CN109368480B - 低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置、吊装系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置及含有其的吊装系统及吊装方法。所述装置包括轮毂运输底座及两个延长工装，所述两个延长工装对称且可拆卸连接在轮毂运输底座上；所述轮毂运输底座的上端设置有螺栓孔，所述螺栓孔用于与轮毂的主轴连接端螺栓孔对接；所述延长工装上设置有起吊点且延长工装的延伸方向与轮毂的主轴连接端中轴线垂直；本发明的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，适用于单叶片吊装领域轮毂运输及翻转作业，具有多功能性，且运输、安装及拆卸方便，安全性高，通用性强，适于推广应用。

Description

低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置、吊装系统及方法

技术领域

本发明涉及风电机组安装领域，特别是涉及低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置、吊装系统及方法。

背景技术

随着兆瓦级风力发电机组的单机容量不断加大，且趋于超低风速机组设计，叶轮直径持续增加，加之受地形复杂条件影响，行业中普遍存在大叶轮机组吊装困难问题，急需研发一种新型吊装方案。

传统吊带兜持叶轮吊装方案已经不适合特殊地形的风电项目，该吊装方式需要在地面将三支叶片和轮毂进行组装，之后主吊车和辅吊车配合，利用吊带兜持两支叶片根部进行起吊，再完成叶轮翻转。这样的吊装方式需要地面具有较大的作业空间，但如山地、林地、海上项目地面作业空间很小；机位征地困难且费用高；分散式风力发电项目多在南方山地等地形更复杂区域，这对叶轮的吊装方式提出了更严苛的挑战。

针对以上情况，研究使用单叶片吊装技术方案可有效的解决复杂特殊地形环境下的大叶轮吊装困难问题。单叶片吊装采用空中逐个吊装叶片，省去地面组装叶轮，单支叶片重量相对较轻，即使风速、风向变化快也可有效控制其安装姿态，做到准确对接。另外还可提升吊装作业适应风速，扩大作业时间段，有效利用吊车等物资。单叶片吊装技术的应用，不仅达到了少征地、少砍树等生态环境保护的目的，而且还可为地形更复杂的分散式风电机组吊装提供重要技术储备。

在单叶片吊装之前，不可或缺的一项任务是：轮毂需要在近地面完成翻转后独立起吊，与已完成吊装的机舱在空中进行对接。轮毂的翻转装置需要结合轮毂本体的特点进行量体裁衣式的设计，还要考虑到轮毂罩等空间位置避免干涉。

公开号为CN 102616644 A的发明专利公开了一种液压可调式风力发电机轮毂吊具，属于一种可用于轮毂吊装的主吊具，其仅靠液压油缸通过活塞杆的伸缩移动前后调节调节臂，以调整轮毂安装的角度，但该种方式的调整角度非常有限，无法实现90度翻转。

现有技术中有通过外置的辅助吊具直接安装到轮毂的变桨轴承处，像主吊具一样借助变桨轴承螺栓孔进行辅助吊具的紧固，但当轮毂完成翻转动作后，除主吊具安装轮毂面以外的另外两个轮毂面对应的外置辅助吊具的拆卸较为复杂，一旦拆卸不妥会导致辅助吊具砸坏轮毂罩而无法保障设备的安全性及人员作业的安全性。

另外，现有技术中已有的单叶片吊装轮毂翻转辅助装置多为一体式翻转平台设计，这样的翻转平台需要在轮毂翻转时与地面接触，起到支点的作业，所以平台长度较大、重量较重才能保证轮毂罩在翻转全过程不碰到地面，这样体积和重量都较大的翻转平台在运输和拆卸过程中都不方便。

因此，如何能创设一种即方便安装、拆卸又可快速实现轮毂安全翻转的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，成为当前业界亟需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种方便安装、拆卸又可快速实现轮毂安全翻转的、多功能的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，包括轮毂运输底座及两个延长工装，所述两个延长工装对称且可拆卸连接在所述轮毂运输底座上；所述轮毂运输底座的上端设置有螺栓孔，所述螺栓孔用于与轮毂的主轴连接端螺栓孔对接；所述延长工装上设置有起吊点且所述延长工装的延伸方向与轮毂的主轴连接端中轴线垂直。

