CN107140536A - 一种不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不拆风轮空中更换齿轮箱的装配工装，属于装配领域，包括移动机构组和用于支撑固定移动机构组的固定机构，移动机构组包括X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构，X轴调节机构包括至少两个平行设置的X轴轨道和至少四个可在X轴轨道上移动的移动块，移动块之间有连接架；Y轴调节机构包括与两个连接架垂直连接的两个平行的支撑横架，每个支撑横架上设置有Y轴滑槽，每个Y轴滑槽的两端均设置有一个丝杠结构；Z轴调节机构包括在移动部上连接的用于连接固定待装配物体的可调节连接件；X轴轨道设置在固定机构上部的支撑纵梁上。本发明通过三个维度精确控制齿轮箱位置和速度，不拆风轮实现空中更换齿轮箱的目的，提高吊装效率。

Description

一种不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装

技术领域

本发明涉及吊装领域，特别是涉及一种不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装。

背景技术

我国风电装机容量巨大，主流机型是双馈机组，其中齿轮箱结构必不可缺。齿轮箱有齿轮、轴承等传动件和冷却润滑等辅件组成。由于风场载荷稳定性差、湍流度大等原因，会出现需要更换齿轮箱的情况。

目前针对空中更换齿轮箱，大部分厂家采用的是先拆除风轮，再吊装传动链到地面，在地面完成齿轮箱更换后吊装回机舱。这个过程步骤较多、耗时费力，在时效性和经济性上没有优势。有些针对高速级和中间级部件的空中更换方案，确实能解决部件的空中更换问题，但是对于齿轮箱整体的更换并没有较好的解决方案。

有必要提供一种便捷、安全可靠的可空中安装齿轮箱的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种包括移动机构组和用于支撑固定所述移动机构组的固定机构，所述移动机构组包括X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构，

所述X轴调节机构包括至少两个平行设置的X轴轨道和至少四个可在X轴轨道上移动并带动所述移动机构组移动的移动块，每个所述X轴轨道上至少有两个所述移动块，所述同一个X轴轨道上的两个所述移动块之间连接有与所述X轴轨道平行的连接架；

所述Y轴调节机构包括与两个所述连接架垂直连接的两个平行的支撑横架，每个所述支撑横架上设置有Y轴滑槽，每个所述Y轴滑槽的两端均设置有一个丝杠结构，所述丝杠结构的螺母座均固定在所述Y轴滑槽的端部，所述丝杠结构的丝杠穿过所述螺母座的一端设置有能在所述Y轴滑槽上移动的移动部，所述丝杠的另一端为转动部；

所述Z轴调节机构包括在所述移动部上连接的用于连接待装配物体的可调节连接件；

可调节连接件指的是软性连接件或可弯折连接件，因为要固定捆绑齿轮箱。

所述固定机构的上部包括支撑纵梁，所述X轴轨道设置在所述支撑纵梁上。

本发明装配工装可以实现空中更换齿轮箱，具体的，通过X轴调节机构调节齿轮箱的前后移动，通过Y轴调节机构调节齿轮箱的左右移动，通过可调节连接件可进行齿轮箱的高低移动，从而实现在空中精确控制齿轮箱三个维度吊动的位置和速度，

进一步地，所述可调节连接件包括拴紧器和用于连接拴紧器和所述移动部的吊环。所述吊环优选为万向旋转吊环，所述拴紧器优选是链条拴紧器，链条拴紧器是一种比较成熟的结构，其两端是链条，无论中间部分是在锁紧状态还是非锁紧状态下，均可以自由调整链条长度，用于粗调；中间部分为螺杆和两端带有螺纹的套筒，把手处是棘轮结构，通过锁紧、拧动棘轮，使得两端的套筒同时往中间缩进或者往两端伸出，用于微调。

优选地，所述X轴调节机构还包括两端轴承连接有所述移动块的旋转轴，所述旋转轴与所述Y轴滑槽平行设置并与所述连接架固定垂直连接，所述旋转轴两侧的移动块为齿轮，所述X轴轨道为用于所述齿轮转动的齿条机构。

进一步地，所述X轴调节机构包括安装在所述X轴轨道的一侧的驱动结构，所述驱动结构包括电机和减速箱，用于带动所述齿轮沿所述齿条机构移动。

进一步地，所述丝杠结构为滚珠丝杠结构；所述丝杠结构的螺母座固定在所述支撑横架和所述连接架的交叉连接处。

进一步地，所述转动部为盘动手轮。

优选地，所述固定机构为桁架式结构.

