CN103603773A - 大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置 - Google Patents

大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置 Download PDF

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Abstract

一种大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，所述对接引导定位装置包括至少两套定位组件，所述定位组件包括第一引导定位装置、第二引导定位装置和牵引钢丝绳，至少两个第一引导定位装置安装在叶轮的一圈上，至少两个第二引导定位装置安装在风电齿轮箱的一圈上，所述第一引导定位装置与所述第二引导定位装置相互正对；所述第一引导定位装置包括引导定位模块Ⅰ和第一吸附模块，所述第二引导定位装置包括引导定位模块Ⅱ、第二吸附模块和滑轮模块；所述牵引钢丝绳的一端分别固定在第一绳孔上，另一端分别穿过第二绳孔，经滑轮过渡与地面的电机连接。本发明提供了一种定位便捷、效率较高的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置。

Description

大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置
技术领域
本发明涉及大型风力发电机组叶轮吊装领域，并且更具体地涉及大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置。
背景技术
大型风力发电机组安装前，必须要先安装风力发电机组叶轮。大型风力发电机组塔筒长达数十米，只能依靠吊车将叶轮吊往已安装好的风电齿轮箱处对接，叶轮与风电齿轮箱上焊接有法兰，经法兰上螺栓孔精确定位后通过高强度螺栓连接固定。高空风力较强，容易引起吊臂及吊挂钢丝绳的抖动。同时，吊装时叶轮还可能绕其中心轴转动。上述情况给叶轮安装定位造成极大困难。此外，叶轮塔筒起吊到规定位置需要吊车在现场人员的指挥下不断调整吊臂，效率极低。
发明内容
为了克服已有技术大型风力发电机组叶轮吊装方式的定位困难、效率较低的不足，本发明提供了一种定位便捷、效率较高的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，所述对接引导定位装置包括至少两套定位组件，所述定位组件包括第一引导定位装置、第二引导定位装置和牵引钢丝绳，至少两个第一引导定位装置安装在叶轮的一圈上，至少两个第二引导定位装置安装在风电齿轮箱的一圈上，所述第一引导定位装置与所述第二引导定位装置相互正对；
所述第一引导定位装置包括引导定位模块Ⅰ和第一吸附模块，所述引导定位模块Ⅰ位于所述第一引导定位装置远离叶轮的一侧，所述第一吸附模块位于所述第一引导定位装置靠近叶轮的一侧，所述引导定位模块Ⅰ包括主定位孔、第一绳孔和第一自定位销，所述主定位孔位于所述引导定位模块Ⅰ的中间位置，所述第一绳孔位于远离叶轮的一侧，所述第一自定位销位于所述主定位孔的上下两侧，所述第一自定位销的方向对着风电齿轮箱；
所述第二引导定位装置包括引导定位模块Ⅱ、第二吸附模块和滑轮模块，所述引导定位模块Ⅱ位于所述第二引导定位装置远离风电齿轮箱的一侧，所述第二吸附模块位于所述第二引导定位装置靠近风电齿轮箱的一侧，所述引导定位模块Ⅱ包括主定位销、第二绳孔和第二自定位销，所述主定位销位于所述引导定位模块Ⅱ的中间位置，所述第二绳孔位于远离风电齿轮箱的一侧，所述第二自定位销位于所述主定位销的上下两侧，所述第二自定位销的方向对着叶轮；所述滑轮模块包括滑轮支撑架和滑轮，所述滑轮支撑架安装在所述引导定位模块Ⅱ背对叶轮的面上，所述滑轮支撑架位于第二绳孔的下方，所述滑轮安装在所述滑轮支撑架上；
