CN105836621A - 攀爬式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种攀爬式起重机，该攀爬式起重机包括第一抱箍和第二抱箍，第一抱箍和第二抱箍中的一者与起重机转台结构连接；动力驱动机构，动力驱动机构的输出轴上安装有齿轮；齿条，与齿轮啮合配合；动力驱动机构和齿条分置于第一抱箍和第二抱箍上；滑动配合的导向套和导向柱，导向套和导向柱分置于第一抱箍和第二抱箍上。本发明提供的攀爬式起重机具有承载能力大、高空作业安全可靠的优点。

Description

攀爬式起重机

技术领域

本发明涉及起重设备领域，更具体地，涉及一种攀爬式起重机。

背景技术

风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟，最具大规模开发条件的新型可再生能源。风力发电机组一般包括塔筒、桨叶和风机机舱，目前风力发电设备的安装大都是使用汽车吊或者履带吊完成。随着风力发电机组越来越大型化的发展，塔筒高度越来越高，桨叶半径越来越大，风机机舱总重量也越来越重，用于吊装风力发电机组的汽车吊或履带吊也越来越大型化。大型汽车吊或者履带吊体积庞大、结构复杂，不但制造成本高、对于风机安装场地地面要求和环境要求高，而且转场困难。

为解决大型风力发电机组的吊装难题，在专利申请号为CN200810204570.7的专利文献中提出了一种攀爬式起重机，该攀爬式起重机主要包括上平台、下平台、纵向伸缩油缸和起吊装置，上平台相当于一个抱箍，其包括对称布置的两个箍体(左上平台和右上平台)，两个箍体通过螺栓连接的方式稳固地合围在塔筒外；下平台相当于另一个抱箍，其与上平台的结构基本相同，包括对称布置的两个箍体(左下平台和右下平台)，两个箍体同样通过螺栓连接的方式稳固地合围在塔筒外；上平台和下平台上分别安装有多个夹持油缸，各夹持油缸的伸缩端可朝向箍体中心伸出并安装有活动式夹持板；纵向伸缩油缸的两端分别与上平台和下平台固定，起吊装置安装在上平台上。

上述的攀爬式起重机，通过控制上平台的夹持油缸和下平台的夹持油缸交替抱紧塔筒，以及控制纵向伸缩油缸的伸缩动作，可以沿塔筒逐步爬升或者逐步下降，并通过其起吊装置实现对整个风电机组的吊装。该攀爬式起重机结构尺寸规模小、成本低，降低了对风机安装场地地面和环境的要求，而且转场难度较低，克服了采用大型汽车吊或履带吊进行风电机组吊装时存在的难题。

上述的攀爬式起重机在到达塔筒的预定高度进行吊装作业时，通常将上下平台同时抱紧塔筒以提供足够大的摩擦力，攀爬式起重机的重心在吊载重物的重力作用下会发生偏移，这使得连接在上下平台之间的纵向伸缩油缸受到较大的弯矩。由于油缸承受弯矩的能力较弱，在大的弯矩影响下纵向伸缩油缸容易出现漏油现象，极大地影响攀爬式起重机的高空作业安全性和承载能力，不利于攀爬式起重机的推广应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种承载能力大、高空作业安全可靠的攀爬式起重机。

本发明提供的一种攀爬式起重机，包括第一抱箍和第二抱箍，第一抱箍和第二抱箍中的一者与起重机转台结构连接；还包括：动力驱动机构，动力驱动机构的输出轴上安装有齿轮；齿条，与齿轮啮合配合；动力驱动机构和齿条分置于第一抱箍和第二抱箍上；滑动配合的导向套和导向柱，导向套和导向柱分置于第一抱箍和第二抱箍上。

进一步地，该攀爬式起重机还包括：安装在第一抱箍上的第一夹持油缸，和安装在第一夹持油缸的伸缩端上的第一夹持板；以及，安装在第二抱箍上的第二夹持油缸，和安装在第二夹持油缸的伸缩端上的第二夹持板。

