发明实施例的组装框架的细节； 图3示出了处于第二瞬时的图1的组装线的示意性平面图。 具体实施方式[0030] 在附图中，贯穿始终，同样的附图标记代表同样的物体。附图中的物体不必要成比例绘制。 [0031] 图1示出了根据本发明的处于第一瞬时的组装线的示意性平面图。组装线1被用于组装用于风力涡轮机的部件4，更具体地用于组装用于直接驱动风力涡轮机的发电机4。组装线1包括六个不同的组装阶段1A、……、1F。在每个组装阶段1A、……、1F，定位有转子运输框架3。根据本发明的传送设备2被用于将转子运输框架3从一个组装阶段1A、……、 1E传送到下一组装阶段1B、……、1F。每个阶段1A、……、1F能够专用于特定组装步骤，如前言所述。例如，在这里所示的第二组装阶段1B，定子41能够被合并于部分组装的转子 40。能够使用定子运输框架5将定子41运输到组装线1。在这里所示的第四组装阶段1D中，转子40能够借助于磁体组装站6来装备多个永磁体。当然，这些组装阶段1A、……、1F仅是示例性的。 [0032] 传送设备2包括传送带22，例如拼接钢缆22，其被马达23驱动以使得缆线22绕引导轨20以环形带方式行进。每个转子运输框架3借助于接合装置接合到缆线22。在这种实施例中，每个转子运输框架3包括两个联接装置311以便将其联接到传送带缆线22。 [0033] 组装线1能够占据工厂地板的特定区域，如由绕组装线的边界所指示的。定子组装区10能够占据工厂地板的另一区域，而例如发电机测试站11能够占据工厂地板的又一区域。 [0034] 图2示出了根据本发明实施例的传送设备2的示意图以及根据本发明实施例的组装框架3的细节。 [0035] 传送设备2的引导轨20包括具有T形横截面的刚性钢棒，并且被部分嵌入地板水平以下的地基内，以致仅T形的横杆和T形的茎杆的一部分暴露于地板水平之上。传送设备包括拼接钢缆22，其绕引导轨20设置成环形带22。钩24间隔地连接到缆线22，并且每个钩24被实现成配合于原动机21或接合装置21。接合装置21包括多个辊25，所述辊25被设置成沿引导轨20的茎杆的竖直表面或沿缆线22滚动，以便组装站3能够沿组装线平缓地前进。 [0036] 组装框架3包括两个联接零件311以用于联接于两个对应接合装置21或原动机21的联接装置211，所述接合装置21或原动机21被连接到传送缆线22的钩24拉动。 [0037] 一旦组装站3已经到达组装线1的最终阶段1F，则组装站3能够从钩24和传送缆线22断开。钩24能够沿缆线22的返回路径自动返回到初始组装阶段1A，而组装站3能够在工厂地板上被手动地推动到组装线1的初始阶段1A。原动机21能够与组装站3一同被运输或者被独立地运输。 [0038] 图3示出了在第二瞬时的图1的组装线1的示意性平面图。这里，已经从最后的组装站3’移除了图1的被组装发电机4，并且这个组装站3’已经从传送设备2断开。传送设备2的马达23已经被控制成致动传送带22以使得剩余组装站3从组装站1A-1E向前运动相同距离d并且进入组装站1B-1F。现在空载组装站3’正运动回到初始组装阶段1A，在此其能够联接到传送带22并且能够用于开始另一转子41的组装。例如，适当的移动设备能够在空载组装站3’之下运动以便将其运输回组装线的初始阶段。 [0039] 虽然已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，不过应该理解，在不背离本发明范围的情况下可以对本发明做出大量额外的改进和变型。例如，虽然这里描述的组装框架被描述为将转子保持成使其旋转轴线处于水平位置，不过组装框架和组装线可以同样地被很好地设计用于转子被保持成其旋转轴线处于竖直位置的组装技术。 [0040] 为了简明，应该理解，贯穿本申请，“一”或“一种”的使用不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或元件。 |
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