CN104891307A - 可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台及其使用方法，该起重平台包括爬升装置、夹紧装置、起重装置等。爬升装置，由液压缸连接上下两个平台，与夹紧装置配合实现爬升和固定。当上平台固定时，液压缸收缩，与之相连的下平台被上拉到一定高度；紧接着下平台固定，液压缸伸长，与之相连的上平台被抬升一定高度，反复上述过程，即可实现爬升与固定。其起重装置包括回转平台、液压支承装置，支撑柱装置和吊臂等。回转平台固接在上平台上，可实现吊臂的旋转调整，回转平台上方为承载吊臂，可实现伸展折叠。起重机在支撑柱支撑于风机机箱上部时可实现重载起吊，在收回支撑柱后则可起吊风机内部较轻部件，从而满足风机整体维修的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种风电维修起重设备，尤其涉及一种适用于需要实现重载起重的大型风机的维修起重平台。
背景技术
在全球气候变暖、环境污染日益加剧的背景下，可再生清洁能源的重要性也逐渐凸显出来。风能作为一种安全、可再生、无污染、储量丰富的绿色能源，在近几年中，更加引起人们的重视。据全球风能理事会(Global Wind Energy Council)统计数据，在2001年至2013年间，全球风电累计装机容量的年复合增长率为24.08％，累计总装机容量从截至2001年12月31日的23,900MW增至2013年12月31日的318,317MW。因此，风力发电是一个极具发展潜力的产业。
我国东南沿海地区、西部地区风力资源丰富，风力发电技术得以广泛应用。然而，维修风机现在主要依靠大型起重机械设备，这种设备的租赁费用过高，施工周期长，施工难度大，给用户带来了巨大的不便。因此研究出使用价格低廉化，施工快捷简单化，适应性强的新型风力发电机的维修设备是必要的。目前所发明的有关风机维修起重平台普遍存在以下问题，首先，目前的风机维修起重平台由于液压支点的限制导致其起重量较小，无法满足起吊叶片等重型零部件的需求；其次，目前的风机维修起重平台均采用卷扬机等设备来起吊风机维修起重平台，增加了设备数量和成本，并且受到场地的限制；除此之外，目前的风机维修起重平台自动化程度较低，无法实现自动爬升及回收。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台及使用方法，满足目前所设计的风机维修起重平台实现重载起吊的要求以及相关的合理可靠的夹紧要求和爬升要求。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，包括爬升装置、夹紧装置、起重装置、支撑装置及折叠装置，所述爬升装置包括上起重平台、下起重平台和爬升用液压缸，所述上起重平台和下起重平台通过设置在两者间的爬升用液压缸上、下平行设置连接，所述夹紧装置包括上夹紧装置和下夹紧装置，所述上夹紧装置和下夹紧装置的固定端分别与上起重平台和下起重平台固定连接，形成一个整体，所述上夹紧装置和下夹紧装置的夹持端分别上、下夹持设置在塔筒壁上；所述上起重平台通过上夹紧装置的夹持固定，所述下夹紧装置松夹，所述爬升用液压缸收缩，下起重平台被拉上升，所述下起重平台通过下夹紧装置的夹持固定，所述上夹紧装置松夹，所述爬升用液压缸伸长，上起重平台被抬上升，循环实现爬升；所述起重装置设置在爬升装置上的上起重平台上，实现起重装置的爬升、固定和起重。
进一步的，所述起重装置包括回转平台、起吊装置和吊臂，所述回转平台设置在上起重平台上，所述回转平台上承载吊臂，通过回转平台和起吊装置实现吊臂(9)水平方向旋转及起吊。
