CN102278290A - 用于组装风力涡轮机中用的齿轮箱操纵组件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于组装风力涡轮机中用的齿轮箱操纵组件的系统和方法，具体而言，提供了一种用于风力涡轮机中使用的齿轮箱操纵组件。该风力涡轮机包括通过转子轴可旋转地联接到齿轮箱上的转子和构造成支撑齿轮箱和转子轴的支撑框架。齿轮箱操纵组件包括联接在齿轮箱与支撑框架之间以便从支撑框架支撑齿轮箱的支撑组件，以及联接到支撑框架上的定位组件，该定位组件适合于接触齿轮箱以使齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中齿轮箱可操作地联接到转子轴上，在第二位置中齿轮箱与转子轴可操作地分离并隔开，以有利于在不从风力涡轮机去除转子的情况下从风力涡轮机去除齿轮箱。

Description

用于组装风力涡轮机中用的齿轮箱操纵组件的系统和方法
技术领域
本文描述的主题一般地涉及用于组装风力涡轮机中使用的齿轮箱操纵组件的方法和系统。
背景技术
至少一些已知的风力涡轮机塔架包括固定在塔架顶部的机舱。该机舱包括通过转子轴联接到齿轮箱和发电机上的转子组件。在已知的转子组件中，多个叶片从转子延伸。叶片定向成使得经过叶片的风转动转子并使轴旋转，由此驱动发电机来发电。
由于许多已知的风力涡轮机向公用电网提供电功率，所以至少一些风力涡轮机具有有利于供应更大量的电功率的较大构件(例如，直径超过三十米的转子)。然而，较大的构件常承受由风切变、偏航失准和/或湍流导致的增大的负载(例如不对称的负载)的影响，并且已知该增大的负载有助于风力涡轮机的齿轮箱组件和/或其它构件上显著的疲劳循环。
至少一些已知的风力涡轮机包括各自定位在机舱内的发电机和齿轮箱。发电机通过高速轴联接到齿轮箱上。至少一些已知的齿轮箱组件有利于将旋转能从低速转子轴传递至高速轴，该高速轴可旋转地驱动发电机以有利于产生电力。随着时间的流逝，支撑高速轴的轴承可能变得磨损。随着轴承变得磨损，齿轮箱组件向发电机传递旋转能的效率变得更低。在一些情况下，轴承失效导致损坏轴承内孔。在至少一些已知的风力涡轮机中，齿轮箱的修理需要在去除齿轮箱并修理和/或更换损坏的齿轮箱之前从风力涡轮机去除整个机舱、齿轮箱和转子。在一些风力涡轮机中，叶片的长度介于60米与100米之间，并且因此修复磨损或损坏的齿轮箱会是成本高昂和耗时的。
因此，希望提供一种用于在不从风力涡轮机去除转子和/或转子轴的情况下去除和/或更换塔架上的齿轮箱的系统和方法。
发明内容
一方面，提供了一种组装齿轮箱操纵组件以有利于从风力涡轮机塔架上从风力涡轮机去除齿轮箱的方法。该风力涡轮机包括通过转子轴可旋转地联接到齿轮箱上的转子。齿轮箱和转子轴从支撑框架被支撑。该方法包括将支撑组件联接在齿轮箱与支撑框架之间以便从支撑框架支撑齿轮箱。将定位组件联接到支撑框架上。定位组件构造成接触齿轮箱以使齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中齿轮箱可操作地联接到转子轴上，在第二位置中齿轮箱与转子轴可操作地分离并隔开，从而有利于在不从风力涡轮机去除转子的情况下从风力涡轮机去除齿轮箱。
另一方面，提供了一种用于风力涡轮机中使用的齿轮箱操纵组件。该风力涡轮机包括通过转子轴可旋转地联接到齿轮箱上的转子和构造成支撑齿轮箱和转子轴的支撑框架。该齿轮箱操纵组件包括联接在齿轮箱与支撑框架之间以便从支撑框架支撑齿轮箱的支撑组件。定位组件联接在支撑框架上。定位组件适合于接触齿轮箱以使齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中齿轮箱可操作地联接到转子轴上，在第二位置中齿轮箱与转子轴可操作地分离并隔开，从而有利于在不从风力涡轮机去除转子的情况下从风力涡轮机去除齿轮箱。
又另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架、联接到塔架上的机舱、定位在机舱内的齿轮箱、转子以及可旋转地将转子联接到齿轮箱上的转子轴。支撑框架联接到齿轮箱和转子轴上以便将齿轮箱和转子轴支撑在机舱内。齿轮箱操纵组件联接到转子轴和齿轮箱上。该齿轮箱操纵组件包括联接在齿轮箱与支撑框架之间以便从支撑框架支撑齿轮箱的支撑组件。定位组件联接在支撑框架上。定位组件构造成接触齿轮箱以使齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中齿轮箱可操作地联接到转子轴上，在第二位置中齿轮箱与转子轴可操作地分离并隔开，从而有利于在风力涡轮机的塔架上从机舱去除齿轮箱。
