CN105587473B - 用于装配风力涡轮机齿轮箱单元和主轴的装配架 - Google Patents

用于装配风力涡轮机齿轮箱单元和主轴的装配架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于装配风力涡轮机主轴和齿轮机构的装配架以及方法。该装配架包括设置在底架上的主轴架单元和齿轮架单元，其中两个架单元包括调整装置，用于至少沿水平方向或垂直方向调整主轴单元和齿轮机构的位置。主轴单元和齿轮机构通过使用发射光束的光源来对准，光束射向可拆卸的导向元件。主轴单元置于可滑动座上，并通过可移动单元上的拉动元件被拉动至与齿轮机构相接触。拉动元件通过贯穿主轴单元的线，连接至齿轮机构。

Description

用于装配风力涡轮机齿轮箱单元和主轴的装配架
技术领域
本发明涉及用于装配风力涡轮机主轴以及风力涡轮机齿轮机构的装配架和方法。
背景技术
已知的是，由于现今的大型风力涡轮机主轴被设计为，将由作用于转子单元的风力载荷所产生的转矩传递至机舱的传动系统，因此该主轴为大且笨重的结构。通常地，这种传递过程由齿轮箱完成。为了适应主轴日渐增大的尺寸，齿轮箱的尺寸也增大。在装配过程中，这使得主轴以及齿轮箱单元难以处理。
主轴和齿轮箱一般通过使用压接接合来装配，其间将齿轮箱的接口加热至预设温度水平。这种加热导致齿轮箱的安装接口/转子端膨胀，随即使得齿轮箱被引导至相对于主轴发电机端的位置。装配主轴和齿轮箱的另一方案为，通过使用缩紧盘装置来实现。在这种装置中，使用机械或液压装置来将主轴和齿轮箱轴牢固地夹紧在一起，以传递两轴之间的力矩和转矩。
主轴和齿轮箱一般通过使用起重机，将齿轮箱引导主轴上的正确位置，从而实现水平地装配。使用压接接合或缩紧盘装置，为了避免任何损伤，要求两个单元之间具有非常精确的对准度。这是艰难且耗时的工序，因为当使用起重钢索时，难以控制齿轮箱的运动/转动。如果损坏接合端的接触表面，维修成本可高达50至100万丹麦克朗。
欧洲专利EP 1617075 B1公开了一种用于更换风力涡轮机结构中的齿轮箱的支承装置。该支承装置包括大体位于转子轴和齿轮箱之下的主框架；主框架为风力涡轮机结构的一部分。转子轴由设置在转子端的单个轴承单元可转动地支撑，齿轮箱由设置在其两侧的两个支承单元支撑。这三个支承单元各自牢固地连接至主框架。临时支承单元在转子轴发电机端安装至主框架，并通过夹紧元件固定至转子轴。然后卸下并移开旧齿轮箱。安装新齿轮箱后，松开夹紧元件，从主框架卸下并移开支承单元。
美国专利US 7944079 B1公开了一种用于现场装配齿轮箱和转子轴的装配单元，其中将装配单元提升至机舱之上的位置，然后相对于机舱主框架放置。转子轴通过支承轴承单元安装至主框架，在装配过程中，转子轴发电机端置于用于支承的开口内。齿轮箱安装至可移动框架单元，该可移动框架单元通过线性致动器相对于安装至主框架的支承框架单元移动。这种装配单元只能现场使用，并需要起重机单元来提起装配单元到机舱中的位置上。
发明目的
本发明目的在于提供一种用于装配风力涡轮机主轴和风力涡轮机齿轮机构的装配架。
本发明目的在于提供一种装配架，其降低在装配期间损坏接触表面的风险，并使装配工序更简单。
本发明目的在于提供一种装配架，其在装配过程中实现两个单元之间更精准、更标准化的对准。
本发明目的在于提供一种简单快捷的、用于将风力涡轮机的齿轮机构安装至主轴上的装配方法。
发明内容
本发明目的通过一种用于装配风力涡轮机主轴单元和齿轮机构的装配架来实现，其包括：
-齿轮架单元，其包括用于容置并保持该齿轮机构的容置装置，
-主轴架单元，其包括用于容置并保持该主轴单元的容置装置，其中所述两个架单元中的至少一个包括调整装置，该调整装置用于将该架单元相对于另一个架单元在至少一个方向上移动，
-对准装置，用于对准主轴单元和齿轮机构彼此的位置，以及
-用于移动主轴单元和齿轮机构两者中的一个、使其与另一个接触的装置，其特征在于，该主轴架单元和齿轮架单元中的至少一个设置在底架上，以相对于以地平面为参照表面来放置。
这样提供了一种装配架，用于将风力涡轮机的齿轮机构安装至主轴单元上，而无需使用外部起重机单元来移动两个单元使其相互接触。装配架的架单元能够更好地控制对准过程以及各个单体单元的运动，从而降低在装配过程中接触表面受损的风险。进一步地，与传统的利用起重机的装配方法相比，本装配架使得工时和/或工人的数量减少。
术语“齿轮机构”指的是任意类型的齿轮箱或齿轮组件，适用于连接风力涡轮机的转子轴与传动机构的其余部分。齿轮机构包括转子轴安装接口、传动机构安装接口，例如传动机构的转轴或高速轴、两个或多个齿轮、以及任意其他构成齿轮箱或齿轮组件的部件。术语“主轴”指的是任意类型的转子轴，设计为用于将回转力和扭力从转子，例如风力涡轮机叶片和轮毂，传递至机舱的其余部分，例如主框架、传动机构和任意其他位于机舱内的部件。术语“主轴单元”指的是配备有至少一个，优选两个主轴承和任意其他安装于主轴上的部件的主轴。