进一步的，所述吊臂分为四个节臂，分别为第一节臂、第二节臂、第三节臂和第四节臂，所述第一节臂铰接于回转平台上，所述第一节臂与回转平台之间连接有变幅液压缸，所述第二节臂与第一节臂铰接并装配有折叠装置，所述第一节臂和第二节臂通过变幅液压缸和折叠装置实现伸展折叠；所述第三节臂与第二节臂轴向连接，所述第四节臂与第三节臂轴向连接，可实现第三节臂和第四节臂沿轴向伸缩。
进一步的，还包括支撑装置，支撑装置包括支撑连接块、支撑柱以及收放液压缸，支撑连接块上部与吊臂固定连接，所述支撑连接块下部对称铰接设置两个支撑柱，所述两个支撑柱支撑于风机机箱上部两侧，并通过与支撑柱和支撑连接块之间设置的收放液压缸实现支撑柱的收放和定位。
进一步的，所述支撑连接块为梯形体结构，梯形体顶端与吊臂固连，梯形体底端的两个下角端对称铰接设置两个支撑柱。
进一步的，所述折叠装置包括折叠用液压缸以及两个支撑折叠杆，折叠用液压缸一端与第一节吊臂通过铰接形式连接，另一端与两个支撑折叠杆铰接在一起，两个支撑折叠杆各自另一端通过铰接形式分别于第一节吊臂和第二节吊臂铰接在一起。
进一步的，所述上夹紧装置或下夹紧装置包括固定圆弧抱臂、活动圆弧抱臂和夹紧用液压缸，所述固定圆弧抱臂与活动圆弧抱臂铰接在一起；所述上夹紧装置或下夹紧装置的固定端通过固定圆弧抱臂与上起重平台或下起重平台固定连接；所述上夹紧装置或下夹紧装置的夹持端包括至少两个活动圆弧抱臂和夹紧用液压缸，所述夹紧用液压缸设置在两个活动圆弧抱臂之间，通过夹紧用液压缸使夹持端夹持设置在塔筒壁上。
进一步的，所述固定圆弧抱臂和活动圆弧抱臂内侧均有沟槽，其中嵌有厚实的橡胶材料。
基于可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台的使用方法，包括运输阶段、工作准备阶段、爬升阶段、工作阶段和回收阶段；具体如下：
运输阶段：风电维修起重平台处于折叠状态，即爬升用液压缸、变幅液压缸、收放液压缸以及折叠用液压缸均处于收缩状态，吊臂中的第三节吊臂、第四节吊臂收缩在第二节吊臂中，之后可通过运输车即时运输到指定地点；
工作准备阶段：所述上夹紧装置和下夹紧装置的夹持端中的活动圆弧抱臂铰接于各自对应的固定端，然后分别夹持设置在塔筒壁上，并安装夹紧用液压缸铰接与两个活动圆弧抱臂之间，实现合抱；
爬升阶段：用爬升用液压缸上、下固定连接上起重平台和下起重平台，当仅保持上起重平台夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸收缩，下起重平台被拉升，紧接着仅保持下起重平台夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸伸长，上起重平台被抬升，循环实现爬升；
工作阶段：包括两种工作状态，分别为重型起吊状态和轻型起吊状态：
重型起吊状态，首先变幅液压缸和折叠用液压缸处于伸长状态，通过回转平台调整吊臂处于风机机箱的正上方，调整好位置之后，支撑柱通过收放液压缸伸长之后支撑于风机机箱上部两侧，紧接着吊臂的第三、四节吊臂伸展到指定工作位置，此时起吊装置可以开始工作，可起吊叶片等重型零部件。
轻型起吊状态，支撑柱通过收放液压缸收放于支撑连接块底侧，并通过回转平台的旋转以及变幅液压缸、收放液压缸以及折叠用液压缸的伸缩调整到指定工作位置，可起吊风机机箱内部等轻型零部件。
回收阶段：吊臂的第三、四节吊臂收缩到第二节吊臂中，紧接着支撑柱通过收放液压缸回油，回收到支撑连接块底侧，然后通过回转平台，将吊臂逆向旋转180度到预备下降位置，紧接着变幅液压缸、收放液压缸以及折叠用液压缸收缩，使风电维修起重平台处于折叠状态，之后利用爬升阶段的逆过程实现回落，下方运输车辆承接风电维修起重平台。
有益效果：本发明的优点如下：