本文所述的实施例有利于去除和/或更换齿轮箱组件而不需要从风力涡轮机去除转子和/或转子轴。更具体而言，本文所述的齿轮箱操纵组件有利于在去除齿轮箱的过程中支撑转子轴使得转子和转子轴在从风力涡轮机去除齿轮箱的过程中继续由底座(bedplate)支撑。
附图说明
图1是示例性风力涡轮机的透视图。
图2是包括示例性齿轮箱操纵组件的图1中所示的风力涡轮机的一部分的放大透视图。
图3是图2中所示的齿轮箱操纵组件的分解透视图。
图4是图2中所示的齿轮箱操纵组件的另一分解透视图。
图5是适合与图2中所示的齿轮箱操纵组件一起使用的示例性控制系统的框图。
图6是与图2中所示的齿轮箱操纵组件一起使用的示例性转子锁销的侧视图。
具体实施方式
本文所述的实施例包括使得能够实现齿轮箱组件的维护而不需要去除风力涡轮机的机舱、转子和/或转子轴的风力涡轮机系统。更具体而言，本文所述的齿轮箱操纵组件使得能够实现在塔架上去除和/或更换齿轮箱而不需要去除转子轴和/或转子。如本文所用，用语“塔架上”旨在表示在风力涡轮机塔架的顶部上方的风力涡轮机的任何位置，例如，机舱和/或转子联接在风力涡轮机塔架的顶部上期间机舱和/或转子内或外的任何位置。
图1是示例性风力涡轮机10的透视图。在该示例性实施例中，风力涡轮机10为水平轴线风力涡轮机。备选地，风力涡轮机10可为竖直轴线风力涡轮机。在该示例性实施例中，风力涡轮机10包括从支撑表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16、定位在机舱16内的发电机18、联接到发电机18上的齿轮箱20以及通过转子轴24可旋转地联接到齿轮箱20上的转子22。转子22包括可旋转轮毂26以及联接到轮毂26上并从轮毂26向外延伸的至少一个转子叶片28。齿轮箱操纵组件30联接到齿轮箱20上，以有利于在风力涡轮机10的塔架上从机舱16去除齿轮箱20。在备选实施例中，齿轮箱操纵组件30联接到发电机18上，以有利于在风力涡轮机10的塔架上从机舱16去除发电机18。在另一备选实施例中，齿轮箱操纵组件30联接到发电机18和/或齿轮箱20上，以有利于在风力涡轮机10的塔架上从机舱16去除发电机18和/或齿轮箱20。
在示例性实施例中，转子22包括三个转子叶片28。在备选实施例中，转子22包括多于或少于三个转子叶片28。在示例性实施例中，塔架12由管状钢制成，以限定在支撑表面14与机舱16之间延伸的空腔(图1中未示出)。在备选实施例中，塔架12为具有任何适当高度的任何适当类型的塔架。
转子叶片28在轮毂26周围隔开，以有利于使转子22旋转，从而能够从风将动能转换成可用的机械能，并随后转换成电能。在示例性实施例中，转子叶片28具有范围为从约30米(m)(99英尺(ft))到约120m(394ft的长度。备选地，转子叶片28可具有使风力涡轮机10能够如本文所述起作用的任何适当长度。例如，转子叶片长度的其它非限制性的实例包括10m或以下、20m、37m或大于120米的长度。当风从方向32冲击转子叶片28时，转子22围绕旋转轴线34旋转。当转子叶片28旋转并承受离心力时，转子叶片28也承受各种力和力矩。由此，转子叶片28可能从中性或未偏离的位置偏离和/或旋转到偏离位置。此外，转子叶片28的桨距角或叶片桨距，即决定转子叶片28相对于风向32的视角的角度，可通过桨距调节系统36改变，以通过调节至少一个转子叶片28相对于风向量的角位置来控制风力涡轮机10所产生的负载和功率。
