CN102357789B - 风力发电机齿轮箱空中拆装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机齿轮箱空中拆装装置及方法，发电机、齿轮箱固定安装于一机架上，该空中拆装装置包括安装于所述齿轮箱一端用于推拉该齿轮箱前后滑动的液压助动装置和安装于齿轮箱和机架之间的用于供齿轮箱沿主轴轴向滑动的导向装置；该空中拆中方法是利用齿轮箱底部和机架间安装的导向装置和齿轮箱一端的液压助动装置，齿轮箱拆装时能根据需要沿着主轴轴向前后滑动，滑道可保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形。

Description

风力发电机齿轮箱空中拆装装置及方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其是指一种适用于四点支撑双馈式风力发电机组的齿轮箱空中拆装装置及方法。

背景技术

风力发电是可再生能源领域里的高新技术，而且必将成为我国未来发展速度最快的新能源产业。风力发电机齿轮箱是故障频发的部件，有时还需要整机更换。目前齿轮箱出现故障后，通常采用的方法是将风机全部吊下来，换上新齿轮箱后再重新安装。显而易见，这种方式使得风力发电机齿轮箱空中拆装成本较高。

风力发电机组通常包括三点支撑双馈式风力发电机组和四点支撑双馈式风力发电机组，三点支撑的风力发电机组要想更换齿轮箱困难很大，所采用的方式也不同，国外有三点支撑的风力发电机组拆卸装置，通常是用装置先把主轴与齿轮箱联接处固定在机架上，再进行拆装齿轮箱。四点支撑双馈式风力发电机组的主轴系统是由二个轴承支撑，所以结构稳定，对齿轮箱的受力状况起到很大的改善作用，与三点支撑双馈式风力发电机组有很大不同，现有技术虽然有用于四支撑双馈式风力发电机组的齿轮拆装装置，但其都是采用千斤顶作为拆装工具，这些方法没有考虑到齿轮箱是否会平稳的进行拆装，特别是安装齿轮箱时，齿轮箱的安装精度没有保证的措施。齿轮箱装置精度达不到要求，会对齿轮产生破坏。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种风力发电机齿轮箱空中拆装装置及拆装方法，以便于能够将齿轮箱在空中拆卸下来。

本发明的技术解决方案是：一种风力发电机齿轮箱空中拆装装置，发电机、齿轮箱固定安装于一机架上，其中，该空中拆装装置包括安装于所述齿轮箱一端用于推拉该齿轮箱前后滑动的液压助动装置和安装于齿轮箱和机架之间的用于供齿轮箱沿主轴轴向滑动的导向装置。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述导向装置包括机架下部安装于齿轮箱两侧的滑道机构和该齿轮箱底部安装的滑轮机构，所述滑轮机构与所述滑道机构相配合。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述空中拆装装置包括分设于齿轮箱端部两侧的两套液压助动装置，每套液压助动装置包括支架、双作用液压缸及液压缸端部的连接法兰，所述支架固定于所述机架上，所述双作用液压缸的缸体固定于所述支架上，其活塞杆端部固定有该连接法兰，用于连接到齿轮箱上。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述滑道机构包括二滑轨和用于支撑各滑轨的两个以上的滑轨支架，所述二滑轨的延伸方向与主轴轴向平行。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述滑轨支架包括位于对应滑轨两端的第一固定支架及第二枢转支架，所述第一固定支架顶部固定于所述滑轨，其底部固定于机架，所述第二枢转支架包括枢转连接的下支座和上支架，所述上支架与对应的滑轨固定连接，所述下支座与所述机架固定连接。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述滑轨支架还包括所述第三调整支架，所述第一固定支架位于所述第二枢转支架和第三调整支架之间，其所述第三调整支架位于滑轨靠近主轴的一端并临近所述第一固定支架，所述第三调整支架包括上支架、下支座及二者之间的调整机构，所述上支架与对应的滑轨固定连接，所述下支座与所述机架底板固定连接，通过调整机构的动作调整滑轨对应端的高度。