所述牵引钢丝绳的一端分别固定在所述第一绳孔上，另一端分别穿过所述第二绳孔，经所述滑轮过渡与地面的电机连接；
所述第一吸附模块和第二吸附模块均包括钕铁硼永磁铁、电磁铁和圈形拨杆开关，所述钕铁硼永磁铁安装在紧靠叶轮或风电齿轮箱的一侧，所述电磁铁紧靠所述钕铁硼永磁铁，所述电磁铁通电时的极性与所述钕铁硼永磁铁相反，用于控制所述电磁铁的通断圈形拨杆开关安装在所述第一引导装置上方。
进一步，所述第一引导定位装置还包括装置外壳Ⅰ和装置盖板Ⅰ，所述装置外壳Ⅰ整体呈方形，左部呈圆弧状，圆弧半径与叶轮半径一致，所述装置外壳Ⅰ与叶轮贴合，所述装置外壳Ⅰ设有第一槽口，所述装置盖板Ⅰ插入所述槽口并用螺栓固定；
所述第二引导定位装置还包括装置外壳Ⅱ和装置盖板Ⅱ，所述装置外壳Ⅱ呈方形与风电齿轮箱贴合，所述装置外壳Ⅱ设有第二槽口，所述装置盖板Ⅱ插入所述第二槽口并用螺栓固定。
更进一步，所述吸附模块还包括大功率蓄电池和电源保护装置，所述大功率蓄电池和所述电源保护装置固定在所述装置外壳Ⅰ或装置外壳Ⅱ上，所述大功率蓄电池与电磁铁电连接，所述电源保护装置与所述大功率蓄电池连接。
至少两个第一引导定位装置等圆弧间隔地安装在叶轮的一圈上，至少两个第二引导定位装置等圆弧间隔地安装在风电齿轮箱的一圈上。如果是两套定位组件，圆弧间隔为180°，即相互对称布置即可；如果是三套定位组件，圆弧间隔为120°，依次类推。
所述圈形拨杆开关拨杆头部为圆环状。方便操作工人用竹竿拨动开关。
本发明的技术构思为：牵引钢丝绳在地面电机的带动下引导叶轮向风电齿轮箱对接位置靠拢，完成一次引导定位，通过第一引导装置主定位孔与第二引导装置主定位销的配合完成二次引导定位，第一引导定位装置和第二引导定位装置上分别设自定位销，用于校准与叶轮或风电齿轮箱法兰螺栓孔的位置精度，采用钕铁硼永磁铁强磁性的特点将装置吸附在叶轮或风电齿轮箱上，圈形拨杆开关拨杆头部为圆环状，方便操作工人远距离用竹竿拨动，通过电磁铁通电抵消钕铁硼永磁铁的磁场，装置落下，实现回收再利用。
本发明的有益效果表现在：(1)采用牵引钢丝绳进行一次引导定位，吊车只需要将叶轮移动到对接大概的位置即可，且避免了高空风力作用产生的叶轮摆动现象；(2)采用第一引导装置主定位孔与第二引导装置主定位销配合进行二次引导定位，避免了因钢丝绳的柔性可能产生的叶轮微小摆动或旋转且定位精度不高的缺点；(3)采用第一引导定位装置、第二引导定位装置上分别设自定位销的结构，通过辅助夹具即可实现装置与叶轮或风电齿轮箱法兰螺栓孔的精确定位；(4)钕铁硼永磁铁能吸起相当于自身重量640倍的重物，故能轻易将装置吸附在叶轮或风电齿轮箱上，通过操作工人用竹竿拨动圈形拨杆开关，给电磁铁通电抵消钕铁硼永磁铁的磁场，完成装置回收再利用。
附图说明
图1是第一引导定位装置立体图；
图2是第一引导定位装置正视图（去盖板）；
图3是第二引导定位装置立体图；
图4是装置引导定位俯视图；
图5是装置引导定位立体图；
图6是装置引导定位局部放大图A的示意图；
图7是吸附原理图——断电状态；
图8是吸附原理图——通电状态。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图8，一种大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，所述对接引导定位装置包括至少两套定位组件，所述定位组件包括第一引导定位装置1、第二引导定位装置2和牵引钢丝绳5，至少两个第一引导定位装置1安装在叶轮6的一圈上，至少两个第二引导定位装置2安装在风电齿轮箱7的一圈上，所述第一引导定位装置1与所述第二引导定位装置2相互正对；