优选地，所述固定机构上部设有用于吊装的挂耳结构。

进一步地，所述移动块或X轴轨道上设置有可限制移动块移动的锁紧机构；所述丝杠结构或支撑横架上设置有限制所述丝杆结构的移动部移动的锁紧结构。

优选地，所述固定机构的下部设置有用于将所述固定机构固定的螺孔。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明装配工装可以实现空中更换齿轮箱，具体的，通过X轴调节机构调节齿轮箱的前后移动，通过Y轴调节机构调节齿轮箱的左右移动，通过可调节连接件可进行齿轮箱的高低移动，从而实现在空中精确控制齿轮箱三个维度吊动的位置和速度，将齿轮箱调节到合适的位置，即齿轮箱与主轴同轴，直接推进就可以安装完成，一次成型，而且不需要拆风轮，免去组装搭建，提高吊装效率；

(2)本发明通过三个维度精确控制齿轮箱位置和速度，保证吊装过程安全可靠，而且操作方便，不需要拆除风轮，不需要吊车持续跟随待命，有效降低更换齿轮箱时的吊装成本。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的可空中更换箱体的装配工装的结构示意图；

图2是本发明的可空中更换箱体的装配工装的移动机构组在X轴移动后的局部结构示意图；

图3是本发明的可空中更换箱体的装配工装的移动机构组在X轴移动后的局部结构示意图；

图4是本发明的可空中更换箱体的装配工装的Y轴移动机构和Z轴移动机构局部俯视图；

图5是本发明的X轴连接架和Y轴滑槽的结构示意图；

图6是本发明的Y轴移动机构和Z轴移动机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种装配工装进行空中更换齿轮箱的实施例，如图1至图6所示，包括移动机构组2和用于支撑固定移动机构组2的固定机构1，移动机构组2包括X轴调节机构21、Y轴调节机构22和Z轴调节机构23。

X轴调节机构21包括至少两个平行设置的X轴轨道211和至少四个可在X轴轨道上移动并带动移动机构组2移动的移动块212，每个X轴轨道211上至少有两个移动块212，同一个X轴轨道211上的两个移动块212之间连接有与X轴轨道211平行的连接架213。

Y轴调节机构22包括与两个连接架213垂直连接的两个平行的支撑横架222，每个支撑横架222上设置有Y轴滑槽2221，每个Y轴滑槽2221的两端均设置有一个丝杠结构221，丝杠结构221的螺母座2211均固定在Y轴滑槽2221的端部，丝杠结构221的丝杠2212穿过螺母座2211的一端设置有能在Y轴滑槽2221上移动的移动部2213，丝杠2212的另一端为转动部2214；移动部2213以螺母座2211为基准在支撑横架222上做水平移动。

Z轴调节机构23包括在移动部2213上连接的用于连接齿轮箱的可调节连接件；可调节连接件指的是软性连接件或可弯折连接件，因为要固定捆绑并调整齿轮箱的高度。

固定机构1的上位为支撑纵梁11，X轴轨道211设置在支撑纵梁上。

本发明的装配工装可以实现空中更换齿轮箱，可通过X轴调节机构调节齿轮箱的前后移动，通过Y轴调节机构调节齿轮箱的左右移动，通过可调节连接件可进行齿轮箱的高低移动，从而实现在空中精确控制齿轮箱三个维度吊动的位置和速度，具体地，本发明在使用时，将齿轮箱通过Z轴调节机构23上的可调节连接件固定安装在装配工装上，然后吊装到风电装机塔上，将装配工装调平固定后，通过调整Y轴调节机构22上的丝杠结构221，旋转部2214旋转使移动部2213产生左右移动并带动齿轮箱进行左右调节，Z轴调节机构23进行齿轮箱的高低调节，使齿轮箱与主轴同轴，然后利用X轴调节机构21上的移动块212在X轴轨道211上前后移动，带动齿轮箱推进到主轴上，使得主轴进入齿轮箱中，通过X轴调节机构21、Y轴调节机构22、Z轴调节机构23三个维度对齿轮箱的位置进行调节，齿轮箱安装完成后，将可调节连接件与齿轮箱分离，将装配工装吊下。