如上所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其中，所述滑轨在靠近发电机的一端设有止挡板，以控制齿轮箱滑动，避免滑动过量撞到发电机。

本发明还提出一种利用前述装置实现风力发电机齿轮箱空中拆装的方法，其利用齿轮箱底部和机架间安装的导向装置和齿轮箱一端的液压助动装置，齿轮箱拆装时能根据需要沿着主轴轴向前后滑动，滑道可保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形。

如上所述的方法，其中，在拆卸齿轮箱时，该方法包括以下步骤：

步骤一、将导向装置的滑道机构和滑轮机构分别安装在机架底板上和齿轮箱底部；

步骤二、拆卸齿轮箱与发电机间的联轴器；

步骤三、用吊车把齿轮箱吊起；

步骤四、拆卸齿轮箱的弹性支座和锁紧盘；

步骤五、锁紧盘的螺栓松开后，启动二个双作用液压缸推动齿轮箱沿滑道向后移动，与主轴脱开。

如上所述的方法，其中，所述步骤二中，联轴器拆卸后使齿轮箱与电机之间最少有500mm以上的空间，然后进行步骤三。

如上所述的方法，其中，步骤三中，吊车只是用微力把齿轮箱吊上即可，此时滑轮机构仍然与所述滑轨机构保持可滑动地接触。

如上所述的方法，其中，安装齿轮箱时，该方法包括以下步骤：

第一步、将滑道机构安装在机架底板上，将滚轮机构安装在齿轮箱底部；

第二步、用吊车把齿轮箱吊起，使齿轮箱底部的滚轮与滑道对正；

第三步、将液压助动装置的连接法兰固定到齿轮箱一端；

第四步、安装齿轮箱：启动双作用液压缸把齿轮箱沿滑道方向朝主轴方向拉近，与主轴中心对正，让齿轮箱与主轴完全配合好，再按安装齿轮箱的工艺规程将齿轮箱安装到位。

本发明的特点和优点是：利用本发明的拆装装置和拆装方法，只需拆卸齿轮箱，即可更换齿轮箱，而不必把风轮叶片和机舱都拆卸下来，这样会极大地降低维修时间和成本。

本发明方便简单，并且装置安全稳定，有滑道和止挡，不会在意外情况下对齿轮箱产生损伤，调节装置确保了装配精度，使得拆装都很平稳。

附图说明

图1A、图1B为本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装装置一具体实施例的导向装置的主视图和俯视图。

图2A为图1A、图1B中的导向装置组装于机架及齿轮箱后的结构示意图。

图2B为沿图2A中A方向的导向装置组装后的俯视图，其中未显示导向装置上方的齿轮箱等部件。

图3A、图3B为本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装装置一具体实施例的液压助动装置的结构示意图。