在一简单的实施例中，该两个架单元为分开的架单元，这些架单元包括例如轮、带或轨道等装置，用于相对彼此移动该架单元。其他类型的装置，例如齿条与小齿轮，可用于移动架单元。主轴架单元或齿轮架单元可固定至参照表面，同时另一个架单元能够相对于固定的架单元移动。这使得工人能够分别移动/处理各个架单元，例如当将主轴单元和齿轮机构置于各自的架单元内或者移动主轴架单元和齿轮架单元进行对准时。
驱动单元，例如发动机或致动器，可设置在主轴架单元和/或齿轮架单元上，用于移动各个架单元和/或调整各个架单元的位置或朝向。发动机可以为电机或柴油发动机/汽油发动机，连接至轮、驱动轮、或小齿轮。致动器，例如线性致动器，可连接至液压、气动或电动供能单元，这些单元控制致动器的运行。这使得工人能够以半自动或全自动的方法移动/对准各个架单元。或者，驱动单元可以是机械驱动单元，其使得对准和/或运动能够由工人手动实施。
根据一实施例，该底架包括安装装置，用于安装至参照表面，或支承元件，用于将该底架置于参照表面上。
在一优选实施例中，主轴架单元和齿轮架单元设置在具有安装/支承元件的底架上，例如支架或支脚，用于通过紧固装置(例如螺栓)、或通过简单地置于参照表面上，以安装至参照表面。其他安装方式，例如粘胶或焊接，也可用于将该底架安装至参照表面。支架或支脚可在垂直方向上调整，以实现装配架的高度调整。所述支架或支脚也可使得装配架补偿参照表面的任何不平或倾斜。底架可以为通用底架，两个架单元均设置在该通用底架上，或者也可以是用于各个架单元的各个底架。各个底架各自可进一步包括另一组安装元件，例如支架，用于将两个架单元牢固地安装在一起。这使得装配架能够牢固地固定至参照表面，使得装配架在装载或对准时不会意外移动。进一步地，底架用于将主轴单元和齿轮机构的载荷传递至参照表面，以实现更具刚性的结构。
术语“地平面上的参照表面”由地平面、地板、卡车或拖车的拖斗、或其他在地面上或在地面附近的适用参照表面来确定，这些参照表面不位于机舱内或机舱主框架上。或者，底架可构成卡车或拖车的拖斗的整合部分。这使得装配架能够被置于制造或装配现场，甚或风力涡轮机安装现场。这也使得装配架能够被移至不同的安装地点，其中在装配过程中，拖斗也可以充当工作平台。
至少其中一个架单元，例如主轴架单元，可移动地连接至另一个架单元，例如齿轮架单元，或者底架。可选地，两个架单元均可移动地连接至底架。这使得主轴单元可相对于齿轮机构移动，反之亦然，以便对齐两个单元的位置。
根据一实施例，调整装置为提升元件，其连接至主轴架单元和齿轮架单元两者中至少其中之一的容置装置，例如齿轮架单元的容置装置，其中该提升元件用于在至少垂直方向上移动主轴单元或齿轮机构。
主轴架单元和/或齿轮架单元具有设置于容置装置与其底架之间的调整装置。容置装置可以为安装元件，例如支架或踏板，设置为用于安装至主轴单元或齿轮机构上相匹配的安装元件。或者，容置装置可以为支承元件，例如垫座或杯，其具有接触表面，该接触表面朝向主轴单元或齿轮机构上的与之相配的接触表面。容置装置可以为安装元件和支承元件的组合，这取决于主轴单元或齿轮机构的设置和设计。这使得主轴或齿轮机构能够通过紧固装置，例如螺栓或螺钉，固定至装配架，或至少稳固地保持在其位置上，以防任何意外运动。
至少其中一个架单元，例如齿轮架单元，包括至少一组提升元件，该提升元件为致动器形式，例如自升式顶起腿或棒或伸缩式提升圆柱或汽缸，这些提升元件连接至一个或多个上述驱动单元。驱动单元可进一步电连接至控制单元，该控制单元用于控制提升元件的运行，或简单地连接至手动操作手柄或杆。或者，一行或多行特制孔与销或芯轴可用于升起或降低容置装置。在底架上设置至少两个，优选三个、四个或五个提升元件，其中提升元件可单独受控、同时/步受控或预设成组/成对受控。如果提升元件成组/成对或单独受控，则可以更精准地控制齿轮机构的位置和转动。这使得各个单元，例如齿轮机构，能够相对于由装配架确定的水平面在垂直方向上移动，该垂直方向垂直于装配架的纵向和横向，这两个方向确定水平面。
底架上的提升元件之间的宽度和/或长度相当于主轴单元或齿轮机构相匹配安装元件的长度和/或宽度。这使得架单元/底架的尺寸能够适配于特定类型的风力涡轮机(由其兆瓦能级和/或型号确定)。在一可选实施例中，底架可进一步包括用于调整提升元件之间，例如特制孔与销或芯轴之间的宽度和/或长度，或两个或多个特制安装或支承元件之间的宽度和/或长度，这些安装和支承元件各自适用于预设类型的风力涡轮机。或者，延长件或适配件可用于调整提升元件之间的宽度和/或长度，以及提升元件/容置装置的高度。
根据一实施例，调整装置为滑动元件，该滑动元件连接至主轴架单元和齿轮架单元至少其中之一的容置装置，例如主轴架单元的容置装置，其中该滑动元件用于至少在水平方向移动主轴单元或齿轮机构。