进一步地，齿条为双面齿条，和/或，齿条及对应的动力驱动机构为多个。

进一步地，动力驱动机构为相连的液压马达和减速机，或者为相连的电动机和减速机，其中，输出轴设置于减速机上。

进一步地，导向套和导向柱均为多个。

进一步地，第一抱箍为双层结构；第二抱箍位于第一抱箍的双层结构之间；第一抱箍的双层结构分别与齿条连接，且第一抱箍的双层结构分别与导向柱连接。

进一步地，第一抱箍包括：第一连接台、对称铰接在第一连接台两侧的第一箍体和第二箍体；第一箍体和第二箍体可通过第一销轴连接；第二抱箍包括：第二连接台、对称铰接在第二连接台两侧的第三箍体和第四箍体；第三箍体和第四箍体可通过第二销轴连接；第二连接台与第一连接台纵向滑动配合。

进一步地，该攀爬式起重机还包括：连接在第一连接台和第一箍体之间的第一开合油缸；连接在第一连接台和第二箍体之间的第二开合油缸；第一箍体与第一连接台的铰轴轴线和第三箍体与第二连接台的铰轴轴线重合；第二箍体与第一连接台的铰轴轴线和第四箍体与第二连接台的铰轴轴线重合。

进一步地，第一箍体或第二箍体上安装有第一自动插销机构，第一销轴由第一自动插销机构驱动；第三箍体或第四箍体上安装有第二自动插销机构，第二销轴由第二自动插销机构驱动。

进一步地，第一自动插销机构为第一插销油缸，第一销轴与第一插销油缸的活塞杆连接；第二自动插销机构为第二插销油缸，第二销轴与第二插销油缸的活塞杆连接。

本发明提供的攀爬式起重机，用于抱紧塔筒的第一抱箍和第二抱箍之间通过导向套和导向柱的配合，确保二者之间的直线运动关系；通过齿轮齿条的配合为第一抱箍、第二抱箍的直线升降提供驱动力，与现有技术通过纵向伸缩油缸控制第一抱箍、第二抱箍升降的方式相比，齿轮齿条的配合以及导向套和导向柱的配合可以承受较大的弯矩以及载荷，而且齿轮齿条的啮合传动效率高，有利于提高攀爬式起重机的高空作业安全性和承载能力。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的攀爬式起重机的立体结构；

图2示出了本发明实施例中第一抱箍的立体结构；

图3示出了本发明实施例中第二抱箍的立体结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1示出了本发明实施例提供的攀爬式起重机的优选结构，如图所示，该攀爬式起重机包括第一抱箍1和第二抱箍2、起重机转台结构3、动力驱动机构4、齿轮41、齿条42、导向套51和导向柱52等。

结合现有技术可知，第一抱箍1和第二抱箍2中的一者与起重机转台结构3连接，本实施例中第一抱箍1与起重机转台结构3相对固定连接，起重机转台结构3上安装有起重臂31。第一抱箍1和第二抱箍2分别围成用于容纳塔筒的孔，并可以在升降过程中交替抱紧风机塔筒，或者在吊装作业时同时抱紧风机塔筒。优选地，第一抱箍1上安装有第一夹持油缸15，第一夹持油缸15的伸缩端上安装有第一夹持板(图中未示出)；第二抱箍2上安装有第二夹持油缸25，第二夹持油缸25的伸缩端上安装有第二夹持板(图中未示出)，第一抱箍1和第二抱箍2分别通过第一夹持板和第二夹持板抱紧塔筒。各夹持油缸和夹持板的结构可以采用已知结构，通过设置第一夹持油缸15和第二夹持油缸25，可以使第一抱箍1和第二抱箍2抱紧塔筒时适应塔筒直径的变化。

动力驱动机构4具有输出轴，齿轮41安装在输出轴上。动力驱动机构4可以为液压马达与减速机的组合，或者为电动机与减速机的组合，减速机的输出轴即形成动力驱动机构4的输出轴。齿轮41安装在减速机的输出轴上，齿条42与齿轮41啮合配合。动力驱动机构4设置在第一抱箍1和第二抱箍2中的一者上，齿条42则设置在第一抱箍1和第二抱箍2中的另一者上。导向套51和导向柱52滑动配合，导向套51设置在第一抱箍1和第二抱箍2中的一者上，导向柱52则设置在第一抱箍1和第二抱箍2中的另一者上。

