CN108358037B - 吊具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吊具。吊具包括：吊梁；吊耳，至少两个吊耳可拆卸地安装在吊梁上以连接待吊装件；吊环，吊环可旋转地套设在吊梁上并且设置在吊耳的容纳空间中，吊耳能够抵住吊环防止吊环沿吊梁的长度方向移动；吊带，吊带连接到吊环。根据本发明的吊具，通过设置吊梁，可防止塔筒的法兰在吊装过程中因受到径向分力的作用发生变形而影响塔筒的组装。

Description

吊具
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于吊装风力发电机组的塔筒的吊具。
背景技术
对风力发电机组的塔筒而言，在组装现场，塔筒通常呈水平状态放置。由于塔筒长度较长和吊装工艺要求，在吊装过程中，塔筒需翻转90度呈竖直状态后再进行吊装并组装。
目前，吊装塔筒所用的吊车分为主吊车和辅助吊车，主吊车使用的吊具称为主吊索具，辅助吊车使用的吊具称为辅助吊索具，主吊索具和辅助吊索具分别简称为主吊具和辅助吊具。辅助吊具辅助完成塔筒翻转，翻转完成后，可将辅助吊具拆除，以进行下一步吊装及组装。
在风力发电机组的发展过程中，塔筒的吊装通常采用两点吊法和四点吊法。两点吊法通常应用于早期的中小型风力发电机组的塔筒的吊装。具体地，如图1所示，两点吊法使用的主吊具可包括吊耳11、钢丝绳12和卸扣13。吊耳11可安装到塔筒40的法兰上，钢丝绳12可通过卸扣13连接到吊耳11。主吊车的吊钩50可勾住钢丝绳12，以对塔筒进行吊装。
两点吊法方法简单且便于吊具安装。然而，在吊装塔筒的过程中，钢丝绳12的拉力为斜向上的力，其可分解为与塔筒40的法兰平行的径向分力以及与该径向分力垂直的垂直分力。例如，在图1中示出的塔筒的状态下，钢丝绳12的拉力为斜向上的力，其可分解为竖直分力F1v和水平分力F1h。随着风力发电机组的容量增大，塔筒40的重量不断增大，该水平分力F1h也相应增大，这会导致塔筒40的法兰变形，因此影响塔筒40的组装。
为了解决上述问题，大型风力发电机组采用了四点吊法。如图2所示，四点吊法使用的主吊具通常包括吊耳21、钢丝绳22、卸扣23、吊带24和滑车25。与两点吊法相比，四点吊法增加了两个吊点，四个吊点均匀分布在塔筒40的法兰上。如此，就每个吊点而言，作用在塔筒40的法兰上的径向分力减小，因此有效减小了塔筒40的法兰的变形。
然而，与两点吊法相比，四点吊法使用的主吊具的长度相对较长。这里，主吊具的长度指：塔筒处于竖直状态下，吊钩和塔筒的法兰之间的垂直距离。在两点吊法中，主吊具的长度H1通常为4～5m，而四点吊法的主吊具的长度H2通常为8～10m。此外，对四点吊法使用的主吊具而言，主吊具越长越有利于滑车25和吊耳21受力，因此对主吊具的长度要求较高，这增大了吊车的起吊高度，从而对吊车的性能要求(例如，吊臂长度、额定起重载荷等)较高，导致吊装难度和吊装风险也相应增加。另外，滑车为大吨位的起重滑车，价格较高及钢丝绳长度较长，导致主吊具的成本较高。另外，滑车需要定期维护检查，因此增加了工作量和吊装危险源。
此外，在四点吊法中，钢丝绳12的拉力也为斜向上的力，其也可分解为与塔筒40的法兰平行的径向分力以及与该径向分力垂直的垂直分力。例如，在图2中示出的塔筒的状态下，钢丝绳22的拉力为斜向上的力，其可分解为水平分力F2h和竖直分力F2v。也就是说，在四点吊法中，塔筒40的法兰仍受径向分力的作用，其与两点吊法相比仅在一定程度上减小和分散了径向分力，而无法完全消除径向分力。
因此，现在亟需一种新型的吊具，以解决上述问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有新型结构的吊具，以解决现有技术中的主吊具导致塔筒的法兰变形、吊具成本高以及吊装难度和吊装风险增加的问题。