可选地或附加地，至少一个架单元，例如主轴架单元，包括至少一组滑动元件，例如线性致动器或螺旋机构，这些滑动元件连接至一个或多个上述驱动单元。驱动单元可进一步电连接至控制单元，该控制单元用于控制滑动元件的运行。滑动元件还可连接至手动操作手柄、杆或轮。滑动元件可位于容置装置与可滑动座之间，容置元件位于该可滑动座上，并且滑动元件用于相对于装配架的纵向、沿横向/侧向移动/滑动容置装置。或者，滑动元件可位于该座与底架之间，由此容许该座与容置装置一起移动。如果滑动元件成组/成对或单独受控，则可更精确地控制主轴单元的位置和转动。这使得各个单元，例如主轴单元，能够相对于装配架侧向移动。
该座通过两个或多个滑道可移动地连接至底架，这些滑道平行于装配架的纵向延伸。在一实施例中，该座由另一组机械驱动致动器或液压/气动/电驱动致动器沿纵向移动。液压/气动/电驱动致动器可进一步连接至驱动单元，并由上述控制单元控制。当该座不负载时，致动器也可用于将其移向最外侧的位置。这使得该座以及主轴能够相对于装配架轴向移动，而无需使用下述的可移动单元。
在另一实施例中，该座相对于底架纵向自由移动/滑动。可选地，一个或多个弹簧元件设置于该座与底架之间，用于在该座不负载时将该座推向其最外侧的位置。这使得该座以及主轴通过使用下述的可移动单元，能够相对于装配架轴向推拉。
根据一特定实施例，装配架进一步包括至少一个锁定机构，用于将至少滑动元件或提升元件锁定在一个或多个预设位置。
提升元件和/或滑动元件可借助锁定机构锁定于其中一端，或者两端之间的任意位置。锁定机构可位于各个提升元件和滑动元件上。可选地或附加地，锁定机构可相对纵向滑道设置，用于将该座锁定于至少一端，例如最外侧的端位。锁定机构可为简单的销孔结构、夹紧装置、电驱动锁定单元、或任意其他锁定机构。
根据一实施例，装配架进一步包括可移动单元，其具有安装元件，该安装元件被安装至位于主轴单元和齿轮机构其中之一上的相匹配的安装元件，该可移动单元进一步包括用于移动两者中的一个，例如主轴单元，使其与另一个，例如齿轮机构相接触的装置。
主轴单元和齿轮机构分别包括位于相对侧的发电机端和转子端。主轴单元进一步包括位于转子端的多个初级安装元件，例如螺栓，用于安装至相匹配的安装元件，例如在转子轮毂上的螺孔。或者，各个紧固元件，例如螺栓和螺母，可用于将主轴单元安装至转子轮毂。齿轮机构包括位于发电机端的、类似的初级安装元件，用于安装至位于发电机单元或中间转轴上的相匹配安装元件。
可移动单元为货车或推车，其具有三个或四个轮用于到处移动。可移动单元包括底盘或框架结构，任意数量，例如至少三个安装元件，例如螺栓或螺孔位于底盘或框架结构上，用于安装至主轴转子端，例如安装至转子端上的初级安装元件或次级安装元件。可移动单元还可安装至齿轮机构的发电机端，例如安装至发电机端上的初级安装元件或次级安装单元。
至少一个线性致动器，例如活塞，连接至液压/气动/电驱动单元，该线性致动器可设置在可移动单元上，用于移动主轴单元与齿轮机构相接触，反之亦然。或者，机械手柄、轮或杆可用于操作致动器。致动器可包括接合元件，例如眼或钩，用作引导线或缆绳的连接。可引导引导线/缆绳通过主轴单元和齿轮机构，并连接至齿轮机构的发电机端或主轴单元的转子端。可拆卸的支架可连接至引导线/缆绳的另一端，并进一步安装至齿轮机构或主轴。驱动单元可由单独的控制单元或上述控制单元控制。能够通过回收致动器，进而拉紧引导线/缆绳，使得主轴单元和齿轮机构彼此接触。
外部加热单元或设置在装配架上的加热单元可用于至少加热齿轮机构的接口，可选地，冷却单元可用于冷却主轴的接口。随行的加热单元可电连接至控制单元，控制单元随即控制加热单元的运行。相对于接口放置加热元件的结构和装置对于本领域技术人员而言是众所周知的，不再详细描述。或者，缩紧盘装置可设置在齿轮机构或整合至齿轮机构中，其中该缩紧盘包括内部分，内部分具有内接触表面以接触主轴的外表面。主轴发电机端置于齿轮轴，例如中空轴的转子端之上。接触表面通过位于缩紧盘内的机械或液压驱动机构被迫相互接触。缩紧盘装置的结构对于本领域技术人员而言是众所周知的，不再详细描述。
根据一实施例，对准装置包括对准源，例如能量源或望远镜瞄准器，对准源置于主轴单元或齿轮机构的一端上或附近，并且至少一个可拆卸的第一导向元件置于主轴单元或齿轮机构的另一端，其中第一导向元件用于与对准源相互作用。
主轴单元和齿轮机构的位置和朝向通过使用光源，例如激光单元来对齐，光源置于齿轮机构的发电机端。光源包括安装元件，用于安装至各端的相匹配的安装元件。光源还可通过使用已处理的接头、卡扣接头、或其他已知的接合装置。光源用于产生光束，例如激光束，光束射出穿过孔，例如主轴单元或齿轮机构的中心孔。光源可进一步包括调整装置，例如调整螺钉，用于调整光源的位置和/或朝向。第一导向元件，例如板或盘，置于齿轮机构的相反侧，第一导向元件包括至少一个导向结构，例如十字准线、格子线、点、圆或其他合适的导向结构，导向结构位于元件中心。或者，光表面可设置在独立的单元上，例如三脚架，各个单元放置于各端之前。在这种结构中，另一第一导向元件可置于所述各端。这使得第一导向元件充当校准元件，用于校准光源相对于齿轮机构朝向的朝向。
