CN103539020B - 一种新型吊装施工方法及专用吊运器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型吊装施工方法及专用吊运器，具体涉及一种适用于塔筒安装完毕后风机上部设备的安装、拆卸施工作业的新型吊装施工方法及专用吊运器。要解决的技术问题是传统的整机吊装拆卸施工方法所用的吊装设备大，费用高、周期长、安全性差。本发明包括设备自升系统，自升系统通过风机塔架上的改向滑轮为支撑点吊起设备自身，设备自身自升过程中，将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置，到达上止点后，对设备自身进行对位和固定的对位装置和固定装置，还包括设置门架和安装在门架上部的起升装置。本发明不受地面环境的制约，减少了对环境的破坏，大大提高了安装及维护风电机组的适用性、可靠性、安全性。

Description

一种新型吊装施工方法及专用吊运器

技术领域

本发明涉及一种吊装施工方法及吊运器，具体涉及一种风电吊装施工方法及专用吊运器。

背景技术

传统的风电吊装施工采用基于地面的大型起重设备，塔架逐节吊装后，将机舱内的所有部件在地面组装后整体吊装至安装位置安装就位，然后，整体吊装轮毂和风叶。维护时同样采用大型起重设备将整个机舱或者轮毂连同风叶整体吊下的施工方法来完成。

随着风电机组容量的不断增大，风机塔架的增高，安装场地特殊的地形地貌以及投资方要求尽快加快安装速度获得投资收益的要求，这就要求越来越大的吊装设备，使得设备投资大幅增加；另一方面随着设备的不断运行，逐渐进入维护期，风机零部件的维护更换在所难免，传统的整机吊装拆卸施工方法要求用同样大的吊装设备来完成，费用高、周期长、安全性差，传统吊装施工方法及吊装维护设备越来越不适应风电吊装维护需求，对整个风电吊装维护行业提出了新的课题，研究开发适应风电发展趋势的新型吊装维护施工方法及专用设备势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统的整机吊装拆卸施工方法所用的吊装设备大，费用高、周期长、安全性差，提供一种适用于塔筒安装完毕后风机上部设备的安装、拆卸施工作业，节约设备成本、节省施工时间，节省运行维护成本的新型吊装施工方法及专用吊运器。

 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种专用吊运器，包括在设备的机架上设置的设备自升系统，所述的自升系统通过风机塔架上的改向滑轮为支撑点吊起设备自身，设备自身自升过程中，将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置，到达上止点后，对设备自身进行对位和固定的对位装置和固定装置，还包括设置在机架上的门架和安装在门架上部的起升装置。

所述的对位装置对位通过调整变幅系统完成，固定装置的固定通过支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接。

所述的门架与变幅系统相连，门架为变幅门架。

所述的导向及抱紧装置包括机架，还包括固定在机架上的抱环和导向装置，所述的抱环与导向装置固定连接；所述的导向装置分两层，每层至少有两对，一对固定在机架的固定横梁上，另一对固定在机架的平移横梁上；所述的平移横梁由至少两个的平移油缸推动；所述的导向装置包括导向油缸和导轮机构，导向油缸推动导轮机构的导向轮运动，导向轮贴在风机塔筒的外廓上；所述的抱环包括弹性抱环和对弹性抱环起支撑作用的刚性抱环。

所述的起升装置包括吊具机架和安装在门架上的顶部滑轮组，还包括与顶部滑轮组传动链接的动滑轮组，连接顶部滑轮组与动滑轮组的钢丝绳缠绕系统以及带动钢丝绳缠绕系统卷扬的液压绞车，所述的动滑轮组设置在吊具机架上；所述的液压绞车由设置在专用吊具的横梁上的电气及液压系统驱动；所述的钢丝绳缠绕系统包括左钢丝绳缠绕系统和右钢丝绳缠绕系统；所述的液压绞车包括左液压绞车和右液压绞车；所述的左钢丝绳缠绕系统和右钢丝绳缠绕系统之间设置有同步装置。

所述的同步装置包括固定机架以及与左、右液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统末端连接的左侧钢丝绳固定装置和右侧钢丝绳固定装置，左、右液压绞车采用同一个电磁换向阀集中供油，液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统带动中间导向轴运动，中间导向轴通过挡板带动碟簧压缩装置的伸缩，碟簧压缩装置的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液压油向压力小的一侧流动，达到同步装置两侧的受力均衡；所述的中间导向轴上设置有轴向导向滑套55。