根据本发明的一方面，提供一种吊具，其中，吊具可包括：吊梁；吊耳，至少两个吊耳可拆卸地安装在吊梁上以连接待吊装件；吊环，吊环可旋转地套设在吊梁上并且设置在吊耳的容纳空间中，吊耳能够抵住吊环防止吊环沿吊梁的长度方向移动；吊带，吊带连接到吊环。通过设置吊梁，可防止塔筒的法兰在吊装过程中因受到径向分力的作用发生变形而影响塔筒的组装。
所述吊梁的横截面可以为大致圆形。
优选地，吊具还可包括吊环，吊环可旋转地套设在吊梁上并且设置在吊耳的容纳空间中，吊耳能够抵住吊环防止吊环沿吊梁的长度方向移动，吊带连接到吊环。
优选地，吊耳可包括：两个立板，两个立板并排设置并且形成有供吊梁穿过的吊梁孔；底板，底板连接两个立板，并且形成有用于连接待吊装件的多个第一连接孔，其中，吊环可设置在通过两个立板和底板形成的容纳空间中，并且能够抵靠立板。
优选地，立板可包括：板部，板部上形成有吊梁孔；延伸部，延伸部形成在吊梁孔的外周并且沿吊梁的长度方向向外延伸。
优选地，吊环可包括：主体，主体呈圆筒状并且可旋转地套设在吊梁上；连接部，连接部沿轴向形成在主体的外表面上并且沿径向向外延伸，连接部上形成有安装孔。
优选地，吊环还可包括扩展部，扩展部一体地形成在主体的一侧的端表面和连接部的在所述一侧的侧表面上，用于抵靠立板。通过扩展部，可增大吊环与吊耳的接触面积。
优选地，主体的内表面以及扩展部的抵靠立板的表面涂抹有润滑脂，或者设置有防磨件。通过在吊环的主体的内表面和吊环的扩展部的抵靠立板的表面涂抹润滑脂或者设置防磨件，可减小摩擦力并且降低磨损程度，因此可提高吊具的整体稳定性且延长吊具的使用寿命。
优选地，吊耳可通过连接件可拆卸地安装在吊梁上。
优选地，延伸部上可形成有第二连接孔，吊梁上形成有第三连接孔，吊耳和吊梁通过连接件插入到第二连接孔和第三连接孔中而安装在一起。
优选地，第三连接孔可沿吊梁的长度方向形成为多个。在第三连接孔为多个的情况下，吊梁可应用于具有不同直径的塔筒。
优选地，吊具还可包括挡板，两个挡板分别可拆卸地安装到吊梁的两端。通过设置挡板，可防止吊耳滑脱。
根据本发明的实施例的吊具，通过设置吊梁，可防止塔筒的法兰在吊装过程中因受到径向分力的作用发生变形而影响塔筒的组装。
另外，根据本发明的实施例的吊具，可应用于大型风力发电机组的塔筒的吊装，吊具的长度明显小于现有技术中的四点吊法使用的主吊具的长度，因此可减小吊车的起重高度和吊臂长度，从而可降低吊装难度、吊装风险和吊装费用。
另外，根据本发明的实施例的吊具，吊耳和吊环均为焊接结构件以及吊梁为管材件，因此制造成本低、制造简单、免维护且便于组装和使用。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
图1是示出使用两点吊法进行吊装的塔筒处于竖直状态下的示意图。
图2是示出使用四点吊法进行吊装的塔筒处于竖直状态下的示意图。
图3是示出根据本发明的实施例的吊具的结构示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的吊具的分解图。
图5和图6分别是示出根据本发明的实施例的吊耳的结构示意图和侧视图。
图7和图8分别是示出根据本发明的实施例的吊环的结构示意图和侧视图。
图9是示出根据本发明的实施例的吊梁的结构示意图。
图10至图12是使用根据本发明的实施例的吊具对塔筒进行吊装时塔筒处于不同状态的示意图。
图13是对处于竖直状态下的塔筒进行受力分析的示意图。
附图标号说明：
11、21、32：吊耳；12、22：钢丝绳；13、23、36：卸扣；24、34：吊带；25：滑车；31：吊梁；311：辅助吊耳；312：第三连接孔；321：立板；322：底板；3211：板部；3212：延伸部；3211a：吊梁孔；3212a：第二连接孔；322a：第一连接孔；323：增强板；33：吊环；331：主体；332：连接部；332a：安装孔；333：扩展部；35：连接件；37：挡板；38：专用吊具螺栓；40：塔筒；50、60：吊钩。
具体实施方式