光源还可设置在主轴单元转子端，意味着第一导向元件置于主轴单元的相反侧。这使得主轴单元能够取代齿轮机构被用作参照。其他能量源可用于校准并对准主轴单元和齿轮机构，例如发出声波束的发声机，声波束由若干麦克风收集，麦克风则战略性地置于第一导向元件上。
或者，望远镜瞄准器式的望远镜可用于校准并对准主轴单元和齿轮机构。望远镜可安装至齿轮机构的发电机端或主轴单元的转子端，或设置在独立的单元上，例如三脚架，这些单元置于所述端部之前。目镜可包括另一导向结构，用于匹配第一导向元件的导向结构，以校准望远镜的位置和朝向。望远镜可进一步包括调整装置，例如调整螺钉，用于调整望远镜的位置和/或朝向。
根据一特定实施例，对准装置进一步包括至少第二导向元件，置于另一个单元的至少一端，其中该第二导向元件用于与对准源相互作用。
至少一个第二导向元件置于主轴单元的发电机端和/或转子端。第二导向元件还包括至少一个导向结构，例如十字准线、格子线、点、圆或其他合适的导向结构，导向结构位于元件中心。第二导向元件上的导向结构可与第一导向元件上的相同。这使得主轴单元和齿轮机构的对准简单快捷，而无需目视对准该两个单元，因为通过目视来确定两个单元是否纵向对准是很困难的。
能量源，例如光源，用于向第一和/或第二导向元件发出能量束，例如光束，以对准主轴单元和齿轮机构。这使得工人通过使用光束作为参照，能够准确对准发电机端和转子端。相反，可选地，望远镜目镜上的导向结构可用于光学对准各个发电机端和转子端。
在一个非常简化的实施例中，对准装置可以为一组探测器，用于至少对准主轴和齿轮机构的接口。
导向元件的尺寸和形状大致对应于主轴单元以及齿轮机构各自的孔的内部尺寸和形状。两个第二导向元件可置于主轴单元的相反侧，用于校正对准齿轮机构。
本发明目的还通过一种用于装配风力涡轮机的主轴单元和齿轮机构的方法来实现，其中该方法包括以下步骤：
-将齿轮机构置于如前述任一权利要求所述的装配架的齿轮架单元中，进一步将主轴单元置于装配架的主轴架单元中；
-对准主轴单元和齿轮机构的相互位置，并且
-移动主轴单元和齿轮机构使两者相互接触，其中主轴架单元和齿轮架单元中的至少一个设置在底架上。
这样提供了一种简单且更精确的装配方法，无需使用起重机将齿轮机构移入主轴单元的位置。由于使用装配架，能够更精确地控制两个单元之间的相对运动，降低了损坏接触表面的风险。进而，也能够减少完成装配工序所需的工时和工人数量。
预装配或大体预装配的主轴单元和齿轮机构最初装载于两个架单元内。各个架单元的容置装置接触到安装元件，安装元件用于将这些单元安装在机舱内。然后，主轴单元和/或齿轮机构通过紧固装置，例如螺栓和螺母，固定至架单元，以防在装配过程中出现任何意外运动。或者，夹紧元件、带或其他紧固装置可用于将主轴单元和齿轮机构固定至架单元。如果装配架的容置装置设计为保持主轴单元和/或齿轮机构的安装元件在其位置上，固定主轴单元和/或齿轮机构的步骤则可以与将主轴单元和/或齿轮机构置于装配架内的步骤同时完成。装配架可在装载主轴单元和齿轮机构之前重设，例如可将提升元件、滑动元件和/或座置于预设位置。
根据一实施例，主轴单元和齿轮机构均包括发电机端和转子端，其中对准步骤包括将对准源置于主轴单元或齿轮机构一端或附近，并相对于所述单元的位置来校正对准源的位置。
在对准主轴单元和齿轮机构的位置和/或朝向之前，将能量源/光源设置在齿轮机构的发电机端上，将第一导向元件设置在齿轮机构的转子端上。能量源/光源安装或固定至各个端部，使得这些源位于发电机端通孔之前。或者，能量源/光源可设置在主轴单元转子端上。或者，可使用望远镜取代能量源/光源。在对准工序/步骤中，这使得主轴单元和齿轮机构中的任意一个可用作参照。
能量源/光源的位置和/或朝向可通过向位于相对端的第一导向元件上的导向结构发射能量束/光束来校准。或者，可使用第一导向元件上的可视标记或刻度来确定所需调整的量。调整量可根据对照表来确定。然后使用安装结构上的调整装置校准能量源/光源的位置和/或朝向，使得能量束/光束集中在第一导向元件的中心上。可使用其他技术校正能量源/光源的位置和/或朝向。完成校准之后，移除第一导向元件。由于光源对准主轴单元或齿轮机构的朝向，因此其实现了一种简单快捷的校正。
如果使用望远镜，然后校准步骤通过将第一导向元件置于主轴单元或齿轮机构的一端或两端。然后目镜用于将望远镜的位置和/或朝向光学对准第一导向元件的中心。
能量源/光源或望远镜瞄准器或者可设置在独立的单元上，该单元随即置于主轴单元转子端或齿轮机构发电机端附近。然后，另一个第一导向元件可置于所述端上，通过同时使用两个第一导向元件，以校准能量源/光源或望远镜瞄准器的位置和/或朝向。
根据一特定实施例，对准步骤进一步包括将至少一个第二导向元件置于齿轮机构或主轴单元的发电机端和/或转子端上，并对准所述两个单元的位置。