图2是风力涡轮机10的一部分的放大透视图。图3是齿轮箱操纵组件30的分解透视图。图4是齿轮箱操纵组件30的另一分解透视图。图3和图4中所示相同的组件用图2中所用的相同的附图标记标示。在示例性实施例中，机舱16包括转子轴24、齿轮箱20、发电机18和偏航驱动机构38。偏航驱动机构38有利于使机舱16和轮毂26在偏航轴线42(在图1中示出)上旋转，以控制转子叶片28相对于风的方向32的视角。转子轴24包括在第一端46与相对的第二端48之间延伸的大致圆柱形主体44。第一端46联接到转子22上(在图1中示出)。更具体而言，转子轴24包括固定地联接到转子轴第一端46上的转子凸缘50。轮毂26联接到转子凸缘50上使得轮毂26围绕轴线34的旋转有利于使转子轴24围绕轴线34旋转。转子锁盘52联接到转子轴24的第一端46上。转子锁盘52限定多个开口54，各开口延伸穿过转子锁盘52并在转子锁盘52周围周向定位。在示例性实施例中，风力涡轮机10还包括轴支撑轴承56。轴支撑轴承56有利于转子轴24的径向支撑和对准。在一个实施例中，轴支撑轴承56在轮毂26附近联接到转子轴24的第一端46上。在备选实施例中，风力涡轮机10可包括使风力涡轮机10能够如本文所述起作用的任何数目的支撑轴承。
第二端48可旋转地联接到齿轮箱20上。在示例性实施例中，齿轮箱20包括延伸穿过齿轮箱壳体62的前区段60的开口58。开口58尺寸设置成接纳第二端48。齿轮箱20包括联接到前区段60上的输入轴64。输入轴64构造成接纳转子轴24的第二端48。输入轴64包括限定出尺寸设置成将转子轴24接纳在其中的开口(未示出)的大致圆形的内表面(未示出)。收缩盘66联接在输入轴64上并从输入轴64径向向外延伸，使得输入轴64介于收缩盘66与转子轴24之间。收缩盘66构造成将输入轴64压缩在转子轴24的外表面68周围，以有利于经由摩擦配合将输入轴64联接到转子轴24上。高速轴70联接在齿轮箱20的后部72与发电机18之间。在风力涡轮机10运行期间，转子轴24的旋转可旋转地驱动齿轮箱20，齿轮箱20随后驱动高速轴70。高速轴70可旋转地驱动发电机18，以有利于通过发电机18产生电力。转子轴24、发电机18、齿轮箱20、高速轴70和/或轴支撑轴承56有时称为传动系73。在该示例性实施例中，传动系73由传动系支撑组件74支撑。传动系支撑组件74包括底座支撑框架76和从底座支撑框架76悬垂(cantilever)的发电机框架78。在一个实施例中，发电机框架78包括从底座支撑框架76向外延伸的至少一个支撑部件80。支撑部件80在接合处82联接到底座支撑框架76上。齿轮箱20、转子轴24和轴支撑轴承56各由底座支撑框架76支撑。发电机18由发电机框架78支撑。
在示例性实施例中，底座支撑框架76包括第一侧壁84和相对的第二侧壁86，各侧壁均在前区段88与后区段90之间沿纵向87延伸。第一侧壁84和第二侧壁86各包括顶板92和底板94。第一台座组件96联接在第一侧壁84上并在顶板92与底板94之间延伸。第二台座组件98联接在第二侧壁86上并在顶板92与底板94之间延伸。第二台座组件98沿垂直于纵向87的横向99与第一台座组件96对准。第一台座组件96和第二台座组件98各定位在前区段88与后区段90之间。第一台座组件96和第二台座组件98各包括前梁100和定位在前梁100附近的后梁102。在示例性实施例中，齿轮箱20包括第一扭力臂104和与第一扭矩臂104相对的第二扭力臂106。第一扭力臂104和第二扭力臂106各从齿轮箱壳体62的前区段88径向向外延伸。第一扭力臂104联接到第一台座组件96上且第二扭力臂106联接到第二台座组件98上，以有利于从底座支撑框架76支撑齿轮箱20。
轴支撑轴承56联接到底座支撑框架76的前区段88上并在第一侧壁84与第二侧壁86之间沿横向99延伸。转子轴24延伸穿过轴支撑轴承56并由轴支撑轴承56和齿轮箱20支撑。在示例性实施例中，转子22(在图1中示出)联接到转子轴24上，使得转子22通过转子轴24由轴支撑轴承56和齿轮箱20支撑。
进一步参照图2，在风力涡轮机10运行期间，转子22的旋转使转子轴24围绕轴线34旋转，使得转矩(由箭头108表示)从转子轴24被给予齿轮箱20。另外，由于转子22通过转子轴24从轴支撑轴承56支撑，所以转子轴24将向上的力(由箭头110表示)给予齿轮箱20。第一扭力臂104和第二扭力臂106构造成通过第一台座组件96和第二台座组件98将旋转力矩108和向上的力110从齿轮箱20传递至底座支撑框架76。在风力涡轮机10运行期间，齿轮箱20可能需要修理和/或更换。齿轮箱操纵组件30构造成有利于在风力涡轮机10的塔架上去除和/或更换齿轮箱20。齿轮箱操纵组件30还构造成有利于在不从机舱16去除转子轴24和/或从转子轴24分离转子22并从风力涡轮机10去除转子22的情况下从机舱16去除齿轮箱20。更具体而言，齿轮箱操纵组件30联接到齿轮箱20、转子轴24和底座支撑框架76上，以有利于在风力涡轮机10的塔架上去除和/或更换齿轮箱20而不需要使转子22和/或转子轴24与机舱16分离并从风力涡轮机10去除。