优选地，结合参考图2和图3，本实施例中齿条42和导向柱52均设置在第一抱箍1上，动力驱动机构4和导向套51均设置在第二抱箍2上。可以理解，齿条42和导向柱52均纵向设置，导向套51和导向柱52的配合用于限制第一抱箍1和第二抱箍2的直线运动关系，齿轮41和齿条42的配合为第一抱箍1和第二抱箍2的直线升降提供驱动力。可以理解，可以在齿条42或导向柱52上设置有相应的限位机构，以限制第一抱箍1和第二抱箍2发生相对纵向移动时的移动距离，以避免齿轮齿条以及导向套导向柱脱离配合关系；或者，通过合理匹配动力驱动机构4的转动时间与各夹持油缸的动作时间间隔，也可以避免齿轮齿条以及导向套导向柱脱离配合关系。

该攀爬式起重机在风机塔筒上的爬升过程如下所述：

步骤1：控制第一夹持油缸15全部伸出，使第一夹持板抱紧塔筒；第二夹持油缸25全部缩回，使第二夹持板脱离塔筒。

步骤2：动力驱动机构4转动，通过齿轮41和齿条42的啮合传动，并在导向套51和导向柱52的导向作用下，第二抱箍2沿着齿条42上升预定距离。

步骤3：控制第二夹持油缸25全部伸出，使第二夹持板抱紧塔筒；然后控制第一夹持油缸15全部缩回，使第一夹持板脱离塔筒。

步骤4：动力驱动机构4继续转动，第一抱箍1沿着齿条42上升预定距离。

通过重复上述动作，可以实现整个攀爬式起重机的不断上升，以对风电机组的各部件进行高空吊装。施工完成后，攀爬式起重机可以沿塔筒爬下，转场后继续下一台风电机组的安装。

本发明实施例提供的攀爬式起重机，用于抱紧塔筒的第一抱箍1和第二抱箍2之间通过导向套51和导向柱52的配合，确保二者在垂直方向上的直线运动关系；通过齿轮41、齿条42的配合为第一抱箍1、第二抱箍2的直线升降提供驱动力，与现有技术通过纵向伸缩油缸控制第一抱箍、第二抱箍升降的方式相比，齿轮41、齿条42的配合以及导向套51、导向柱52的配合可以承受较大的弯矩以及载荷，而且齿轮齿条的啮合传动效率高，有利于提高攀爬式起重机的高空作业安全性和承载能力，为攀爬式起重机的推广提高了有利前提。

优选地，为增大爬升驱动力，齿条42可以采用双面齿条，双面齿条的每一面都有相应的动力驱动机构4驱动。和/或，在周向上可以均匀设置多个齿条42及对应的多个动力驱动机构4，以使第一抱箍1和第二抱箍2升降过程受力更加均匀。优选地，导向套51和导向柱52均为多个，沿周向均匀布置，保证第一抱箍1和第二抱箍2的直线运动关系可靠，使齿轮41和齿条42可靠地啮合在一起。

由图1至图3中还可以看出，本实施例中，第一抱箍1为双层结构，即第一抱箍1沿竖直方向上具有两层箍环，两层箍环相对固定连接；第二抱箍2为单层结构，位于第一抱箍1的双层结构之间，即第二抱箍2位于第一抱箍1的两层箍环的中间，使得攀爬式起重机的整个底盘结构紧凑，有利于减小攀爬式起重机底盘占用空间大小。可以理解，在其他实施例中，第二抱箍2也可以设置在双层结构的第一抱箍1的上方或下方，或者，第一抱箍1可以采用单层结构或者多层结构，第二抱箍2也可以采用双层结构或者更多层结构。第一抱箍1的层数和第二抱箍2的层数可以根据实际的受力情况而定。