图4A、图4B为图3A、图3B中的液压助动装置安装于支架和齿轮箱后的两个方向的结构示意图。

附图主要标号说明：

10、导向装置     11、滑轨         131、第一固定支架

132、第二枢转支架133、第三调整支架134、下支座

135、上支架      136、上支架      137、下支座

138、调整机构    139、长孔        15、导向轮

17、导向轮固定架 19、止挡板       20、液压助动装置

21、支架         211、框架        212、底板

213、214、侧板   215、凹槽        216、中部支撑板

218、护板        23、双作用液压缸 25、连接法兰

30、机架    40、齿轮箱    41、锁紧盘

50、主轴    51、主轴后轴承座

具体实施方式

如图所示，本发明提出一种风力发电机齿轮箱空中拆装装置，风力发电机主要包括叶轮、齿轮箱、发电机等部件，其中，叶轮通过叶轮轴与机舱内的主轴系统相连，主轴、齿轮箱、发电机顺序固定安装于机架上，该空中拆装装置包括安装于所述齿轮箱一端用于推拉该齿轮箱前后滑动的液压助动装置和安装于齿轮箱与机架之间的用于供齿轮箱沿主轴轴向前后滑动的导向装置。与前述空中拆装装置相对应，本发明还提出一种实现风力发电机齿轮箱空中拆装的方法，其利用齿轮箱底部和机架间安装的导向装置和齿轮箱一端的液压助动装置，齿轮箱拆装时能根据需要沿着主轴轴向前后滑动，导向装置可保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形；液压助动装置为齿轮箱拆装提供前后移动的动力。因此，本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装技术能够实现齿轮箱的独立拆装，即可以在机舱内直接拆卸齿轮箱，这样会极大地降低维修时间和成本，而不必把风轮叶片和机舱都拆卸下来，而且利用导向装置保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形。

下面配合附图及具体实施例对本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装装置的具体实施方式作进一步的详细说明，同时结合风力发电机齿轮箱空中拆装的方法进行描述，以利准确理解对应的技术方案。

如前所述，本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装装置包括导向装置10和液压助动装置20，请参考图1A至图4B所示，本发明较佳适用于四点支撑双馈式风力发电机组，这种机型主轴系统是由二个前后轴承座(图中仅示出后轴承座51)支撑。

如图1A、图1B所示，其为本发明的一具体实施例中所采用的导向装置的主视图和俯视图。由图中可以看出，导向装置10包括机架下部安装于齿轮箱两侧的滑道机构和该齿轮箱底部安装的滑轮机构，所述滑轮机构与所述滑道机构相配合，请配合参考图2A、图2B的安装后示意图。

具体地，滑道机构包括二滑轨11和用于支撑各滑轨11的两个以上的滑轨支架，二滑轨11的延伸方向平行于主轴50的中心轴线，以使得齿轮箱拆卸时能顺着主轴50的中心轴线滑动，避免影响主轴和齿轮箱的精度。

本实施例中，滑轨支架包括位于对应的滑轨11两端的第一固定支架131、第二枢转支架132及第三调整支架133，第一固定支架131位于所述第二枢转支架132和第三调整支架133之间，第一固定支架131顶部固定于滑轨11下部，其底部固定于机架30的底板上，第二枢转支架132包括相互枢转连接的下支座134和上支架135，上支架135与对应的滑轨11固定连接，下支座134与机架30的底板固定连接，第三调整支架133位于滑轨11靠近主轴50的一端并临近第一固定支架131，第三调整支架133包括上支架136、下支座137及二者之间的调整机构138，上支架136与对应的滑轨11下部固定连接，下支座137与机架30的底板固定连接，通过调整机构138的动作调整滑轨11对应端的高度，以适应齿轮箱底部安装面和机架30底板上表面间的距离要求，使得滑轨11设置成在齿轮箱拆卸时能顺着主轴50的中心轴线滑动。

为了适应该调整支架的上下动作，第一固定支架131的固定孔较佳是为长孔139，以便在利用螺栓固定时适当调整固定位置。至于该第三调整支架的调整机构，根据前述描述，本领域的技术人员应该已可了解其可利用现有多种结构来实现，例如利用丝杠，此处不再一一赘述。

该滑轮机构包括固定于齿轮箱底部的导向轮组15，每一导向轮组对应一滑轨11设置，至少包括二导向轮。本实施例中，导向轮组15通过导向轮支架15并利用螺栓固定于齿轮箱40底部的安装平面上。

较佳地，二滑轨11在靠近发电机(图中未示出)的一端设有止挡板19，以控制齿轮箱40的滑动，避免滑动过量撞到发电机。

如图3A、图3B并结合图4A、图4B所示，本发明的空中拆装装置包括两套液压助动装置，两套液压助动装置分设于齿轮箱40端部的两侧，每套液压助动装置包括支架21、双作用液压缸22及液压缸端部的连接法兰23，支架21固定于机架30的一安装平面上，双作用液压缸22的缸体固定于支架21上，其活塞杆端部固定该连接法兰23，用于通过连接法兰23固定到齿轮箱40的一垂直安装面上。