1、开创式地在风机起重机上放置了支撑柱，使得风力发电机本身承受了较大的载重，从而大大减轻了起重机的质量，并且整体受力沿风机塔筒，受力趋于合理。与此同时，整个维修平台质量的降低为后续的爬升，固定打下了基础。
2、与较传统的大型起重机械相比结构简单、合理，由于不需要使用大型起重机起吊风机，无需配套其他吊装设备，可自行实现爬升及回收，维修成本大大降低。
3、通过吊臂伸缩，即可起吊风机叶片也可起吊变速箱内的轴承、齿轮等零部件。
4、该装置可实现折叠收缩，占用体积小，可实现方便运输及转场。
5、制造成本低，工作效率高，便于拆装运输，适用于各种复杂地形及海上风机的维修作业，解决了目前半直驱式风力发电机难于维修的问题。
6、相比较目前广泛设计及应用的风机维修起重设备，其能满足风机维修的各种要求，并具有重量轻、结构简单、可实现重载等优点。
附图
图1位本发明专利的斜视三维视图。
图2为本发明专利的二维主视图。
图3为本发明专利起重机折叠部分二维局部视图。
图4为本发明专利的支撑装置斜视三维局部视图。
图5为本发明专利的夹紧装置斜视三维局部视图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示为一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，包括爬升装置、夹紧装置、起重装置、支撑装置以及折叠装置等，所述爬升装置包括上起重平台4、下起重平台1和爬升用液压缸3，所述上起重平台4和下起重平台1通过设置在两者间的爬升用液压缸3上、下平行设置连接，所述夹紧装置包括上夹紧装置12和下夹紧装置13，所述上夹紧装置12和下夹紧装置13的固定端分别与上起重平台4和下起重平台1固定连接，所述上夹紧装置12和下夹紧装置13的夹持端分别上、下夹持设置在塔筒壁上。爬升时，所述上起重平台4通过上夹紧装置12的夹持固定，所述下夹紧装置13松夹，所述爬升用液压缸3收缩，下起重平台1被拉上升一段距离，所述下起重平台1通过下夹紧装置20的夹持固定，所述上夹紧装置12松夹，所述爬升用液压缸3伸长，上起重平台4被抬上升一段距离，循环实现爬升。所述起重装置设置在爬升装置上的上起重平台4上，从而实现起重装置的爬升、固定和起重。爬升动力机箱8给爬升用液压缸3以及上夹紧装置12和下夹紧装置13中的夹紧用液压缸123提供动力。
所述起重装置包括回转平台6、起吊装置7和吊臂9，所述回转平台6设置在上起重平台4上，所述回转平台6上承载吊臂9，通过回转平台6实现吊臂9水平方向旋转。所述起吊装置7包括卷扬机、钢丝绳、滑轮、吊钩等。起吊动力机箱5给起吊装置7、回转平台6、吊臂9、变幅液压缸8、折叠用液压缸101以及收放液压缸113提供动力。
所述吊臂9分为四个节臂，分别为第一节臂、第二节臂、第三节臂和第四节臂，所述第一节臂铰接于回转平台6上，所述第一节臂与回转平台之间连接有变幅液压缸8，所述第二节臂与第一节臂铰接并装配有折叠装置10，所述第一节臂和第二节臂通过变幅液压缸8和折叠装置10实现伸展折叠。所述第三节臂与第二节臂轴向连接，所述第四节臂与第三节臂轴向连接，实现第三节臂和第四节臂沿轴向伸缩。当支撑装置中的支撑柱112支撑于风机机箱上部两侧时，在第三节臂和第四节臂伸到工作位置时，可实现超过85吨重载起吊；当收回支撑柱112时，起吊点在调整第三、四节臂长度之后，通过回转平台6的旋转以及变幅液压缸8、收放液压缸113以及折叠用液压缸101的伸缩调整到指定工作位置，可以实现轻载起吊。
如图3所示折叠装置10包括折叠用液压缸101以及两个支撑折叠杆102，折叠用液压缸101一端与第一节吊臂通过铰接形式连接，另一端与两个支撑折叠杆102铰接在一起，两个支撑折叠杆102各自另一端通过铰接形式分别于第一节吊臂和第二节吊臂铰接在一起。通过折叠用液压缸101注油或回油过程可实现伸展或折叠。