一种采用上述的专用吊运器的新型吊装施工方法，它包括如下步骤：1、以风机塔架上的改向滑轮为支撑点，通过设备自升系统将专用设备吊起，该专用设备沿风机塔筒自升至风机主机下方预定高度；2、到达上止点后，对位装置对设备自身与塔筒固定点进行对位，固定装置将设备自身与塔筒固定；3、变幅油缸变幅调整作业范围，在合适的作业点对风机大部件进行装卸；4、工作完成后，固定点与塔筒脱离，自行拆卸设备自身降落。所述的调整作业范围时专用设备处于水平状态。所述的设备自升过程中，导向装置将设备自身紧贴风机塔筒上下移动。

本发明将专用设备固定在风电机组塔筒之上，利用风机塔筒自身高度进行起吊作业，与传统方法比较，摆脱了基于地面起重机施工方案受起升高度的制约，不受地面环境的制约，减少了对环境的破坏，大大提高了安装及维护风电机组的适用性、可靠性、安全性；采用模块式吊装方法，可以满足风电机组主要零部件的吊装维护，现场服务的灵活性强；该方法通过依靠自身升降装置，可自行完成起升及下降的拆装工作，避免使用大型辅助安装设备，使用费用低；该施工方法及专用设备采用了无塔身结构，无复杂的地面行走装置，因而结构简单，制造、安装成本低，便于多次专场使用，用于风电场维护可以避免或者减少使用大型起重机，效率高，可以降低风电场生产维护成本和时间。

附图说明

图1是本发明门架达到左、右极限的结构示意图。

图2是本发明底座布置的结构示意图。

图3是安装状态下的结构示意图。

图4是起升装置主视结构示意图。

图5是起升装置左视结构示意图。

图6是起升装置的钢丝绳缠绕系统结构示意图。

图7是同步装置的内部结构示意图。

图8是同步装置的结构示意图。

图9是同步装置的液压原理图。

图10是同步装置的使用状态结构示意图。

图11是导向及抱紧装置俯视结构示意图。

图12是导向及抱紧装置使用状态主视结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种专用吊运器，包括在设备的机架上设置的设备自升系统1，所述的自升系统1通过风机塔架上的改向滑轮19为支撑点吊起设备自身，设备自身自升过程中，将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置8，到达上止点后，对设备自身进行对位和固定的对位装置6和固定装置，还包括设置在机架上的门架2和安装在门架2上部的起升装置4。

所述的对位装置6对位通过调整变幅系统3完成，固定装置18的固定通过支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接。

所述的门架2与变幅系统3相连，门架2为变幅门架。

如图11至图12所示，所述的导向及抱紧装置8包括机架，还包括固定在机架上的抱环88和导向装置89，所述的抱环88与导向装置89固定连接；所述的导向装置89分两层，每层至少有两对，一对固定在机架的固定横梁上，另一对固定在机架的平移横梁12上；所述的平移横梁12由至少两个的平移油缸85推动；所述的导向装置89包括导向油缸891和导轮机构892，导向油缸891推动导轮机构892的导向轮运动，导向轮贴在风机塔筒的外廓上；所述的抱环88包括弹性抱环884和对弹性抱环884起支撑作用的刚性抱环883。在专用吊运器上升时，导向油缸891将导轮机构892的导向轮推出，紧帖在风机塔筒的两侧，风机塔筒为圆台形结构，图中小圆为设备在目标位置时塔筒外廓21，大圆为塔筒下底面外廓22，随着设备的垂直提升，风机塔筒逐步变小，平移油缸85推着平移横梁12逐步前移，保证了导轮机构892的导向轮始终紧帖在风机塔筒的两侧。上、下两层导轮的设计，以及机架高度的存在，形成了力和力臂的，自升过程中设备重心偏移造成的不平衡力矩就会由导轮机构892的导向轮承担。当设备到达目标位置时，导向油缸891将导轮机构892的导向轮收回，平移油缸85推着平移横梁逐步前移，图11中B为平移横梁的平移距离，弹性抱环884随着平移横梁12的前移逐步贴紧。在专用吊运器下降时，平移横梁12在平移油缸85作用下稍作退回，导向油缸891将导轮机构892的导向轮推出， 弹性抱环884离开塔筒，导轮机构892的导向轮靠在风机塔筒的两侧。随着设备的垂直下降，风机塔筒逐步变大，平移横梁12在平移油缸85的作用下逐渐退回，保证导轮机构892的导向轮始终紧帖在风机塔筒的两侧。上、下两层导轮的设计，以及机架高度的存在，形成了力和力臂的，形成承载能力，下降过程中设备重心偏移造成的不平衡力矩由导轮机构892的导向轮承担。