对准优选由发射激光束的激光式能量源/光源来实施，该能量源/光源用于对准主轴单元和齿轮机构。一旦校准了光源，第二导向元件就设置于主轴单元的任意一端或两端上。然后，通过使用位于主轴架单元上的调整装置来调整主轴单元的位置和/或朝向，直至能量源/光源集中在第二导向元件的中心上。当调整发电机端和/或转子端的位置时，可使用位于第二导向元件上的导向结构。调整量可通过使用第二导向元件上的可视标记或刻度来确定。这种导向结构和标记/刻度可与第一导向元件上的相同。完成调整后，移除第二导向元件。通过使用能量源/光源，使得主轴正确地对准齿轮机构。使用光源和导向元件提供了一种标准化的对准主轴单元和齿轮机构的方式。
如果光源和第一导向元件位于主轴单元上，那么第二导向元件可置于齿轮机构上。
座，以及主轴可在校准工序和/或调整工序之前或之后，轴向移动至中间位置。
根据一实施例，主轴单元和齿轮机构中的至少一个的位置可通过使用位于各个架单元上的提升元件和/或滑动元件，在竖直方向和/或水平方向进行调整。
在对准时，主轴单元可通过操作主轴架单元上的滑动元件沿水平方向移动，同时齿轮机构可通过操作齿轮架单元上的提升元件沿垂直方向移动，反之亦然。或者，滑动元件和提升元件可设置在两个架单元上或仅在一个架单元上，由此，主轴单元和/或齿轮机构能够同时沿垂直方向和水平方向移动。
工人能够通过使用控制盒式的控制单元，控制滑动元件和/或提升元件的运行。控制单元可电连接至驱动单元或调整装置和/或线性致动器的供能单元，以轴向移动该座。这种连接可以为无线或有线连接。控制单元包括用户面板，用户面板具有合适的装置，用于控制不同调整装置的运行，例如按钮、显示器、触摸屏、控制杆、滑动开关/旋钮、或其他合适的用户操作控制元件。
在一特定实施例中，在对准时，主轴单元和/或齿轮机构进一步绕水平或垂直的转轴转动，转轴平行于装配架纵向延伸、平行于装配架的横向延伸、或垂直于装配架的纵向和横向延伸。
这样增加了主轴和/或齿轮机构可通过架单元上的提升元件和/或滑动元件执行调整的方向。由此使得主轴和/或齿轮机构能够偏置，即沿水平或垂直方向侧向移动，并水平或垂直转动。转动可通过成组/成对或单独地操作滑动元件和/或提升元件来控制。主轴单元和/或齿轮机构可在校准对准源步骤之前或之后完成。
在一特定实施例中，齿轮机构包括接口，其面向主轴单元与之相匹配的接口，其中在移动步骤之后、在移动或迫使相匹配接口相互接触的步骤之前，齿轮机构的接口加热至预设温度水平。
在将齿轮机构安装到主轴单元上之前，齿轮机构，例如转子端的接口加热至预设温度水平，由此使得齿轮机构的容置接口膨胀，从而允许主轴单元的相对/相匹配接口移至膨胀接口内。接口可通过使用外部加热单元或位于装配架上的加热单元来加热。感应加热元件可置于接口上，以感应地加热接口。其他类型的加热元件可用于加热接口。可选地，另一接口可通过使用外部冷却单元或位于装配架上的冷却单元来冷却。加热工序和/或冷却工序可由控制单元或本地控制单元控制。
完成加热工序后，或当接口达到预设温度水平时，移动主轴与齿轮机构相接触，反之亦然。
或者，在主轴移动至与齿轮机构的轴接触时，激活缩紧盘装置，反之亦然。激活缩紧盘内的机械式或液压元件，用于迫使其内部分与主轴单元相接触。随行的驱动单元或供能单元或外部单元可用于激活这些元件。这使得主轴和齿轮轴形成紧密配合，使得扭力和力矩从主轴单元传递至齿轮机构。
根据一实施例，移动步骤包括在主轴单元或齿轮机构的一端放置可移动单元，并通过使用可移动单元上的至少一个推动或拉动元件，推动或拉动主轴单元和齿轮机构使其相互接触。
可移动单元置于齿轮机构的发电机端或主轴的转子端。然后，可移动单元安装或固定至所述端，然后可移动单元上的一个或多个线性致动器通过线或缆绳连接至末端单元，例如齿轮机构，线或缆绳穿过邻近的单元，例如主轴单元。或者，线或缆绳以及致动器还可连接至末端单元的架单元，例如其底架。然后可通过收回致动器，将齿轮机构转子端拉至主轴单元的发电机端上，由此将可移动单元和连接着的末端单元移向邻近的单元。这使得线性致动器充当拉动元件，以拉动主轴单元和齿轮机构使其相互接触。
或者，可移动单元可安装或固定至末端单元的架单元，例如其底架，或参照表面，使得在运动期间，例如通过使用中间杆或棒，可使移动单元保持固定。在此结构中的线性致动器连接至末端单元，例如主轴单元的邻近端。然后，可推动主轴单元的发电机端进入齿轮机构的转子端，由此将连接着的末端单元移向邻近的单元，例如齿轮机构。这使得线性致动器充当推动元件，以推动主轴单元和齿轮机构使其相互接触。
在另一实施例中，如果装配架包括连接至该座的致动器，以移动该座，可省略可移动单元。通过操作控制盒或手动手柄或轮，使得该座以及该座上的单元，例如主轴单元，移动至与另一单元相接触，例如齿轮机构。
一旦齿轮机构正确地置于主轴单元上，立即停止加热或激活缩紧盘。如果在移动步骤之前停止加热，那么当接口仍保持在预设温度水平之上时，必须正确放置齿轮机构。然后可通过自然对流或强制冷却，冷却接口至环境温度，使得齿轮机构转子端的内接触表面与主轴单元发电机端的外接触表面相接触。这使得两个单元形成压接接合或缩紧盘接合。