在示例性实施例中，齿轮箱操纵组件30构造成有利于使齿轮箱20在第一位置(图2中示出)与第二位置(未示出)之间移动。在第一位置，齿轮箱20可操作地联接到转子轴24上，使得转子轴24至少部分插入齿轮箱开口58并穿过输入轴64。在第二位置，齿轮箱20与转子轴24可操作地分离并隔开，以有利于在不从机舱16去除转子轴24的情况下从机舱16去除齿轮箱20。在第二位置，转子轴24未与齿轮箱20接触。在第二位置，可在不从机舱去除转子轴24和/或使转子22与转子轴24分离并从风力涡轮机10去除转子22的情况下从风力涡轮机10去除齿轮箱20。
在示例性实施例中，齿轮箱操纵组件30包括支撑组件120、定位组件122和转子轴锁定组件124。示例性转子轴锁定组件在主发明人为Michael S.Koronkiewicz、与本申请同日提交的标题为“Systems andMethods for Assembling A Rotor Lock Assembly for use in a WindTurbine”的共同未决美国专利申请中公开。支撑组件120联接在底座支撑框架76与齿轮箱20之间以便从底座支撑框架76支撑齿轮箱20。更具体而言，支撑组件120联接在第一台座组件96、第二台座组件98和底座支撑框架76的后区段90上。支撑组件120构造成使齿轮箱20在第一位置与第二位置之间移动。支撑组件120包括第一控制滑架(sled)组件126和第二控制滑架组件128。第二控制滑架组件128大致类似于第一控制滑架组件126。第一控制滑架组件126联接到第一侧壁84上并在第一台座组件96与底座框架接合处82之间延伸。第二控制滑架组件128联接到第二侧壁86上并在第二台座组件98与底座框架接合处82之间延伸。
第一控制滑架组件126和第二控制滑架组件128各包括支撑滑架130、支撑块132、联接到支撑块132上的控制致动器134和联接到支撑滑架130上的调平组件(leveling assembly)136。支撑滑架130包括顶部138和底部140。底部140在接合处82或其附近从底座支撑框架76和/或发电机框架78被支撑。在一个实施例中，底部140联接到底座支撑框架76上。在备选实施例中，底部140未联接到底座支撑框架76上并可滑动地与底座支撑框架76接触。顶部138从底部140纵向向外延伸并联接到第一台座组件96的后梁102上，使得齿轮箱20在第一台座组件96和底座后区段90处从底座支撑框架76被支撑。
支撑块132可滑动地联接到支撑滑架130的顶面142上。在一个实施例中，支撑滑架130包括定位在支撑块132与顶面142之间的导轨144，以有利于使支撑块132沿顶面142移动。支撑块132联接到齿轮箱扭力臂104上以便从支撑滑架130支撑齿轮箱20。支撑块132包括上块146和下块148。扭力缸150(在图2中示出)从齿轮箱扭力臂104延伸并定位在上块146与下块148之间，以有利于将齿轮箱20联接到支撑块132上。控制致动器134联接到支撑块132上并构造成使支撑块132和齿轮箱20沿纵向87沿着顶面142移动。在一个实施例中，控制致动器134包括液压致动器。在备选实施例中，控制致动器134包括机械致动器，例如螺杆型致动器或使支撑组件120能够如本文所述起作用的任何其它致动器。在示例性实施例中，调平组件136联接在支撑滑架130与底座支撑框架76之间。调平组件136构造成增大和/或减小支撑滑架130的高度，以有利于将支撑块132与扭力臂104对准。