如图4至图6所示，所述的起升装置4包括吊具机架46和安装在门架2上的顶部滑轮组41，还包括与顶部滑轮组41传动链接的动滑轮组44，连接顶部滑轮组41与动滑轮组44的钢丝绳缠绕系统42以及带动钢丝绳缠绕系统42卷扬的液压绞车45，所述的动滑轮组44设置在吊具机架46上；所述的液压绞车45由设置在专用吊具的横梁上的电气及液压系统43驱动；所述的钢丝绳缠绕系统42包括左钢丝绳缠绕系统421和右钢丝绳缠绕系统422；所述的液压绞车45包括左液压绞车451和右液压绞车452；所述的左钢丝绳缠绕系统421和右钢丝绳缠绕系统422之间设置有同步装置5。如图4所示，该起升装置4通过顶部滑轮组41安装在门架2上，通过独立的电气及液压系统43驱动左液压绞车451和右液压绞车452动作，左液压绞车451和右液压绞车452在同步装置5的作用下保持同步动作，经顶部滑轮组41、钢丝绳缠绕系统42和动滑轮组44组成的缠绕系统，带动专用吊具的升、降作业。

如图7至图10所示，所述的同步装置5包括固定机架57以及与左、右液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统末端连接的左侧钢丝绳固定装置51和右侧钢丝绳固定装置56，左、右液压绞车采用同一个电磁换向阀集中供油，液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统42带动中间导向轴52运动，中间导向轴52通过挡板53带动碟簧压缩装置54的伸缩，碟簧压缩装置54的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液压油向压力小的一侧流动，达到同步装置两侧的受力均衡；所述的中间导向轴52上设置有轴向导向滑套55。工作时，如图10所示，该同步装置的固定机架57与左液压绞车451和右液压绞车452焊接于同一基础架50上。该机械同步装置安装在两个液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统的连接末端，假设当左液压绞车451卷绕过快时，中间导向轴52就会向左侧移动，压缩碟簧压缩装置54产生向右侧的阻力，导致左侧钢丝绳拉力增大，随着碟簧压缩量的增大，阻力随之增大，即左侧钢丝绳拉力增大到一定程度时，如图9所示，由于两液压绞车采用同一个电磁换向阀453集中供油，A为液压动力源，理论上两者的供油压力是同样的，可是这种平衡状态被打破后，左液压绞车451液压系统压力增大，根据液压油自身的特点，导致液流向右液压绞车452（右侧压力较小）流动，左液压绞车451液压系统压力就会降低，直至两液压绞车液压系统供油压力均衡，从而达到左、右两侧钢丝绳拉力均衡的目的，克服了由于一侧拉力过大将卷绕钢丝绳卷绕过多的情况，实现绞车卷扬缠绕同步。由于组合碟簧压缩量很小就能产生比较大的阻力，缓冲吸震能力强，这种动态的机械同步技术很容易保证两液压绞车的同步卷绕性能。

一种采用上述的专用吊运器的新型吊装施工方法，它包括如下步骤：1、以风机塔架上的改向滑轮为支撑点，通过设备自升系统将专用设备吊起，该专用设备沿风机塔筒自升至风机主机下方预定高度；2、到达上止点后，对位装置对设备自身与塔筒固定点进行对位，固定装置将设备自身与塔筒固定；3、变幅油缸变幅调整作业范围，在合适的作业点对风机大部件进行装卸；4、工作完成后，固定点与塔筒脱离，自行拆卸设备自身降落。所述的调整作业范围时专用设备处于水平状态。所述的设备自升过程中，导向装置将设备自身紧贴风机塔筒上下移动。

施工作业时，先将专用吊运器放置于地面基础上，此时整机处于下止点，将自升系统1的钢丝绳绕过固定于风机塔架上的改向滑轮， 通过自升系统1吊起设备自身，在自升过程中，导向及抱紧装置8将设备紧紧的贴着风机塔筒上下移动，设备重心偏移所产生的不平衡力矩全部由导向机构承担，到达上止点后，对位装置6对设备自身进行对位，调整变幅系统3使该专用吊运器水平，固定装置的支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接，锁紧装置固定。继续调整变幅系统达到设备工作状态。