如图4所示支撑连接块111为梯形体结构，梯形体顶端与吊臂9固定连接，梯形体底部的两个下角端对称铰接设置两个支撑柱112，所述两个支撑柱112支撑于风机上部两侧，并通过与支撑柱112和支撑连接块111之间设置的收放液压缸113实现支撑柱112的收放和定位，由于支撑点布置合理，结构可靠，最终可实现重载起吊。
如图5所述上夹紧装置12或下夹紧装置13包括固定圆弧抱臂121、活动圆弧抱臂122和夹紧用液压缸123。本发明中的上夹紧装置12或下夹紧装置13分别包括与之对应的固定圆弧抱臂121、活动圆弧抱臂122和夹紧用液压缸123。所述上夹紧装置12或下夹紧装置13的固定端即为各自固定圆弧抱臂，所述上夹紧装置12或下夹紧装置13的夹持端即为各自活动圆弧抱臂122以及夹紧用液压缸123。所述上夹紧装置12或下夹紧装置13中各自固定圆弧抱臂121通过铰接形式与各自活动圆弧抱臂122连接在一起，所述夹紧用液压缸123设置在相邻两个活动圆弧抱臂122之间。所述上夹紧装置12或下夹紧装置13的夹持端包括至少两个活动圆弧抱臂122和与之对应的一个夹紧用液压缸123组成。在本发明中采用上夹紧装置12或下起重装置13均由一个固定圆弧抱臂121、两个活动圆弧抱臂122和一个夹紧用液压缸123组成，各自固定圆弧抱臂121与其对应的起重平台固接形成一个整体，所述夹紧用液压缸123设置在两个活动圆弧抱臂122之间，通过夹紧用液压缸123使夹持端夹持设置在塔筒壁上以及配合爬升用液压缸3实现爬升动作。再者，各个活动圆弧抱臂内侧均有沟槽，其中嵌有厚实的橡胶材料，以适应弧度变化和增大摩擦力，并通过夹紧用液压缸123伸缩实现合理的夹持受力。
基于可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台的使用方法，包括运输阶段、工作准备阶段、爬升阶段、工作阶段和回收阶段。
具体如下：
运输阶段：风电维修起重平台处于折叠状态，即爬升用液压缸3、变幅液压缸(8)、收放液压缸113以及折叠用液压缸101均处于收缩状态，吊臂9中的第三节吊臂、第四节吊臂收缩在第二节吊臂中，之后可通过运输车即时运输到指定地点；
工作准备阶段：所述上夹紧装置12和下夹紧装置13的夹持端中的活动圆弧抱臂122铰接于各自对应的固定端，然后分别夹持设置在塔筒壁上，并安装夹紧用液压缸123铰接与两个活动圆弧抱臂122之间，实现合抱；
爬升阶段：用爬升用液压缸3上、下固定连接上起重平台4和下起重平台1，当仅保持上起重平台4夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸3收缩，下起重平台1被拉升，紧接着仅保持下起重平台1夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸3伸长，上起重平台4被抬升，循环实现爬升；
工作阶段：包括两种工作状态，分别为重型起吊状态和轻型起吊状态：
所述重型起吊状态，首先变幅液压缸8和折叠用液压缸101处于伸长状态，通过回转平台6调整吊臂9处于风机机箱的正上方，调整好位置之后，支撑柱112通过收放液压缸113伸长之后支撑于风机机箱上部两侧，紧接着吊臂9的第三、四节吊臂伸展到指定工作位置，此时起吊装置7可以开始工作，可起吊叶片等重型零部件。
所述轻型起吊状态，支撑柱112通过收放液压缸113收放于支撑连接块111底侧，并通过回转平台6的旋转以及变幅液压缸8、收放液压缸113以及折叠用液压缸101的伸缩调整到指定工作位置，可起吊风机机箱内部等轻型零部件。