所述第一引导定位装置1包括引导定位模块Ⅰ1-1和第一吸附模块1-4，所述引导定位模块Ⅰ1-1位于所述第一引导定位装置1远离叶轮6的一侧，所述第一吸附模块1-4位于所述第一引导定位装置1靠近叶轮6的一侧，所述引导定位模块Ⅰ1-1包括主定位孔1-1-1、第一绳孔1-1-2和第一自定位销1-1-3，所述主定位孔1-1-1位于所述引导定位模块Ⅰ1-1的中间位置，所述第一绳孔1-1-2位于远离叶轮6的一侧，所述第一自定位销1-1-3位于所述主定位孔1-1-1的上下两侧，所述第一自定位销1-1-3的方向对着风电齿轮箱7；
所述第二引导定位装置2包括引导定位模块Ⅱ2-1、第二吸附模块2-4和滑轮模块2-5，所述引导定位模块Ⅱ2-1位于所述第二引导定位装置2远离风电齿轮箱7的一侧，所述第二吸附模块2-4位于所述第二引导定位装置2靠近风电齿轮箱7的一侧，所述引导定位模块Ⅱ2-1包括主定位销2-1-1、第二绳孔2-1-2和第二自定位销2-1-3，所述主定位销2-1-1位于所述引导定位模块Ⅱ2-1的中间位置，所述第二绳孔2-1-2位于远离风电齿轮箱7的一侧，所述第二自定位销2-1-3位于所述主定位销2-1-1的上下两侧，所述第二自定位销2-1-3的方向对着叶轮6；所述滑轮模块2-5包括滑轮支撑架2-5-1和滑轮2-5-2，所述滑轮支撑架2-5-1安装在所述引导定位模块Ⅱ2-1背对叶轮6的面上，所述滑轮支撑架2-5-1位于第二绳孔2-1-2的下方，所述滑轮2-5-2安装在所述滑轮支撑架2-5-1上；
所述牵引钢丝绳5的一端分别固定在所述第一绳孔1-1-2上，另一端分别穿过所述第二绳孔2-1-2，经所述滑轮2-5-2过渡与地面的电机连接；
所述第一吸附模块1-4和第二吸附模块2-4均包括钕铁硼永磁铁、电磁铁和圈形拨杆开关，所述钕铁硼永磁铁安装在紧靠叶轮或风电齿轮箱的一侧，所述电磁铁紧靠所述钕铁硼永磁铁，所述电磁铁通电时的极性与所述钕铁硼永磁铁相反，用于控制所述电磁铁的通断圈形拨杆开关安装在所述第一引导装置上方。
以两套定位组件为例进行说明，第一套定位组件包括第一引导装置1、第二引导装置2，第二套定位组件包括第三引导装置3、第四引导装置4，其中，第三引导装置3与第一引导装置1的结构相同，第四引导装置与所述第二引导装置的结构相同；如图4至图6所示，大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置包括：第一引导装置1、第二引导装置2、第三引导装置3、第四引导装置4和牵引钢丝绳5，所述第一引导定位装置1、第三引导定位装置3分别安装在叶轮6的左右两侧，所述第二引导定位装置2、第四引导定位装置4分别安装在风电齿轮箱7的左右两侧，该装置用于引导所述叶轮6和所述风电齿轮箱7吊装对接，
如图1、图2所示，第一引导定位装置1包括引导定位模块Ⅰ1-1和第一吸附模块1-4，所述引导定位模块Ⅰ1-1位于所述第一引导定位装置1远离叶轮6的一侧，所述第一吸附模块1-4位于所述第一引导定位装置1靠近叶轮4的一侧，所述引导定位模块Ⅰ1-1的主要结构包括主定位孔1-1-1、第一绳孔1-1-2和第一自定位销1-1-3，所述主定位孔1-1-1位于所述引导定位模块Ⅰ1-1的中间位置，所述第一绳孔1-1-2位于远离所述叶轮6的一侧，所述第一自定位销1-1-3位于所述主定位孔1-1-1的上下两侧，方向对着所述风电齿轮箱7，通过辅助夹具即可实现所述第一引导装置1与所述叶轮6法兰螺栓孔的精确定位，所述吸附模块1-4主要包括钕铁硼永磁铁1-4-1、电磁铁1-4-2和圈形拨杆开关1-4-5，所述钕铁硼永磁铁1-4-1安装在紧靠所述叶轮6的一侧，