定位组件122联接到转子轴24的第二端48和底座支撑框架76上，以有利于限制转子轴24沿向上的力110的方向向上移动。更具体而言，定位组件122构造成将向上的力110传递到底座支撑框架76，使得齿轮箱20不承受来自转子轴24的向上的力110。另外，定位组件122与齿轮箱20接触，以有利于使齿轮箱20沿着支撑滑架130沿纵向87移动。在示例性实施例中，定位组件122包括在第一侧壁84与第二侧壁86之间横向延伸的轭组件152。轭组件152联接在第一台座组件96与第二台座组件98之间，以有利于将向上的力110从转子轴24传递到底座支撑框架76。轭组件152在第一支撑臂154和与第一支撑臂154相对的第二支撑臂156之间延伸。第一支撑臂154联接到第一台座前梁100上。第二支撑臂156联接到第二台座前梁(未示出)上。轭组件152包括限定出延伸穿过轭组件152的开口160的内表面158。开口160的尺寸设置成接纳穿过其中的转子轴24。在一个实施例中，图4中所示的多个支撑垫162联接到内表面158上且周向地定位在内表面158周围并构造成有利于防止在去除和/或更换齿轮箱20期间损坏转子轴24。在一个实施例中，轭组件152包括联接到限定出开口160的底部区段166上的顶部区段164。在备选实施例中，轭组件152形成为单一部件。在示例性实施例中，定位组件122包括与齿轮箱20接触以便使齿轮箱20在第一位置与第二位置之间移动的至少一个定位致动器168。定位致动器168联接在轭组件152的前侧170上并延伸穿过贯通轭组件152限定的致动器开口172，以接触齿轮箱前区段60。在一个实施例中，定位致动器168包括液压致动器。在备选实施例中，定位致动器168包括机械致动器，例如螺杆型致动器或使定位组件122能够如本文所述作用的任何其它致动器。在示例性实施例中，定位组件122包括定位在定位致动器168与齿轮箱20之间的推环174。推环174联接在定位致动器168上并与齿轮箱20接触，以有利于将推动负载从定位致动器168均匀地分配到齿轮箱20。在一个实施例中，推环174联接到输入轴64上。
转子轴锁定组件124联接在底座支撑框架76的前区段88上并联接在转子锁盘52上，以有利于限制转子轴24的旋转。转子轴锁定组件124包括沿横向99在底座支撑框架76的第一侧壁84和第二侧壁86之间延伸的转子锁止壳体176。转子锁止壳体176包括在第一支撑垫180与第二支撑垫182之间延伸的上支撑板178。上支撑板178限定延伸穿过上支撑板178的多个开口184。各开口184尺寸设置成接纳转子锁销组件186。转子轴锁定组件124定位在转子锁盘52附近，使得转子锁销组件186穿过开口184插入并延伸到转子锁盘52的相应开口54内。在示例性实施例中，上支撑板178具有弓形形状使得开口184与周向隔开在转子锁盘52周围的对应转子锁盘开口54对准。在备选实施例中，上支撑板178经由摩擦配合联接到转子轴24上，以有利于限制转子轴24的旋转。在又一备选实施例中，转子轴锁定组件124联接到轮毂26上(在图1中示出)，以有利于限制转子轴24的旋转。在示例性实施例中，转子轴锁定组件124联接到轴支撑轴承56上，使得轴支撑轴承56从底座支撑框架76支撑转子轴锁定组件124。更具体而言，第一支撑垫180从上支撑板178向外延伸并在第一侧壁84处或其附近联接到轴支撑轴承56上。第二支撑垫182从上支撑板178向外延伸并在第二侧壁86处或其附近联接到轴支撑轴承56上。在一个实施例中，第一支撑垫180和第二支撑垫182各限定出尺寸设置成接纳对应的轴承支柱190的多个狭缝188。
在示例性实施例中，轭支柱系统192联接在定位组件122与转子轴锁定组件124之间。在示例性实施例中，轭支柱系统192包括第一支柱194和相对的第二支柱196，它们各在定位组件122与转子轴锁定组件124之间延伸。
在示例性实施例中，控制系统200可操作地联接到齿轮箱操纵组件30上。控制系统200通信联接到齿轮箱操纵组件30上以便操作定位组件122和/或支撑组件120。控制系统200包括控制器202和通信联接到控制器202上的至少一个传感器204。在示例性实施例中，控制器202可操作地联接到控制致动器134和定位致动器168上。定位传感器206联接到控制致动器134和定位致动器168上并配置成感测控制致动器134和定位致动器168的位置。定位传感器206还配置成将指示控制致动器134和/或定位致动器168的位置的信号传输到控制器202。控制器202配置成接收来自定位传感器206的信号并基于收到的信号确定齿轮箱20的位置。在示例性实施例中，控制器202配置成操作定位致动器168和/或控制致动器134，以使齿轮箱20在第一位置与第二位置之间移动。