如图1所示，设备安装好后，此时设备处于工作时状态，通过装在门架2上部的起升装置4起吊需要安装或者拆卸的风机部件模块轮毂、基座、齿轮箱等，从而实现地面风机部件的垂直方向起吊；当物品被起吊至所需的高度时，通过变幅系统3油缸的伸缩带动门架2的摆动，从而实现风机部件的水平移动，实现作业范围的覆盖，实现将所吊的风机部件模块的对位、安装就位，图中E、F分别为专用吊运器作业范围覆盖的左极限和右极限。

作业完毕后，此时整机处于上止点，将设备调整为最大幅度位置，开始拆除该专用吊运器，锁紧装置松开，支腿穿轴装置缩回，支腿断开与塔架连接，自升系统1工作作业，设备降至下止点地面，拆除，完成本次安装、作业、拆除整个工作过程，转场，继续作业，循环使用。

Claims (6)

1.一种专用吊运器，其特征在于：包括在设备的机架（10）上设置的设备自升系统（1），所述的自升系统（1）通过风机塔架上的改向滑轮（19）为支撑点吊起设备自身，设备自身自升过程中，将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置（8），到达上止点后，对设备自身进行对位和固定的对位装置（6）和固定装置，还包括设置在机架（10）上的门架（2）和安装在门架（2）上部的起升装置（4），所述的对位装置（6）对位通过调整变幅系统（3）完成，固定装置（18）的固定通过支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接，所述的门架（2）与变幅系统（3）相连，门架（2）为变幅门架，所述的导向及抱紧装置（8）包括机架（10），还包括固定在机架（10）上的抱环（88）和导向装置（89），所述的抱环（88）与导向装置（89）固定连接；所述的导向装置（89）分两层，每层至少有两对，一对固定在机架（10）的固定横梁（11）上，另一对固定在机架（10）的平移横梁（12）上；所述的平移横梁（12）由至少两个的平移油缸（85）推动；所述的导向装置（89）包括导向油缸（891）和导轮机构（892），导向油缸（891）推动导轮机构（892）的导向轮运动，导向轮贴在风机塔筒的外廓上；所述的抱环（88）包括弹性抱环（884）和对弹性抱环（884）起支撑作用的刚性抱环（883）。

2.根据权利要求1所述的专用吊运器，其特征在于：所述的起升装置（4）包括吊具机架（46）和安装在门架（2）上的顶部滑轮组（41），还包括与顶部滑轮组（41）传动链接的动滑轮组（44），连接顶部滑轮组（41）与动滑轮组（44）的钢丝绳缠绕系统（42）以及带动钢丝绳缠绕系统（42）卷扬的液压绞车（45），所述的动滑轮组（44）设置在吊具机架（46）上；所述的液压绞车（45）由设置在专用吊具的横梁上的电气及液压系统（43）驱动；所述的钢丝绳缠绕系统（42）包括左钢丝绳缠绕系统（421）和右钢丝绳缠绕系统（422）；所述的液压绞车（45）包括左液压绞车（451）和右液压绞车（452）；所述的左钢丝绳缠绕系统（421）和右钢丝绳缠绕系统（422）之间设置有同步装置（5）。

3.根据权利要求2所述的专用吊运器，其特征在于：所述的同步装置（5）包括固定机架（57）以及与左、右液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统末端连接的左侧钢丝绳固定装置（51）和右侧钢丝绳固定装置（56），左、右液压绞车采用同一个电磁换向阀集中供油，液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统（42）带动中间导向轴（52）运动，中间导向轴（52）通过挡板（53）带动碟簧压缩装置（54）的伸缩，碟簧压缩装置（54）的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液压油向压力小的一侧流动，达到同步装置两侧的受力均衡；所述的中间导向轴（52）上设置有轴向导向滑套（55）。

4.一种采用权利要求1-3所述的专用吊运器的新型吊装施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：1、以风机塔架上的改向滑轮为支撑点，通过设备自升系统将专用设备吊起，该专用设备沿风机塔筒自升至风机主机下方预定高度；2、到达上止点后，对位装置对设备自身与塔筒固定点进行对位，固定装置将设备自身与塔筒固定；3、变幅油缸变幅调整作业范围，在合适的作业点对风机大部件进行装卸；4、工作完成后，固定点与塔筒脱离，自行拆卸设备自身降落。

5.根据权利要求4所述的新型吊装施工方法，其特征在于：所述的调整作业范围时专用设备处于水平状态。

6.根据权利要求4所述的新型吊装施工方法，其特征在于：所述的设备自升过程中，导向装置将设备自身紧贴风机塔筒上下移动。