现在，将参照附图详细地描述根据本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。
以下将以根据本发明的实施例的吊具用作塔筒的主吊具为例进行描述，但根据本发明的实施例的吊具不限于此，其还可根据实际情况应用于其他待吊装件。
如图3和图4所示，吊具可包括吊梁31、吊耳32和吊带34。吊梁31的横截面为大致圆形，优选是圆形，可以是实心的，也可以是空心的，两个吊耳32可拆卸地安装在吊梁31上，以连接诸如塔筒40(见图10)等的待吊装件。吊带34可连接到吊耳32。
此外，吊具还可包括吊环33。吊环33可旋转地套设在吊梁31上并且设置在吊耳32的容纳空间中。吊耳32能够抵住吊环33，以防止吊环33沿吊梁31的长度方向移动。诸如钢丝绳或尼龙带等的吊带34可连接到吊环33，以可经由吊车的吊钩60吊起塔筒40。
虽然图3和图4中示出了两个吊耳32可拆卸地安装在吊梁31上，但吊耳32的数量不限于此，其可基于待吊装件的形状和尺寸而设计。例如，在待吊装件为具有相对大的厚度的圆筒体或实心圆柱体且重量较重时，可设置两个或多于两个吊耳32，以能够吊起待吊装件。
下面，将参照图3至图9详细地描述吊耳、吊环和吊梁之间的连接关系以及吊耳、吊环和吊梁的具体结构。
如图5和图6所示，吊耳32可包括两个立板321以及连接两个立板321的底板322。吊耳32可以为板材焊接件，即，吊耳32可通过两个立板321与底板322彼此焊接而形成。两个立板321和底板322可形成用于设置吊环33的容纳空间。底板322上可形成有用于连接塔筒40的多个第一连接孔322a。
两个吊耳32可通过底板322的第一连接孔322a经由紧固件水平对称地安装在塔筒40的法兰上，以吊装塔筒40。例如，两个吊耳32可使用如图3和图4中示出的专用吊具螺栓38与塔筒40的法兰连接固定。底板322上的第一连接孔322a可基于塔筒40的法兰具体尺寸而设计，其数量和布局不受具体限制。优选地，第一连接孔322a可以形成为长孔，以适用于安装在不同直径的塔筒40的法兰上。
另外，两个吊耳32可以通过连接件35可拆卸地安装在吊梁31上。例如，连接件35可以为销，但不限于此，还可以为诸如紧固件等其他连接件。优选地，连接件35可与吊耳32和吊梁31零间隙配合，以增强吊耳32和吊梁31之间的连接稳定性，并且有利于力的传递。
具体地，两个立板321可并排设置并且可套设在吊梁31上。立板321上可形成有第二连接孔3212a，以用于安装连接件35。立板321可包括板部3211和延伸部3212。板部3211上可形成有吊梁孔3211a，以通过吊梁孔3211a套设在吊梁31上。延伸部3212可形成在吊梁孔3211a的外周并且沿吊梁31的长度方向向外延伸。延伸部3212可增大立板321和吊梁31的接触面积，使受力更加均匀。第二连接孔3212a可形成在延伸部3212上。
此外，为了提高吊耳32的强度，两个立板321之间可设置有增强板323。增强板323可设置在底板322上，但不覆盖底板322上的第一连接孔322a。例如，增强板323可设置在底板322的两端。
如图7和图8所示，吊环33可包括主体331和连接部332。主体331可呈圆筒状，以可旋转地套设在吊梁31上。连接部332可沿轴向形成在主体331的外表面上，并且从主体331的外表面沿径向向外延伸。连接部332上可形成有安装孔332a。吊带34可通过卸扣36经由安装孔332a连接到连接部332。
另外，吊环33还可包括扩展部333，以增大吊环33与吊耳32的接触面积。扩展部333可一体地形成在主体331的一侧的端表面和连接部332的在该侧的侧表面上，并且可具有平坦的表面，以减小与吊耳32之间的摩擦。可选地，吊环33也可以为焊接件，即，吊环33可通过主体331、连接部332和扩展部333彼此焊接而形成。