附图说明
仅以示例形式并参照附图描述本发明，其中：
图1示出了本发明风力涡轮机的示范性实施例；
图2示出了本发明装配架的示范性实施例；
图3示出了相对于装配架设置的具有引导线的可移动单元；
图4示出了设置在齿轮机构发电机端的光源；
图5示出了设置在齿轮机构转子端的第一导向元件；
图6示出了设置在主轴单元转子端的第二导向元件；
图7示出了置于装配架内的主轴单元和齿轮机构，图中所示的是两者移动到一起之前的状态；以及
图8示出了图7所示装配状态的主轴单元和齿轮机构。
在下文中，将逐一描述附图，各个附图中的各个部件和位置将会标以相同的序号。特定附图中并非所有示出的部件和位置都必须与该附图一同描述。
序号列表
1.风力涡轮机；2.风力涡轮机塔架；3.机舱；4.转子轮毂；5.风力涡轮机叶片；6.装配架；7.主轴架单元；8.主轴架单元的容置装置，踏板；9.齿轮架单元；10.齿轮机构的容置装置，踏板；11.底架；12.安装元件，支脚；13.座；14.滑道；15.轴向；16.滑动元件；17.横向、侧向；18.提升元件；19.竖直方向；20.驱动单元；21.控制单元；22.可移动单元，货车；23.拉动元件，致动器；24.引导线；25.支架；26.对准源，光源；27.发电机端；28.齿轮机构；29.调整装置；30.第一导向元件；31.转子端；32.主轴的安装接口；33.导向结构，孔；34.第二导向元件；35.转子端；36.主轴单元；37.导向结构；38.发电机端；39.齿轮机构的安装接口；40.参照表面。
具体实施方式
图1示出了风力涡轮机1的示范性实施例，其具有风力涡轮机塔架2和设置在风力涡轮机塔架2顶端的机舱3。偏航轴承(未示出)设置在机舱3与风力涡轮机塔架2之间，利用偏航系统使得机舱3相对于风力涡轮机塔架2偏航。转子轮毂4相对于机舱3设置，例如通过转轴或主轴，可旋转地连接至机舱3内的发电机(未示出)。至少一块风力涡轮机叶片5，优选两块或三块，安装至转子轮毂4。各片风力涡轮机叶片5从转子轮毂4中心向外延伸，并包括叶根和尖端。此处所示的风力涡轮机叶片5为全跨度叶片，然而也可使用部分变桨距叶片。
图2示出了用于装配风力涡轮机1的主轴单元(如图7-8所示)和齿轮机构(如图7-8所示)的装配架6，其中为方便描述，省略主轴单元和齿轮机构。
装配架6包括主轴架单元7，主轴架单元7具有踏板式的容置装置8，用于与主轴单元上的相匹配的安装元件(未示出)相互接触。装配架6还包括齿轮架单元9，齿轮架单元9具有踏板式的容置装置10，用于与齿轮机构上的相匹配安装元件相互接触。
主轴架单元7和齿轮架单元9设置在底架11上，底架11用于为架单元7、9提供支撑。底架11包括任意数量的支脚式安装元件12，图示为7个，这些安装元件12用于安装或固定至参照表面(如图7和8所示)。底架11确定装配架6的纵向和横向，这两个方向确定装配架6的水平面。
主轴架单元7包括设置在底架11上的可滑动座13，主轴单元的容置装置8设置在座13上。座13通过至少两道平行于装配架6纵向延伸的滑道14，可移动地连接至底架11。滑道14使得座13以及主轴单元能够轴向(以箭头15表示)移动。锁定机构(未示出)相对于座13和/或滑道14设置，用于将座13锁定在至少一个预设位置，例如最外端的位置。
至少两个滑动元件16，例如螺钉单元，设置在座13上并设置为沿横向/侧向(以箭头17表示)移动/滑动主轴单元。滑动元件16设置在如图所示的座13的一侧的容置装置8之间，或者可选地，设置在座13两侧的容置装置8上。滑动元件16连接至手轮，用于手动操作滑动元件16。
齿轮架单元9包括至少两个提升元件18，图示为3个，提升元件18用于沿垂直方向(以箭头19表示)移动齿轮机构。垂直方向19垂直于装配架6的纵向15和横向17。提升元件18，例如自升式顶起单元，连接至驱动单元20，例如液压供能单元，驱动单元20用于为提升元件18供能。驱动单元20电连接至控制单元21，控制单元21包括通过无线或有线连接的控制盒(未示出)。控制单元21用于至少控制，例如单独地或同时地，控制提升元件18的运行。
图3示出了货车式的可移动单元22，其置于主轴架单元7之前。可移动单元22包括架结构，架结构具有安装元件，用于安装至主轴单元转子端。线性致动器式的拉动元件23设置在可移动单元22上，用于移动主轴单元和齿轮机构使其相互接触。拉动单元23连接至用于为元件23供能的供能单元(未示出)。引导线24连接至接合元件，例如位于拉动元件23上的眼。引导着引导线24同时穿过如图7-8所示的主轴单元和齿轮机构的孔。支架25连接至引导线24的另一端，并包括安装元件，用于将其安装至齿轮机构的发电机端。
图4示出了光源26式的对准源，设置在齿轮机构28的发电机端27。光源26包括安装装置，用于将其安装至齿轮机构28的通孔(未示出)之前。光源26具有调整装置29，用于相对于齿轮机构28的位置和/或朝向调整光源的位置和/或朝向。光源26，例如激光单元，用于发出光束，例如激光束，穿过通孔并入射主轴单元的中孔(未示出)。