在一个实施例中，控制器202还配置成同步地操作定位致动器168和控制致动器134使得定位致动器168和控制致动器134以大致相等的移动速度移动。在齿轮箱操纵组件30运行期间，控制系统200操作定位致动器168接触齿轮箱20的前区段60。控制系统200还操作控制致动器134接触齿轮箱20的扭力臂104和106。控制系统200操作定位致动器168以使齿轮箱20从转子轴第二端48纵向地移动。随着齿轮箱20从第一位置向第二位置移动，齿轮箱20与转子轴24分离，这减小了移动齿轮箱20所需力的量。随着齿轮箱20与转子轴24分离，控制系统200操作控制致动器134给予与从定位致动器168给予齿轮箱20的力相反的力，以有利于控制齿轮箱20的移动速度。在齿轮箱20的安装过程中，控制系统200操作定位组件122和/或支撑组件120，以有利于将齿轮箱20与转子轴20同轴地对准。更具体而言，控制系统200操作控制致动器134、定位致动器168和/或调平组件136，以使齿轮箱20沿纵向、横向和竖直方向移动，从而有利于相对于转子轴24对准齿轮箱20。
图5是示例性控制系统200的框图。在示例性实施例中，控制系统200包括控制器202、存储器208、通信模块210和处理器212。控制系统200可包括使控制系统200能够如本文所述起作用的任何适当的装置。在示例性实施例中，通信模块210包括有利于使控制器202能够与传感器204通信的传感器接口214。在一个实施例中，传感器接口214包括模拟-数字转换器，其将传感器所产生的模拟电压信号转换成可由控制器202使用的多比特数字信号。在备选实施例中，通信模块210可包括任何适当的有线和/或无线通信装置，其有利于将信号传输到位于风力涡轮机10上或内部或外部和/或远离风力涡轮机10的任何装置或从其接收信号。在示例性实施例中，存储器208可包括任何适当的存储装置，包括但不限于闪存、电可擦除可编程存储器、只读存储器(ROM)、可移动介质和/或其它易失性和非易失性存储装置。在一个实施例中，可执行的指令(即，软件指令)被存储在存储器208中以便由控制器202用于控制齿轮箱操纵组件30。
在示例性实施例中，控制器202是实时控制器，其包括任何适当的基于处理器或基于微处理器的系统例如计算机系统，其包括微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和/或能够执行本文所述的功能的任何其它电路或处理器。在一个实施例中，控制器202可为包括只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)比方说例如具有2Mbit ROM和64Kbit RAM的32位微计算机的微处理器。如本文所用，用语“实时”指的是发生于输入改变影响输出后相当短的时间段的输出，且该时间段为设计参数，其可基于输出的重要性和/或系统操纵输入以产生输出的能力来选择。处理器212配置成执行本文所述的方法和/或步骤。如本文所用，用语“处理器”并不局限于在本领域中称为计算机的集成电路，而是宽泛地指控制器、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文可互换地使用。应当理解的是，处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入信道和/或输出信道。
在本文所述的实施例中，存储器可非限制性地包括计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)，以及计算机可读的非易失性介质，例如闪存。备选地，也可使用密盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能碟(DVD)。而且，在本文所述的实施例中，输入信道包括而不限于传感器和/或与操作员接口相关的计算机外设，例如鼠标和键盘。此外，在示例性实施例中，输出通道可包括而不限于控制装置、操作员接口监视器和/或显示器。