在塔筒40翻转的过程中，吊环33可围绕吊梁31旋转，以将塔筒40由水平状态翻转至竖直状态。在这个过程中，吊环33的主体331的内表面与吊梁31之间的摩擦为滑动摩擦，吊环33的扩展部333抵靠吊耳32的立板321，扩展部333与立板321之间的摩擦也为滑动摩擦。为了减小摩擦和降低磨损，可在主体331的内表面和扩展部333的抵靠立板321的表面涂抹润滑脂或者设置由减磨材料形成的防磨件。在这种情况下，还可提高吊具的稳定性，并且可延长吊具的使用寿命。
如图9所示，吊梁31上可形成有第三连接孔312。连接件35可插入到第二连接孔3212a和第三连接孔312中而将吊耳32和吊梁31安装在一起。优选地，吊梁31上可沿长度方向形成有多个第三连接孔312，以适用于具有不同直径的塔筒。此外，吊梁31上还可形成有辅助吊耳311，以便于搬运和组装。虽然图9中示出了仅一个辅助吊耳311形成在吊梁31的中部，但不限于此，辅助吊耳311的数量和形成位置可根据实际需要而不同地设计。在本实施例中，吊梁31可采用高强度的管材制成，以具有足够的强度。
另外，根据本发明的实施例的吊具还可包括挡板37。两个挡板37可分别可拆卸地安装到吊梁31的两端，以防止在使用吊具时吊耳32从吊梁31上滑脱。例如，如图4和图5以及图9所示，两个挡板37可通过紧固件安装到吊梁31的两端。
接下来，将具体地描述根据本发明的实施例的吊具的组装和使用。
首先，可将吊环33放在吊耳32的两个立板321之间。然后，可在使用吊车吊起吊梁31至合适高度后，将吊耳32和吊环33套设在吊梁31上。然后，根据塔筒40的法兰的直径尺寸用连接件35将吊耳32固定在吊梁31的合适位置处。然后，在吊梁31的两端安装两个挡板37。然后，用两个卸扣36将两根吊带34与吊环33连接，此时，已完成吊具的组装。然后，将吊具与吊车的吊钩60连接，即，将吊带34的另一端挂在吊钩60上。然后，将吊耳32通过底板322水平且对称地安装在塔筒40的法兰上，用专用吊具螺栓38将其与塔筒40的法兰连接固定。
图10至图12中示出了使用根据本发明的实施例的吊具对塔筒进行吊装时不同状态下的塔筒。图10中示出了在使用根据本发明的实施例的吊具对塔筒进行吊装时处于水平状态的塔筒40，即，此时塔筒40未翻转。随着主吊车的起吊高度的升高，塔筒40开始翻转，如图11所示。随着主吊车的起吊高度进一步升高，塔筒40翻转90度呈竖直状态，如图12所示。在塔筒40完成翻转后，可对塔筒40进行组装。此外，如图12所示，根据本发明的实施例的吊具的长度H3可以为4～5米。在示出的实施例中，根据本发明的实施例的吊具作为主吊具使用，可适当地选择辅助吊具。
在使用本发明的吊具对塔筒进行吊装的过程中，两根吊带34所受的拉力在径向方向上的分力通过连接件35最终传递到吊梁31上，两个径向分力由吊梁31承受，因此可防止塔筒40的法兰因承受径向分力而变形。
具体地，参照图13，图13中示出了塔筒40处于竖直状态下的受力示意图。在图13中示出的塔筒的状态下，就左侧吊点而言，左侧吊带34所受的拉力可分解为水平分力F3h和竖直分力F3v，水平分力F3h通过左侧吊环33传递给左侧吊耳32，左侧吊耳32又将水平分力F3h通过左侧连接件35传递给吊梁31，此时吊梁31给吊耳32的反作用力为F5。就右侧吊点而言，右侧吊带34所受的拉力可分解为水平分力F4h和竖直分力F4v，水平分力F4h通过右侧吊环33传递给右侧吊耳32，右侧吊耳32又将水平分力F4h通过连接件35传递给吊梁31，此时吊梁31给吊耳32的反作用力为F6。F3h和F5大小相等、反向相反，F4h和F6大小相等、反向相反，塔筒40的法兰不承受水平分力，因此可防止塔筒40的法兰变形。
根据本发明的实施例的吊具，通过设置吊梁，可防止塔筒的法兰在吊装过程中因受到径向分力的作用发生变形而影响塔筒的组装。
另外，根据本发明的实施例的吊具，可应用于大型风力发电机组的塔筒的吊装，吊具的长度明显小于现有技术中的四点吊法使用的主吊具的长度，因此可减小吊车的起重高度和吊臂长度，从而可降低吊装难度、吊装风险和吊装费用。