本实施例中优选地，第一抱箍1的双层结构分别与齿条42连接，由图中可以看出，齿条42的上端与第一抱箍1的上层箍环连接，齿条42的下端与第一抱箍1的下层箍环连接。第一抱箍1的双层结构分别与导向柱52连接，由图中可以看出，导向柱52的上端与第一抱箍1的上层箍环连接，导向柱52的下端与第一抱箍1的下层箍环连接。齿条42、导向柱52均与双层结构的第一抱箍1连接，使得第一抱箍1的结构稳定性更强，受力也更合理；而且，第一抱箍1的两层箍环相当于设置在齿条42和导向柱52上的限位机构，可以限制第一抱箍1和第二抱箍2发生相对纵向移动时的移动距离，也即两层箍环之间的距离限定了攀爬式起重机的单步最大行程，避免齿轮和齿条以及导向套和导向柱脱离配合关系。

本实施例中还示出了第一抱箍1的优选结构。见图2，第一抱箍1包括：第一连接台10、对称铰接在第一连接台10两侧的第一箍体11和第二箍体12，第一箍体11和第二箍体12可通过第一销轴13连接，形成箍环。由图中可以看出，第一抱箍1的双层结构具有两层第一箍体11和两层第二箍体12，两个第一箍体11和两层第二箍体12均与第一连接台10连接，一层第一箍体11和一层第二箍体12与第一连接台10一起合围成一层箍环并由对应的第一销轴13锁死，围设在塔筒外。

本实施例中还示出了第二抱箍2的优选结构。见图3，第二抱箍2包括：第二连接台20、对称铰接在第二连接台20两侧的第三箍体21和第四箍体22。第三箍体21和第四箍体22可通过第二销轴23连接，与第二连接台20一起形成箍环，围设在塔筒外。第二抱箍2的第二连接台20与第一抱箍1的第一连接台10纵向滑动配合。在第一连接台10上开设有纵向延伸的滑槽，第二连接台20与第一连接台10的滑槽纵向滑动配合的同时，可以协助导向柱52和导向套51来限定第一抱箍1和第二抱箍2的直线运动关系。

采用本实施例提供的第一抱箍1和第二抱箍2的结构，当需要转场时，通过拆卸第一销轴13和第二销轴23，即可以展开第一抱箍1和第二抱箍2，从而可以将整个第一抱箍1和第二抱箍2从塔筒上脱离，然后将展开后的第一抱箍1、第二抱箍2保持一体式的结构运输，无需分拆成单独的各部件，便于攀爬式起重机的下一次组装，由此提高攀爬式起重机的现场拆装效率以及转场效率。

优选地，该攀爬式起重机还包括连接在第一连接台10和第一箍体11之间的第一开合油缸(图中未示出)，以及连接在第一连接台10和第二箍体12之间的第二开合油缸62。另外，第一箍体11与第一连接台10的铰轴轴线和第三箍体21与第二连接台20的铰轴轴线重合，第二箍体12与第一连接台10的铰轴轴线和第四箍体22与第二连接台20的铰轴轴线重合。这样，通过控制第一开合油缸和第二开合油缸62的伸缩，可以控制第一箍体11和第二箍体12的自动开合，并通过齿条42和导向柱52的作用，可以带动第三箍体21和第四箍体22的同步自动开合，提高了攀爬式起重机组装过程的自动化控制程度，可以进一步提高攀爬式起重机的现场拆装效率。优选地，第一箍体11、第二箍体12、第三箍体21和第四箍体22的尺寸基本相同，以便于能够批量化生产各箍体。

优选地，第一箍体11或第二箍体12上安装有第一自动插销机构，第一销轴13由第一自动插销机构驱动，这样，通过控制第一自动插销机构的动作，可以自动控制第一箍体11和第二箍体12的锁止和解锁。同理，第三箍体21或第四箍体22上安装有第二自动插销机构，第二销轴23由第二自动插销机构驱动，通过控制第二自动插销机构的动作，可以自动控制第三箍体21和第四箍体22的锁止和解锁，进一步提高了攀爬式起重机的自动化控制程度以及现场拆装效率。