作为一种改进，如图3、4所示，可调节连接件23可以包括拴紧器232和用于连接拴紧器232和所述移动部2213的吊环231。所述吊环优选为万向旋转吊环，所述拴紧器优选是链条拴紧器，链条拴紧器是一种比较成熟的结构，其两端是链条，无论中间部分是在锁紧状态还是非锁紧状态下，均可以自由调整链条长度，用于粗调；中间部分为螺杆和两端带有螺纹的套筒，把手处是棘轮结构，通过锁紧、拧动棘轮，使得两端的套筒同时往中间缩进或者往两端伸出，用于微调。拴紧器可购自德莱奇起重吊索具有限公司，推荐型号：(29851301)。

本发明的装配工装不仅适用于空中吊装齿轮箱，也适用于其他箱体或物件的空中吊装。

优选地，如图1、图2所示，X轴调节机构21还可以包括两端轴承连接有移动块212的旋转轴214，旋转轴214与Y轴滑槽平行设置并可以与连接架213固定垂直连接，旋转轴214两侧的移动块222可以为齿轮，X轴轨道211可以为用于齿轮转动的齿条机构。齿条和齿轮机构的操作安全和平稳。

为了更方便的驱动齿轮和/或齿条机构，X轴调节机构21可以还包括安装在X轴轨道211的一侧的驱动结构215，驱动结构215包括电机和减速箱，用于带动所述齿轮沿所述齿条机构移动。电机和减速箱可购自淄博万新减速设备有限公司。驱动机构215可以只使用一套，通过驱动上述四个齿轮中的一个齿轮带动其它三个齿轮一起在齿条机构上移动，从而带动整个移动机构组2在X轴上移动并带动齿轮箱移动。当然驱动机构也可以为驱动齿条机构使齿轮在齿条机构上移动，从而使整个移动机构组移动。

进一步地，丝杠结构221可以为滚珠丝杠结构。

作为一种替代方案，如图1、图3、图4所示，丝杠结构221的螺母座2211可以固定在支撑横架222和连接架213的交叉连接处。

进一步地，转动部2214可以为盘动手轮。盘动手轮设置更加平稳和安全，而且易于操作。

优选地，固定机构1可以为桁架式结构。桁架式结构不仅可以将齿轮箱圈固在一定的范围内，而且方便吊装和操作。

优选地，固定机构1上部可以设有用于吊装的挂耳结构。挂耳结构用于吊装。

进一步地，移动块212或X轴轨道211上设置有可限制移动块212移动的锁紧机构；丝杠结构221或支撑横架222上设置有限制丝杆结构221的移动部2213移动的锁紧结构。在安装或吊装中锁紧机构可以固定移动块或移动部的移动，保证齿轮箱在比较稳固的范围内。

优选地，固定机构1的下部设置有用于将固定机构1固定在机架上的螺孔。

本发明在使用时，首先在风电装机塔上，采用专用工装将主轴压住，然后将弹性支撑座和机舱罩中间位置的连接件拆除，并将机架上清理干净；将旧齿轮箱与主轴脱离，并吊到塔下，在塔下将装配工装与齿轮箱均在运输支架上，将装配工装与齿轮箱用Z轴调节机构23上的可调节连接件(长度按照齿轮箱倾斜5°调节好)连接固定在一起。锁死X轴调节机构与Y轴调节机构，以防在起吊过程中出现位移。将装配工装与齿轮箱一起吊到塔上，将装配工装用螺栓安装固定在机架上(原弹性支撑座安装位置)。将装配工装调平固定后，用导链将齿箱与机架连接起来，防止齿轮箱突然下滑。这时，导链不用拉紧，只是起到防护作用。通过调整Y轴调节机构22上的丝杠结构221，旋转部2214旋转使移动部2213产生左右移动并带动齿轮箱进行左右调节，Z轴调节机构23进行齿轮箱的高低调节，使得齿轮箱与主轴同轴，位置确定后，锁死X轴调节机构、Z轴调节机构。