回收阶段：吊臂9的第三、四节吊臂收缩到第二节吊臂中，紧接着支撑柱112通过收放液压缸113回油，回收到支撑连接块111底侧，然后通过回转平台6，将吊臂9逆向旋转180度到预备下降位置，紧接着变幅液压缸8、收放液压缸113以及折叠用液压缸101收缩，使风电维修起重平台处于折叠状态，之后利用爬升阶段的逆过程实现回落，下方运输车辆承接风电维修起重平台。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：包括爬升装置、夹紧装置、起重装置、支撑装置及折叠装置，所述爬升装置包括上起重平台(4)、下起重平台(1)和爬升用液压缸(3)，所述上起重平台(4)和下起重平台(1)通过设置在两者间的爬升用液压缸(3)上、下平行设置连接，所述夹紧装置包括上夹紧装置(12)和下夹紧装置(13)，所述上夹紧装置(12)和下夹紧装置(13)的固定端分别与上起重平台(4)和下起重平台(1)固定连接，形成一个整体，所述上夹紧装置(12)和下夹紧装置(13)的夹持端分别上、下夹持设置在塔筒壁上；
所述上起重平台(4)通过上夹紧装置(12)的夹持固定，所述下夹紧装置(13)松夹，所述爬升用液压缸(3)收缩，下起重平台(1)被拉上升，所述下起重平台(1)通过下夹紧装置(13)的夹持固定，所述上夹紧装置(12)松夹，所述爬升用液压缸(3)伸长，上起重平台(4)被抬上升，循环实现爬升；
所述起重装置设置在爬升装置上的上起重平台(4)上，实现起重装置的爬升、固定和起重。
2.根据权利要求1所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述起重装置包括回转平台(6)、起吊装置(7)和吊臂(9)，所述回转平台(6)设置在上起重平台(4)上，所述回转平台(6)上承载吊臂(9)，通过回转平台(6)和起吊装置(7)实现吊臂(9)水平方向旋转及起吊。
3.根据权利要求2所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述吊臂(9)分为四个节臂，分别为第一节臂、第二节臂、第三节臂和第四节臂，所述第一节臂铰接于回转平台(6)上，所述第一节臂与回转平台(6)之间连接有变幅液压缸(8)，所述第二节臂与第一节臂铰接并装配有折叠装置(10)，所述第一节臂和第二节臂通过变幅液压缸(8)和折叠装置(10)实现伸展折叠；所述第三节臂与第二节臂轴向连接，所述第四节臂与第三节臂轴向连接，可实现第三节臂和第四节臂沿轴向伸缩。
4.根据权利要求3所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：还包括支撑装置(11)，支撑装置(11)包括支撑连接块(111)、支撑柱(112)以及收放液压缸(113)，支撑连接块(111)上部与吊臂(9)固定连接，所述支撑连接块(111)下部对称铰接设置两个支撑柱(112)，所述两个支撑柱(112)支撑于风机机箱上部两侧，并通过与支撑柱(112)和支撑连接块(111)之间设置的收放液压缸(113)实现支撑柱(112)的收放和定位。
5.根据权利要求4所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述支撑连接块(111)为梯形体结构，梯形体顶端与吊臂(9)固连，梯形体底端的两个下角端对称铰接设置两个支撑柱(112)。
6.根据权利要求3所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述折叠装置(10)包括折叠用液压缸(101)以及两个支撑折叠杆(102)，折叠用液压缸(101)一端与第一节吊臂通过铰接形式连接，另一端与两个支撑折叠杆(102)铰接在一起，两个支撑折叠杆(102)各自另一端通过铰接形式分别于第一节吊臂和第二节吊臂铰接在一起。