较佳地，如图3A、图3B所示，该支架21包括支撑框架211及其顶部沿缸体设置方向装置的护板218，所述护板的截面为与缸体外周相配合的弧形，液压缸22的缸体局部容纳于该护板218的内凹空间中。进一步地，所述支撑框架211包括截面略呈U形的外框及中部支撑板216，该外框包括固定于机架上的底板212及底板两侧相对设置的侧板213、214，两侧板间设有中部支撑板216，其中靠近齿轮箱的侧板214顶部设有凹槽215，该凹槽215的底部与中部支撑板216相对应，护板218的一端与液压缸缸体底端固定抵接于侧板213上，护板218的另一端搁置架设于该凹槽内，并利用该中部支撑板216支撑该护板218及液压缸22，以便能够在拆装齿轮箱时实现稳固支撑，避免受压变形。当然，本发明中，该液压助动装置的支架结构并不仅限于此，本领域的技术人员根据前述描述可以了解，在适当的情况下，该支架也可采用其它固定方式，例如，在机架的适当处具有垂直安装面的情况下，该双作用液压缸22缸体底端也可直接固定在该垂直安装面上，类似的安装方式均应属于本发明的保护范围。

本发明的风力发电机齿轮箱空中拆装法，其是利用齿轮箱底部和机架间安装的导向装置和齿轮箱一端的液压助动装置，使得齿轮箱拆装时能根据需要沿着主轴轴向前后滑动，滑道可保证齿轮箱沿着主轴的中心轴线移动，避免主轴产生变形。其中：

在拆卸齿轮箱时包括以下步骤：

步骤一、将导向装置的滑道机构和滑轮机构分别安装在机架底板上和齿轮箱底部，在机架两侧各安装一个液压缸支架，并在齿轮箱两侧各安装一个连接液压缸的连接法兰；

步骤二、拆卸齿轮箱与发电机间的联轴器；

步骤三、用吊车把齿轮箱吊起；

步骤四、拆卸齿轮箱的弹性支座43和锁紧盘41；

步骤五、锁紧盘41的螺栓松开后，启动二个双作用液压缸推动齿轮箱沿滑道向后移动，与主轴脱开；

步骤六、当齿轮箱与机舱机架分离后，用吊车将齿轮箱单独吊下即完成齿轮箱的拆卸。

前述步骤二、三中，是先将联轴器拆卸下来，使齿轮箱与发电机之间最少有约500mm以上的空间，然后用吊车把齿轮箱吊起，但吊车只需用微力把齿轮箱吊上即可，使得滑轮机构仍然与所述滑轨机构保持可滑动地接触。此时拆卸齿轮箱的弹性支座43和锁紧盘41。

由于齿轮箱与主轴用锁紧盘长时间锁紧，用拆卸螺栓拆卸时会比较困难，本发明采用二个双作用液压缸推动齿轮箱沿滑道向后移动，与主轴脱开；滑道可保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形。在滑轨后面设了一止挡板，以避免齿轮箱滑动过量。

利用上述拆卸方法，不仅使齿轮箱能在空中拆卸下来，而且还能保证整体结构在齿轮箱拆卸后，能承受前面风轮所产生的弯矩。

对应地，利用该方法安装齿轮箱时包括以下步骤：

第一步、将滑道机构安装在机架底板上，将滚轮机构安装在齿轮箱底部，然后安装双作用液压缸；

第二步、用吊车把齿轮箱吊起，使齿轮箱底部的滚轮与滑道对正；

第三步、将液压助动装置的连接法兰固定到齿轮箱一端；

第四步、安装齿轮箱：启动双作用液压缸把齿轮箱沿滑道方向朝主轴方向拉近，与主轴中心对正，让齿轮箱与主轴完全配合好，再按安装齿轮箱的工艺规程将齿轮箱安装到位。

利用上述拆装方法时，机架上安装面的强度要充分加以考虑，而且，下部要有足够的空间来安装齿轮箱空中拆装装置。为了准确理解本发明的拆装方法，可参照前述拆装装置的相关描述，此处不再一一赘述。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (9)