另外，根据本发明的实施例的吊具，通过在吊环的主体的内表面和吊环的扩展部的抵靠立板的表面涂抹润滑脂或者设置防磨件，可减小摩擦力并且降低磨损程度，因此可提高吊具的整体稳定性且延长吊具的使用寿命。
另外，根据本发明的实施例的吊具，吊耳和吊环均为焊接结构件以及吊梁为管材件，因此制造成本低、制造简单、免维护且便于组装和使用。
虽然上面已经详细描述了本发明的实施例，但本领域技术人员在不脱离本发明思想的范围内，可对本发明的实施例做出各种修改和变形。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变形仍将落入权利要求所限定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种吊具，其特征在于，所述吊具包括：
吊梁(31)；
吊耳(32)，至少两个所述吊耳(32)可拆卸地安装在所述吊梁(31)上以连接待吊装件；
吊环(33)，所述吊环(33)可旋转地套设在所述吊梁(31)上并且设置在所述吊耳(32)的容纳空间中，所述吊耳(32)能够抵住所述吊环(33)防止所述吊环(33)沿所述吊梁(31)的长度方向移动；
吊带(34)，所述吊带(34)连接到所述吊环(33)，
其中，所述吊耳(32)包括：
两个立板(321)，所述两个立板(321)并排设置并且形成有供所述吊梁(31)穿过的吊梁孔(3211a)；
底板(322)，所述底板(322)连接所述两个立板(321)，并且形成有用于连接所述待吊装件的多个第一连接孔(322a)，
其中，所述吊环(33)设置在通过所述两个立板(321)和所述底板(322)形成的容纳空间中，并且能够抵靠所述立板(321)，
所述吊环(33)包括：
主体(331)，所述主体(331)呈圆筒状并且可旋转地套设在所述吊梁(31)上；
连接部(332)，所述连接部(332)沿轴向形成在所述主体(331)的外表面上并且沿径向向外延伸，所述连接部(332)上形成有安装孔(332a)，
并且，所述吊环(33)还包括扩展部(333)，所述扩展部(333)一体地形成在所述主体(331)的一侧的端表面和所述连接部(332)的在所述一侧的侧表面上，用于抵靠所述立板(321)。
2.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊梁(31)的横截面为大致圆形。
3.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述立板(321)包括：
板部(3211)，所述板部(3211)上形成有所述吊梁孔(3211a)；
延伸部(3212)，所述延伸部(3212)形成在所述吊梁孔(3211a)的外周并且沿所述吊梁(31)的长度方向向外延伸。
4.根据权利要求3所述的吊具，其特征在于，所述主体(331)的内表面以及所述扩展部(333)的抵靠所述立板(321)的表面涂抹有润滑脂，或者设置有防磨件。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的吊具，其特征在于，所述吊耳(32)通过连接件(35)可拆卸地安装在所述吊梁(31)上。
6.根据权利要求5所述的吊具，其特征在于，所述延伸部(3212)上形成有第二连接孔(3212a)，所述吊梁(31)上形成有第三连接孔(312)，所述吊耳(32)和所述吊梁(31)通过所述连接件(35)插入到所述第二连接孔(3212a)和所述第三连接孔(312)中而安装在一起。
7.根据权利要求6所述的吊具，其特征在于，所述第三连接孔(312)沿所述吊梁(31)的长度方向形成为多个。
8.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具还包括挡板(37)，两个所述挡板(37)分别可拆卸地安装到所述吊梁(31)的两端。
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