7.根据权利要求1所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述上夹紧装置(12)或下夹紧装置(13)包括固定圆弧抱臂(121)、活动圆弧抱臂(122)和夹紧用液压缸(123)，所述固定圆弧抱臂(121)与活动圆弧抱臂(122)铰接在一起；
所述上夹紧装置(12)或下夹紧装置(13)的固定端通过固定圆弧抱臂(121)与上起重平台(4)或下起重平台(1)固定连接；
所述上夹紧装置(12)或下夹紧装置(13)的夹持端包括至少两个活动圆弧抱臂(122)和夹紧用液压缸(123)，所述夹紧用液压缸(123)设置在两个活动圆弧抱臂(122)之间，通过夹紧用液压缸(123)使夹持端夹持设置在塔筒壁上。
8.根据权利要求7所述一种可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台，其特征在于：所述固定圆弧抱臂(121)和活动圆弧抱臂(122)内侧均有沟槽，其中嵌有厚实的橡胶材料。
9.基于可承受重载的新型爬升式风电维修起重平台的使用方法，其特征在于：包括运输阶段、工作准备阶段、爬升阶段、工作阶段和回收阶段；
具体如下：
运输阶段：风电维修起重平台处于折叠状态，即爬升用液压缸(3)、变幅液压缸(8)、收放液压缸(113)以及折叠用液压缸(101)均处于收缩状态，吊臂(9)中的第三节吊臂、第四节吊臂收缩在第二节吊臂中，之后可通过运输车即时运输到指定地点；
工作准备阶段：所述上夹紧装置(12)和下夹紧装置(13)的夹持端中的活动圆弧抱臂(122)铰接于各自对应的固定端，然后分别夹持设置在塔筒壁上，并安装夹紧用液压缸(123)铰接与两个活动圆弧抱臂(122)之间，实现合抱；
爬升阶段：用爬升用液压缸(3)上、下固定连接上起重平台(4)和下起重平台(1)，当仅保持上起重平台(4)夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸(3)收缩，下起重平台(1)被拉升，紧接着仅保持下起重平台(1)夹持设置在塔筒壁上，爬升用液压缸(3)伸长，上起重平台(4)被抬升，循环实现爬升；
工作阶段：包括两种工作状态，分别为重型起吊状态和轻型起吊状态：
重型起吊状态，首先变幅液压缸(8)和折叠用液压缸(101)处于伸长状态，通过回转平台(6)调整吊臂(9)处于风机机箱的正上方，调整好位置之后，支撑柱(112)通过收放液压缸(113)伸长之后支撑于风机机箱上部两侧，紧接着吊臂(9)的第三、四节吊臂伸展到指定工作位置，此时起吊装置(7)可以开始工作，可起吊叶片等重型零部件。
轻型起吊状态，支撑柱(112)通过收放液压缸(113)收放于支撑连接块(111)底侧，并通过回转平台(6)的旋转以及变幅液压缸(8)、收放液压缸(113)以及折叠用液压缸(101)的伸缩调整到指定工作位置，可起吊风机机箱内部等轻型零部件。
回收阶段：吊臂(9)的第三、四节吊臂收缩到第二节吊臂中，紧接着支撑柱(112)通过收放液压缸(113)回油，回收到支撑连接块(111)底侧，然后通过回转平台(6)，将吊臂(9)逆向旋转180度到预备下降位置，紧接着变幅液压缸(8)、收放液压缸(113)以及折叠用液压缸(101)收缩，使风电维修起重平台处于折叠状态，之后利用爬升阶段的逆过程实现回落，下方运输车辆承接风电维修起重平台。
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