1.一种风力发电机齿轮箱空中拆装装置，发电机、齿轮箱固定安装于一机架上，其特征在于，该空中拆装装置包括安装于所述齿轮箱一端用于推拉该齿轮箱前后滑动的液压助动装置和安装于齿轮箱和机架之间的用于供齿轮箱沿主轴轴向滑动的导向装置，以实现齿轮箱的独立拆装，并利用导向装置保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形，其中：所述导向装置包括机架下部安装于齿轮箱两侧的滑道机构和该齿轮箱底部安装的滑轮机构，所述滑轮机构与所述滑道机构相配合；所述滑道机构包括二滑轨和用于支撑各滑轨的两个以上的滑轨支架，所述二滑轨的延伸方向与主轴轴向平行；所述滑轨支架包括位于对应滑轨两端的第一固定支架及第二枢转支架，所述第一固定支架顶部固定于所述滑轨，其底部固定于机架，所述第二枢转支架包括枢转连接的下支座和上支架，所述上支架与对应的滑轨固定连接，所述下支座与所述机架固定连接。

2.如权利要求1所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其特征在于，所述空中拆装装置包括分设于齿轮箱端部两侧的两套液压助动装置，每套液压助动装置包括支架、双作用液压缸及液压缸端部的连接法兰，所述支架固定于所述机架上，所述双作用液压缸的缸体固定于所述支架上，其活塞杆端部固定有该连接法兰，用于连接到齿轮箱上。

3.如权利要求1所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其特征在于，所述滑轨支架还包括第三调整支架,所述第一固定支架位于所述第二枢转支架和第三调整支架之间，所述第三调整支架位于滑轨靠近主轴的一端并临近所述第一固定支架，所述第三调整支架包括上支架、下支座及二者之间的调整机构，所述上支架与对应的滑轨固定连接，所述下支座与机架底板固定连接，通过调整机构的动作调整滑轨对应端的高度。

4.如权利要求1所述的风力发电机齿轮箱空中拆装装置，其特征在于，所述滑轨在靠近发电机的一端设有止挡板，以控制齿轮箱滑动，避免滑动过量撞到发电机。

5.一种利用前述权利要求2～4任一项的装置实现风力发电机齿轮箱空中拆装的方法，其利用齿轮箱底部和机架间安装的导向装置和齿轮箱一端的液压助动装置，齿轮箱拆装时能根据需要沿着主轴轴向前后滑动,滑道可保证齿轮箱沿着主轴的中心移动，避免主轴产生变形。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在拆卸齿轮箱时，该方法包括以下步骤：

步骤一、将导向装置的滑道机构和滑轮机构分别安装在机架底板上和齿轮箱底部；

步骤二、拆卸齿轮箱与发电机间的联轴器；

步骤三、用吊车把齿轮箱吊起；

步骤四、拆卸齿轮箱的弹性支座和锁紧盘；

步骤五、锁紧盘的螺栓松开后，启动液压助动装置推动齿轮箱沿滑道向后移动，与主轴脱开。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，联轴器拆卸后使齿轮箱与发电机之间有500mm以上的空间，然后进行步骤三。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤三中，吊车只是用微力把齿轮箱吊上即可，此时滑轮机构仍然与滑道机构保持可滑动地接触。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，安装齿轮箱时，该方法包括以下步骤：

第一步、将滑道机构安装在机架底板上，将滑轮机构安装在齿轮箱底部；

第二步、用吊车把齿轮箱吊起，使齿轮箱底部的滑轮与滑道对正；

第三步、将液压助动装置的连接法兰固定到齿轮箱一端；

第四步、安装齿轮箱:启动液压助动装置把齿轮箱沿滑道方向朝主轴方向拉近，与主轴中心对正,让齿轮箱与主轴完全配合好，再按安装齿轮箱的工艺规程将齿轮箱安装到位。