然后利用X轴调节机构21上的移动块212在X轴轨道211上前后移动，慢慢推进齿轮箱到主轴上，使得主轴进入齿轮箱中。通过X轴调节机构21、Y轴调节机构22、Z轴调节机构23三个维度对齿轮箱的位置进行调节，齿轮箱安装到位后，将连接件与齿轮箱分离，松开工装的固定结构1与机架之间的连接螺栓。最后将装配工装吊到塔下，放置在运输支架上。将齿轮箱与可调节连接件连接固定，将齿轮箱和本发明一起吊到到塔下，放置在运输支架上。

本发明装配工装可以实现空中更换齿轮箱，具体的，通过X轴调节机构调节齿轮箱的前后移动，通过Y轴调节机构调节齿轮箱的左右移动，通过可调节连接件可进行齿轮箱的高低移动，从而实现在空中精确控制齿轮箱三个维度吊动的位置和速度，将齿轮箱调节到合适的位置，即齿轮箱与主轴同轴，直接推进就可以安装完成，一次成型，而且不需要拆风轮，免去组装搭建，提高吊装效率；本发明通过三个维度精确控制齿轮箱位置和速度，保证吊装过程安全可靠，而且操作方便，不需要拆除风轮，不需要吊车持续跟随待命，有效降低更换齿轮箱时的吊装成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，包括移动机构组和用于支撑固定所述移动机构组的固定机构，所述移动机构组包括X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构，

所述X轴调节机构包括至少两个平行设置的X轴轨道和至少四个可在X轴轨道上移动并带动所述移动机构组移动的移动块，每个所述X轴轨道上至少有两个所述移动块，所述同一个X轴轨道上的两个所述移动块之间连接有与所述X轴轨道平行的连接架；

所述Y轴调节机构包括与两个所述连接架垂直连接的两个平行的支撑横架，每个所述支撑横架上设置有Y轴滑槽，每个所述Y轴滑槽的两端均设置有一个丝杠结构，所述丝杠结构的螺母座均固定在所述Y轴滑槽的端部，所述丝杠结构的丝杠穿过所述螺母座的一端设置有能在所述Y轴滑槽上移动的移动部，所述丝杠的另一端为转动部；

所述Z轴调节机构包括在所述移动部上连接的用于连接待装配物体并能调节Z向高度的可调节连接件；

所述固定机构的上部包括支撑纵梁，所述X轴轨道设置在所述支撑纵梁上。

2.根据权利要求1所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述可调节连接件包括拴紧器和用于连接拴紧器和所述移动部的吊环。

3.根据权利要求1所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述X轴调节机构还包括两端轴承连接有所述移动块的旋转轴，所述旋转轴与所述Y轴滑槽平行设置并与所述连接架固定垂直连接，所述旋转轴两侧的移动块为齿轮，所述X轴轨道为用于所述齿轮转动的齿条机构。

4.根据权利要求3所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述X轴调节机构包括安装在所述X轴轨道的一侧的驱动结构，所述驱动结构包括电机和减速箱，用于带动所述齿轮沿所述齿条机构移动。

5.根据权利要求1所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述丝杠结构为滚珠丝杠结构；所述丝杠结构的螺母座固定在所述支撑横架和所述连接架的交叉连接处。

6.根据权利要求1所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述转动部为盘动手轮。

7.根据权利要求1所述的可空中更换箱体的不拆风轮空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述固定机构为桁架式结构。

8.根据权利要求1所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述固定机构上部设有用于吊装的挂耳结构。

9.根据权利要求1至8任一所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述移动块或X轴轨道上设置有可限制移动块移动的锁紧机构；所述丝杠结构或支撑横架上设置有限制所述丝杆结构的移动部移动的锁紧结构。

10.根据权利要求1至8任一所述的不拆风轮可空中更换齿轮箱的装配工装，其特征在于，所述固定机构的下部设置有用于将所述固定机构固定的螺孔。