如图7、图8所示，所述钕铁硼永磁铁1-4-1潜在的磁性能极高，能吸起相当于自身重量640倍的重物，可将所述第一引导定位装置1吸附在所述叶轮6上，所述电磁铁1-4-2紧靠所述钕铁硼永磁铁1-4-1安装在其右侧，所述电磁铁1-4-2通电时的极性与所述钕铁硼永磁铁1-4-1相反，可抵消所述钕铁硼永磁铁1-4-1对所述叶轮6的吸附力，所述圈形拨杆开关1-4-5安装在所述第一引导装置1上方，用于控制所述电磁铁1-4-2的通断，所述圈形拨杆开关1-4-5拨杆头部为圆环状，方便操作工人用竹竿拨动开关。
所述第一引导定位装置1还包括装置外壳Ⅰ1-2和装置盖板Ⅰ1-3，所述装置外壳Ⅰ1-2整体呈方形，左部呈圆弧状，圆弧半径与所述叶轮6半径一致，可与所述叶轮6贴合，所述装置外壳Ⅰ1-2设有槽口，方便所述装置盖板Ⅰ1-3插入，并用螺栓固定。
所述第一吸附模块1-4还包括大功率蓄电池1-4-3和电源保护装置1-4-4，所述大功率蓄电池1-4-3和所述电源保护装置1-4-4固定在所述装置外壳Ⅰ1-2上，所述大功率蓄电池1-4-3用于给电磁铁1-4-2供电，所述电源保护装置1-4-4对所述大功率蓄电池1-4-3进行保护。
如图3所示，所述第二引导定位装置2包括引导定位模块Ⅱ2-1、第二吸附模块2-4和滑轮模块2-5，所述第二吸附模块2-4与所述第一引导定位装置1的第一吸附模块1-4相同，所述引导定位模块Ⅱ2-1位于所述第二引导定位装置1远离所述风电齿轮箱7的一侧，所述引导定位模块Ⅱ2-1的主要结构包括主定位销2-1-1、第二绳孔2-1-2和第二自定位销2-1-3，所述主定位销2-1-1位于所述引导定位模块Ⅱ2-1的中间位置，所述第二绳孔2-1-2位于远离所述风电齿轮箱7的一侧，所述第二自定位销2-1-3位于所述主定位销2-1-1的上下两侧，方向对着所述叶轮6，通过辅助夹具即可实现所述第二引导装置2与风电齿轮箱7法兰螺栓孔的精确定位，所述滑轮模块2-5包括滑轮支撑架2-5-1和滑轮2-5-2，所述滑轮支撑架2-5-1安装在所述引导定位模块Ⅱ2-1背对所述叶轮6的面上，位于所述第二绳孔2-1-2的下方，所述滑轮2-5-2安装在所述滑轮支撑架2-5-1上。
所述第二引导定位装置2还包括装置外壳Ⅱ2-2和装置盖板Ⅱ2-3，所述装置外壳Ⅱ2-2呈方形，可与所述风电齿轮箱7贴合，所述装置外壳Ⅱ2-2设有槽口，方便所述装置盖板Ⅱ2-3插入，并用螺栓固定。
所述第三引导定位装置3结构与所述第一引导定位装置1完全对称，所述第四引导定位装置4结构与所述第二引导定位装置2完全对称。
所述牵引钢丝绳5数量为2，一端分别固定在所述第一引导定位装置1或第三引导定位装置3的所述第一绳孔1-1-2上，另一端分别穿过第二引导定位装置2或第四引导定位装置4的所述第二绳孔2-1-2，经所述滑轮2-5-2过渡，与地面的电机连接。
本实施例的工作流程：在所述风电齿轮箱7安装前让所述第二引导定位装置2和第四引导定位装置4吸附在所述风电齿轮箱7上，在所述叶轮6安装前让所述第一引导定位装置1和所述第三引导定位装置3吸附到所述叶轮6上，并通过辅助夹具配合所述自定位销1-1-3和2-1-3校准所述第一引导定位装置1、所述第二引导定位装置2、所述第三引导定位装置3和所述第四引导定位装置4与所述叶轮6或所述风电齿轮箱7法兰螺栓孔的位置精度，将所述牵引钢丝绳5的一端分别固定在所述第一引导定位装置1或所述第三引导定位装置3的所述第一绳孔1-1-2上，另一端分别穿过第二引导定位装置2或第四引导定位装置4的所述第二绳孔2-1-2，经所述滑轮2-5-2过渡，与地面的电机连接，所述风电齿轮箱7安装完毕后，当吊车将所述叶轮6吊至大概位置时，所述牵引钢丝绳5在地面电机的带动下牵引所述叶轮6与所述风电齿轮箱7对接，实现一次定位，所述主定位孔1-1-1与所述主定位销2-1-1配合实现二次引导定位，所述叶轮6与所述风电齿轮箱7完成对接后，操作工人用竹竿拨动所述圈形拨杆开关1-4-5，所述电磁铁1-4-2通电抵消所述钕铁硼永磁铁1-4-1的磁场，装置落下，完成装置回收再利用。