本文所述的处理器处理从多个电气和电子装置传输的信息，这些电气和电子装置可包括而不限于传感器、致动器、压缩机、控制系统和/或监视装置。此类处理器可物理地定位在例如控制系统、传感器、监视装置、台式计算机、膝上型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)机柜和/或分布式控制系统(DCS)机柜中。RAM和存储装置储存和传递信息和要由处理器执行的指令。RAM和存储装置也可用来存储并在通过处理器执行指令的过程中向处理器提供临时变量、静态(即，不变的)信息和指令或其它中间信息。被执行的指令可包括而不限于风力涡轮机控制系统控制命令。指令的执行次序并不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
图6是转子锁销组件186的侧视图。在示例性实施例中，转子锁销组件186包括锁销壳体220、转子锁止筒夹(collet)222和锁销224。锁销壳体220包括销支撑部件226和围绕销支撑部件226周向延伸的锁止凸缘228。销支撑部件226具有大致圆柱形的形状并限定出尺寸设置成接纳穿过其中的锁销224的中心开口230。筒夹222定位在转子锁盘开口54内并具有内表面232，内表面232限定出尺寸设置成接纳锁销224使得筒夹222定位在锁销224与转子锁盘52之间的开口234。转子锁销组件186定位在转子锁盘52附近，使得中心开口230与转子锁盘开口54同轴地对准。锁销224穿过中心开口230并穿过定位在转子锁盘开口54内的筒夹222插入。随着锁销224穿过筒夹222插入，筒夹222径向地向外膨胀使得筒夹222在转子锁盘52与锁销224之间形成摩擦配合，以有利于限制转子锁盘52与锁销224之间的移动。锁止凸缘228包括各自尺寸设置成接纳对应的支撑螺栓238的多个开口236。在示例性实施例中，支撑螺栓238延伸穿过锁止凸缘228和转子锁止壳体176，以将转子锁销组件186牢固地联接到转子锁止壳体176上。
上述系统和方法有利于去除和/或更换风力涡轮机塔架上的齿轮箱而不需要去除机舱、转子和/或转子轴。在不从风力涡轮机去除机舱、转子和/或转子轴的情况下去除和/或更换齿轮箱的能力消除了对移动转子和/或机舱所需的大型起重机的需要。因此，显著降低了从风力涡轮机去除和/或更换齿轮箱所需的成本和人力。降低此类成本延长了风力涡轮机系统的预期工作寿命。
以上详细描述了用于组装风力涡轮机中使用的齿轮箱操纵组件的系统和方法的示例性实施例。系统和方法并不局限于本文所述的特定实施例，相反，组件的构件和/或方法的步骤可与本文所述的其它构件和/或步骤独立地和分开地利用。例如，这些方法也可结合其它风力涡轮机构件使用，且并不局限于仅通过如本文所述的齿轮箱系统来实施。相反，示例性实施例可结合众多其它风力涡轮机应用来实现和利用。
虽然本发明各种实施例的特定特征可在一些附图中示出而在其它附图中未示出，但这只是为了方便。按照本发明的原理，附图的任何特征可结合任何其它附图的任何特征来进行引用和/或要求保护。
此书面描述使用了包括最佳模式在内的实例来公开本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造并利用任何装置或系统并且执行任何所结合的方法。本发明可取得专利权的范围通过权利要求来限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例没有不同于权利要求的字面语言所描述的结构元件，或者它们包括与权利要求的字面语言无实质性区别的等同结构元件，则认为此类其它实例包含在权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于风力涡轮机(10)中使用的齿轮箱操纵组件(30)，所述风力涡轮机包括通过转子轴(24)可旋转地联接到齿轮箱(20)上的转子(22)以及构造成支撑所述齿轮箱和所述转子轴的支撑框架(76)，所述齿轮箱操纵组件包含：
支撑组件(74)，其联接在所述齿轮箱与所述支撑框架之间以便从所述支撑框架支撑所述齿轮箱；以及
联接到所述支撑框架上的定位组件(122)，所述定位组件适合于接触所述齿轮箱以使所述齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中所述齿轮箱可操作地联接到所述转子轴上，在第二位置中所述齿轮箱与所述转子轴可操作地分离并隔开，以有利于在不从所述风力涡轮机去除所述转子的情况下从所述风力涡轮机去除所述齿轮箱。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述齿轮箱操纵组件(30)还包括联接到所述转子轴(24)上的转子轴锁定组件(124)，以有利于限制所述转子轴的旋转。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述转子轴(24)包括转子锁盘(52)，所述转子轴锁定组件(124)包括：