优选地，第一自动插销机构为第一插销油缸，第一销轴13与第一插销油缸的活塞杆连接；第二自动插销机构为第二插销油缸，第二销轴23与第二插销油缸的活塞杆连接，采用插销油缸作为自动插销机构，具有结构简单、易于操作、所需零部件少的优点。可以理解，第一自动插销机构和第二自动插销机构还可以有多种实施方式，只要能实现第一销轴13、第二销轴23的自动上锁和解锁即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种攀爬式起重机，包括第一抱箍(1)和第二抱箍(2)，所述第一抱箍(1)和第二抱箍(2)中的一者与起重机转台结构(3)连接；其特征在于，还包括：

动力驱动机构(4)，所述动力驱动机构(4)的输出轴上安装有齿轮(41)；

齿条(42)，与所述齿轮(41)啮合配合；所述动力驱动机构(4)和所述齿条(42)分置于所述第一抱箍(1)和所述第二抱箍(2)上；

滑动配合的导向套(51)和导向柱(52)，所述导向套(51)和所述导向柱(52)分置于所述第一抱箍(1)和所述第二抱箍(2)上。

2.根据权利要求1所述的攀爬式起重机，其特征在于，还包括：

安装在所述第一抱箍(1)上的第一夹持油缸(15)，和安装在所述第一夹持油缸(15)的伸缩端上的第一夹持板；以及，

安装在所述第二抱箍(2)上的第二夹持油缸(25)，和安装在所述第二夹持油缸(25)的伸缩端上的第二夹持板。

3.根据权利要求1所述的攀爬式起重机，其特征在于，所述齿条(42)为双面齿条，和/或，所述齿条(42)及对应的动力驱动机构(4)为多个。

4.根据权利要求1所述的攀爬式起重机，其特征在于，所述动力驱动机构(4)为相连的液压马达和减速机，或者为相连的电动机和减速机，其中，

所述输出轴设置于所述减速机上。

5.根据权利要求1所述的攀爬式起重机，其特征在于，所述导向套(51)和导向柱(52)均为多个。

6.根据权利要求1所述的攀爬式起重机，其特征在于，所述第一抱箍(1)为双层结构；所述第二抱箍(2)位于所述第一抱箍(1)的双层结构之间；所述第一抱箍(1)的双层结构分别与所述齿条(42)连接，且所述第一抱箍(1)的双层结构分别与所述导向柱(52)连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的攀爬式起重机，其特征在于，

所述第一抱箍(1)包括：第一连接台(10)、对称铰接在所述第一连接台(10)两侧的第一箍体(11)和第二箍体(12)；所述第一箍体(11)和第二箍体(12)可通过第一销轴(13)连接；

所述第二抱箍(2)包括：第二连接台(20)、对称铰接在所述第二连接台(20)两侧的第三箍体(21)和第四箍体(22)；所述第三箍体(21)和第四箍体(22)可通过第二销轴(23)连接；

所述第二连接台(20)与所述第一连接台(10)纵向滑动配合。

8.根据权利要求7所述的攀爬式起重机，其特征在于，还包括：

连接在所述第一连接台(10)和所述第一箍体(11)之间的第一开合油缸；连接在所述第一连接台(10)和所述第二箍体(12)之间的第二开合油缸(62)；

所述第一箍体(11)与所述第一连接台(10)的铰轴轴线和所述第三箍体(21)与所述第二连接台(20)的铰轴轴线重合；所述第二箍体(12)与所述第一连接台(10)的铰轴轴线和所述第四箍体(22)与所述第二连接台(20)的铰轴轴线重合。

9.根据权利要求8所述的攀爬式起重机，其特征在于，

所述第一箍体(11)或所述第二箍体(12)上安装有第一自动插销机构，所述第一销轴(13)由所述第一自动插销机构驱动；

所述第三箍体(21)或所述第四箍体(22)上安装有第二自动插销机构，所述第二销轴(23)由所述第二自动插销机构驱动。

10.根据权利要求9所述的攀爬式起重机，其特征在于，所述第一自动插销机构为第一插销油缸，所述第一销轴(13)与所述第一插销油缸的活塞杆连接；所述第二自动插销机构为第二插销油缸，所述第二销轴(23)与所述第二插销油缸的活塞杆连接。