图5示出了可拆卸的第一导向元件30，其设置在齿轮机构28的转子端31。第一导向元件30的尺寸和形状大致对应于主轴单元发电机端的安装接口32的尺寸和形状。第一导向元件30包括孔式导向结构33，导向结构33位于接口32开口的中心。
图6示出了可拆卸的第二导向元件34，其设置在主轴单元36的转子端35。可选地，另一第二导向元件34(未示出)设置在主轴单元36的发电机端(如图7-8所示)。两个所述第二导向元件34的尺寸和形状大致对应于齿轮机构28转子端31和/或转子轮毂(未示出)发电机端的安装接口(如图7-8所示)的尺寸和形状。第二导向元件34包括孔式导向结构37，导向结构37位于转子端35安装接口的开口中心。
图7示出了置于如图2所示的装配架6内的主轴单元36和齿轮机构28。通过使用主轴架单元7的锁定机构，将座13置于并锁定于预设位置，例如最外侧的位置。在此位置，主轴单元36发电机端39的安装接口38与齿轮机构28转子端31的相匹配接口32隔开。装配架6利用底架11的安装元件12固定至参照表面40。
第一步，主轴单元36和齿轮机构28装载到两个架单元7、9各自的容置装置8、10上。或者，在完成光源26的校准工序之后装载主轴单元36。
光源26置于齿轮机构28的通孔之前，并安装/固定至发电机端27。然后，第一导向元件30置于齿轮机构28的转子端31上。通过使用光源26上的调整装置，激活并校准光源26。调整光源26的位置和/或朝向，直至射出的光束击中导向结构33的中心，由此对准光源26和齿轮机构28的位置和/或朝向。可选地，在对准主轴单元36的位置和/或朝向之前，移除第一导向元件30。
可选地，主轴单元36沿轴向15移至第二预设位置，该位置为在完成主轴单元36的对准工序之前或之后发电机端39的所在位置，并接近转子端31。第二位置位于座13的两端位置之间。
然后，第二导向元件34置于主轴单元36转子端35上。可选地，另一第二导向元件35置于发电机端37上。通过使用主轴架单元7的滑动元件16，沿垂直方向17调整主轴单元36的位置和/或朝向。调整其位置和/或朝向，直至射出的光束击中导向结构37的中心，由此对准齿轮机构28和主轴单元36的位置和/或朝向。在移动主轴单元36使其与齿轮机构28相接触之前，移除光源26和第一导向元件30和第二导向元件34。
可选地，在校准工序之前或在对准工序期间，通过使用齿轮架单元9的提升元件18沿垂直方向19调整齿轮机构28。
然后，可移动单元22置于主轴单元36转子端35之前，并安装至转子端35。引导引导线24穿过主轴单元36和齿轮机构28的孔。引导线24连接至拉动元件23的接合元件，并连接至支架25。支架25安装至齿轮机构28的发电机端27。在激活拉动元件23之前，松开主轴架单元7的锁定机构。激活拉动元件23，并沿轴向15移动主轴单元36，直至发电机端39的安装接口38与转子端31的安装接口32通过收回图8所示的拉动元件23的接合元件，从而相互接触。然后卸下并移开支架25、引导线24和可移动单元22。
最后，接口38通过激活锁紧盘装置(未示出)或激活加热单元(未示出)，安装至接口32上，加热单元在完成移动工序之前用于加热接口32。
本发明不仅限于本文所述的实施例，在不偏离本发明下述权利要求的范围的前提下，可对其进行修改或变更。

Claims (18)

1.一种用于装配风力涡轮机(1)的主轴单元(36)和齿轮机构(28)的装配架，包括：
-齿轮架单元(9)，所述齿轮架单元(9)包括用于容置并保持所述齿轮机构(28)的容置装置(10)，
-主轴架单元(7)，所述主轴架单元(7)包括用于容置并保持所述主轴单元(36)的容置装置(8)，其中所述两个架单元(7、9)中的至少一个包括调整装置，用于将所述架单元相对于另一个架单元在至少一个方向上移动，
-对准装置，用于对准主轴单元(36)和齿轮机构(28)彼此的位置，以及
-用于移动主轴单元和齿轮机构两者之中的一个、使其与另一个接触的装置，其特征在于，所述主轴架单元(7)和齿轮架单元(9)中的至少一个设置在底架(11)上，以相对于地平面上的参照表面来放置，并且所述底架(11)包括安装装置(12)，用于将所述底架安装至所述参照表面或支承元件，用于将所述底架置于所述参照表面。
2.根据权利要求1所述的装配架，其特征在于，所述调整装置为提升元件(18)，连接至主轴架单元(7)和齿轮架单元(9)至少其中之一的容置装置(10)，其中所述提升元件(18)用于在至少垂直方向(19)上移动主轴单元(36)或齿轮机构(28)。
3.根据权利要求1所述的装配架，其特征在于，所述调整装置为滑动元件(16)，所述滑动元件(16)连接至主轴架单元(7)和齿轮架单元(9)至少其中之一的容置装置(8)，用于至少在水平方向(17)移动主轴单元(36)或齿轮机构(28)。