Claims (5)

1.一种大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，其特征在于：所述对接引导定位装置包括至少两套定位组件，所述定位组件包括第一引导定位装置、第二引导定位装置和牵引钢丝绳，至少两个第一引导定位装置安装在叶轮的一圈上，至少两个第二引导定位装置安装在风电齿轮箱的一圈上，所述第一引导定位装置与所述第二引导定位装置相互正对；
所述第一引导定位装置包括引导定位模块Ⅰ和第一吸附模块，所述引导定位模块Ⅰ位于所述第一引导定位装置远离叶轮的一侧，所述第一吸附模块位于所述第一引导定位装置靠近叶轮的一侧，所述引导定位模块Ⅰ包括主定位孔、第一绳孔和第一自定位销，所述主定位孔位于所述引导定位模块Ⅰ的中间位置，所述第一绳孔位于远离叶轮的一侧，所述第一自定位销位于所述主定位孔的上下两侧，所述第一自定位销的方向对着风电齿轮箱；
所述第二引导定位装置包括引导定位模块Ⅱ、第二吸附模块和滑轮模块，所述引导定位模块Ⅱ位于所述第二引导定位装置远离风电齿轮箱的一侧，所述第二吸附模块位于所述第二引导定位装置靠近风电齿轮箱的一侧，所述引导定位模块Ⅱ包括主定位销、第二绳孔和第二自定位销，所述主定位销位于所述引导定位模块Ⅱ的中间位置，所述第二绳孔位于远离风电齿轮箱的一侧，所述第二自定位销位于所述主定位销的上下两侧，所述第二自定位销的方向对着叶轮；所述滑轮模块包括滑轮支撑架和滑轮，所述滑轮支撑架安装在所述引导定位模块Ⅱ背对叶轮的面上，所述滑轮支撑架位于第二绳孔的下方，所述滑轮安装在所述滑轮支撑架上；
所述牵引钢丝绳的一端分别固定在所述第一绳孔上，另一端分别穿过所述第二绳孔，经所述滑轮过渡与地面的电机连接；
所述第一吸附模块和第二吸附模块均包括钕铁硼永磁铁、电磁铁和圈形拨杆开关，所述钕铁硼永磁铁安装在紧靠叶轮或风电齿轮箱的一侧，所述电磁铁紧靠所述钕铁硼永磁铁，所述电磁铁通电时的极性与所述钕铁硼永磁铁相反，用于控制所述电磁铁的通断圈形拨杆开关安装在所述第一引导装置上方。
2.如权利要求1所述的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，其特征在于：所述第一引导定位装置还包括装置外壳Ⅰ和装置盖板Ⅰ，所述装置外壳Ⅰ整体呈方形，左部呈圆弧状，圆弧半径与叶轮半径一致，所述装置外壳Ⅰ与叶轮贴合，所述装置外壳Ⅰ设有第一槽口，所述装置盖板Ⅰ插入所述槽口并用螺栓固定；
所述第二引导定位装置还包括装置外壳Ⅱ和装置盖板Ⅱ，所述装置外壳Ⅱ呈方形与风电齿轮箱贴合，所述装置外壳Ⅱ设有第二槽口，所述装置盖板Ⅱ插入所述第二槽口并用螺栓固定。
3.如权利要求2所述的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，其特征在于：所述吸附模块还包括大功率蓄电池和电源保护装置，所述大功率蓄电池和所述电源保护装置固定在所述装置外壳Ⅰ或装置外壳Ⅱ上，所述大功率蓄电池与电磁铁电连接，所述电源保护装置与所述大功率蓄电池连接。
4.如权利要求1～3之一所述的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，其特征在于：至少两个第一引导定位装置等圆弧间隔地安装在叶轮的一圈上，至少两个第二引导定位装置等圆弧间隔地安装在风电齿轮箱的一圈上。
5.如权利要求1～3之一所述的大型风力发电机组叶轮吊装对接引导定位装置，其特征在于：所述圈形拨杆开关拨杆头部为圆环状。
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