转子锁止壳体(176)，其定位在所述转子锁盘附近且至少部分地限定所述转子轴；以及，
至少一个转子锁销(224)，其穿过所述转子锁止壳体和所述转子锁盘插入，以有利于限制所述转子锁盘和所述转子轴的旋转。
4.根据权利要求2所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述齿轮箱操纵组件(30)还包括联接在所述转子轴锁定组件(124)与所述定位组件(122)之间的至少一个轭支柱(192)。
5.根据权利要求1所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述定位组件(122)还包含：
轭组件(152)，其联接到所述支撑框架(76)和所述转子轴(24)上，以有利于限制所述转子轴的向上移动；以及，
至少一个致动器(134)，其联接到所述轭组件上，所述致动器构造成接触所述齿轮箱(20)，以使所述齿轮箱从所述第一位置向所述第二位置移动。
6.根据权利要求5所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述定位组件(74)还包括定位在所述致动器(134)与所述齿轮箱(20)之间的推环(174)，所述推环构造成有利于将负载从所述致动器均匀地传递到所述齿轮箱。
7.根据权利要求1所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述齿轮箱(20)包括第一扭力臂(104)和相对的第二扭力臂(106)，所述支撑组件(74)包括：
第一控制滑架(126)，其联接到所述第一扭力臂和所述支撑框架(76)上；以及
第二控制滑架(128)，其联接到所述第二扭力臂和所述支撑框架上。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述第一控制滑架(126)包括：
第一支撑块(132)，其联接在所述第一扭力臂(104)与所述第一控制滑架之间以便从所述第一控制滑架支撑所述齿轮箱(20)，所述第一支撑块可沿着所述第一控制滑架的上表面移动；以及，
第一控制致动器(134)，其联接到所述第一控制滑架(126)和所述第一支撑块(132)上，所述第一控制致动器构造成使所述支撑块沿着所述第一控制滑架上表面移动。
9.根据权利要求8所述的齿轮箱操纵组件(30)，其特征在于，所述第二控制滑架(128)包括：
第二支撑块，其联接在所述第二扭力臂(106)与所述第二控制滑架(128)之间以便从所述第二控制滑架支撑所述齿轮箱(20)，所述第二支撑块可沿着所述第二控制滑架的上表面移动；以及，
第二控制致动器，其联接到所述第二控制滑架和所述第二支撑块上，所述第二控制致动器构造成使所述第二支撑块沿着所述第二控制滑架上表面移动。
10.一种风力风力涡轮机(10)，包括：
塔架(12)；
联接到所述塔架上的机舱(16)；
定位在所述机舱内的齿轮箱(20)；
转子(22)；
将所述转子可旋转地联接到所述齿轮箱上的转子轴(24)；
支撑框架(76)，其联接到所述齿轮箱和所述转子轴上，以便将所述齿轮箱和所述转子轴支撑在所述机舱内；以及，
齿轮箱操纵组件(30)，其联接在所述转子轴和所述齿轮箱上，所述齿轮箱操纵组件包括：
支撑组件(74)，其联接在所述齿轮箱与所述支撑框架之间，以便从所述支撑框架支撑所述齿轮箱；以及，
联接到所述支撑框架上的定位组件(122)，所述定位组件构造成接触所述齿轮箱以使所述齿轮箱在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中所述齿轮箱可操作地联接到所述转子轴上，在第二位置中所述齿轮箱与所述转子轴可操作地分离并隔开，以有利于在所述风力涡轮机的塔架上从所述机舱去除所述齿轮箱。
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