4.根据权利要求1所述的装配架，其特征在于，所述调整装置为提升元件(18)以及滑动元件(16)，所述提升元件(18)连接至齿轮架单元(9)的容置装置(10)，所述滑动元件(16)连接至主轴架单元(7)的容置装置(8)，其中所述提升元件(18)用于在至少垂直方向(19)上移动齿轮机构(28)，所述滑动元件(16)用于至少在水平方向(17)移动主轴单元(36)。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的装配架，其特征在于，所述装配架进一步包括至少一个锁定机构，用于将至少滑动元件(16)或提升元件(18)锁定在一个或多个预设位置。
6.根据权利要求1所述的装配架，其特征在于，所述装配架进一步包括可移动单元(22)，所述可移动单元(22)具有安装元件，所述安装元件用于安装至位于主轴单元(36)或齿轮机构(28)上的相匹配的安装元件，所述可移动单元(22)进一步包括用于移动齿轮机构(28)和主轴单元(36)两者中的一个，使其与另一个相接触的装置。
7.根据权利要求6所述的装配架，其特征在于，所述可移动单元(22)包括用于移动主轴单元(36)使其与齿轮机构(28)相接触的装置。
8.根据权利要求1所述的装配架，其特征在于，所述对准装置包括对准源(26)，对准源置于主轴单元(36)和齿轮机构(28)的一端上或附近，并且至少一个可拆卸的第一导向元件(30)置于主轴单元(36)或齿轮机构(28)的另一端，其中所述至少一个第一导向元件(30)用于与对准源(26)相互作用。
9.根据权利要求8所述的装配架，其特征在于，所述对准源(26)为能量源或望远镜瞄准器。
10.根据权利要求8所述的装配架，其特征在于，所述对准装置进一步包括至少一个第二导向元件(34)，置于另一个单元的至少一端，其中所述至少一个第二导向元件(34)用于与对准源(26)相互作用。
11.一种用于装配风力涡轮机(1)的主轴单元(36)和齿轮机构(28)的方法，所述方法包括以下步骤：
-将齿轮机构(28)置于如权利要求1-10中任一项所述的装配架(6)的齿轮架单元(9)中，进一步将主轴单元(36)置于装配架(6)的主轴架单元(7)中；
-相互对准主轴单元(36)和齿轮机构(28)的位置，并且
-移动主轴单元(36)和齿轮机构(28)使两者相互接触，其中主轴架单元(7)和齿轮架单元(9)中的至少一个设置在底架(11)上，其中底架(11)包括安装装置(12)，用于将所述底架安装至所述参照表面或支承元件，用于将所述底架置于所述参照表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，主轴单元(36)和齿轮机构(28)均包括发电机端(27、38)和转子端(31、35)，其中对准步骤包括将对准源(26)置于主轴单元(36)或齿轮机构(28)的一端或附近，并相对于所述主轴单元(36)和齿轮机构(28)其中之一的位置来校准对准源(26)的位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对准步骤进一步包括将至少一个第二导向元件(34)至少置于另一个单元的发电机端(27、38)和转子端(31、35)上，并对准所述主轴单元(36)和齿轮机构(28)的位置。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，主轴单元(36)和齿轮机构(28)中的至少一个的位置可通过使用各个架单元(9)上的提升元件(18)，在竖直方向(19)进行调整。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，主轴单元(36)和齿轮机构(28)中的至少一个的位置可通过使用各个架单元(7)上的滑动元件(16)，在水平方向(17)进行调整。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，齿轮机构(28)的位置可通过使用齿轮架单元(9)上的提升元件(18)，在竖直方向(19)进行调整，同时主轴单元(36)的位置可通过主轴架单元(7)上的滑动元件(16)，在水平方向(17)进行调整。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，移动步骤包括在主轴单元(36)和齿轮机构(28)其中之一的一端放置可移动单元(22)，并通过使用可移动单元(22)上的至少一个推动元件(23)，推动主轴单元(36)和齿轮机构(28)使两者相互接触。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，移动步骤包括在主轴单元(36)和齿轮机构(28)其中之一的一端放置可移动单元(22)，并通过使用可移动单元(22)上的至少一个拉动元件(23)，拉动主轴单元(36)和齿轮机构(28)使两者相互接触。
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