作为本发明进一步地改进，所述延长工装呈H型，且所述H型延长工装的两个竖向支撑与轮毂运输底座可拆卸连接。

进一步地，所述延长工装通过螺栓与轮毂运输工装可拆卸连接。

进一步地，所述延长工装长度可调，或所述延长工装与轮毂运输底座有多个不同位点的连接点，使所述延长工装的起吊点与轮毂运输底座之间的长度可调。

进一步地，所述轮毂运输底座的上端设置多圈不同外圆直径的螺栓孔，分别用于与不同型号或尺寸的轮毂配合。

进一步地，所述轮毂运输底座的外圆直径小于轮毂的轮毂罩的截圆直径。

进一步地，所述起吊点为位于延长工装端部的吊孔。

进一步地，所述轮毂运输底座呈圆台型，沿所述轮毂运输底座外周均匀设置有多个吊钩，所述相邻吊钩的开口方向相反。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种低风速风电机组轮毂吊装系统及吊装方法，使其轮毂翻转方便、吊装快速、安全。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低风速风电机组轮毂吊装系统包括主吊车、主吊具、辅助吊车、辅助吊带，还包括上述的轮毂吊装翻转辅助装置。

利用上述的低风速风电机组轮毂吊装系统进行轮毂吊装的方法，包括：

S1、将延长工装与安装有轮毂的轮毂运输底座在吊装现场进行现场组装；

S2、将主吊具通过变桨轴承螺栓孔与轮毂连接；将辅助吊带与延长工装的起吊点连接；

S3、主吊车吊起主吊具，辅助吊车配合主吊车，在近地面处，通过辅助吊带实现轮毂的空中90度翻转；

S4、翻转完成后，在近地面处将轮毂吊装翻转辅助装置拆卸落地；

S5、主吊具在空中完成与机舱主轴对接后，在空中拆卸主吊具并用主吊车运至地面。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，具有多功能性。其适用于单叶片吊装领域轮毂运输及翻转作业、吊装的环节，可实现一套装置多项功能。轮毂吊装翻转装置的轮毂运输底座在没有连接延长工装时可作为轮毂的运输底座；在需要对轮毂进行近地面翻转作业前，在轮毂运输底座上安装延长工装即组成轮毂吊装翻转辅助装置，与主吊具共同配合后可完成轮毂的翻转动作。

2、本发明的轮毂吊装翻转辅助装置安装及拆卸方便。延长工装可随用随安，可实现一套装置多个机位的反复利用，既节约成本又装卸方便。

3、本发明的轮毂吊装翻转辅助装置体积小、运输方便。目前已有的单叶片吊装轮毂翻转辅助装置多为一体式翻转平台设计，这样的翻转平台需要在轮毂翻转时与地面接触，起到支点的作业，所以平台长度较大、重量较重才能保证轮毂罩在翻转全过程不碰到地面，这样体积和重量都较大的翻转平台在运输和拆卸过程中都不方便。而发明的轮毂吊装翻转辅助装置，可以对延长工装拆卸后独立运输且运输底座本体的外径小于轮毂罩，在运输和吊装时具有较强的便捷性。

4、本发明的轮毂吊装翻转辅助装置可实现平台化机型轮毂通用的目的。轮毂因不同机型、不同叶片叶根法兰直径和主轴连接法兰直径的不同产生差异，这就给轮毂吊装翻转装置的设计提出一定难度。本发明的轮毂吊装翻转辅助装置的设计通过对轮毂运输底座与主轴对接面增设不同外圆直径的螺栓孔，实现一个平台不同机型轮毂运输底座的通用；通过对延长工装与轮毂运输底座螺栓连接点增设多处不同尺寸的点位或延长工装的长度可调性，可根据不同轮毂罩外径调整起吊点与轮毂运输底座之间的长度，从而实现平台化机型轮毂吊装翻转辅助装置的通用。通过上述两个主要组件的通用，最终使本发明所述的轮毂吊装翻转辅助装置实现平台化全部机型轮毂的通用性。

5、本发明轮毂吊装翻转辅助装置安全性可靠。单叶片吊装的轮毂吊装翻转辅助装置设计思路还可以遵循：通过外置的辅助吊具安装到轮毂变桨轴承处，像主吊具一样借助变桨轴承螺栓孔进行辅助吊具的紧固，但当轮毂完成翻转动作后，除主吊具安装轮毂面以外的另外两个轮毂面对应的外置辅助吊具的拆卸较为复杂，一旦拆卸不妥会导致辅助吊具砸坏轮毂罩而带来不小损失。本发明的轮毂吊装翻转辅助装置中轮毂运输底座和延长工装安装点位都不涉及变桨轴承，故而没有在拆卸时损伤轮毂罩的风险，这样的设计既保障了设备的安全性又保障了人员作业的安全性。

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是本发明一实施例中的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置的主视图；

图2是本发明一实施例中的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置的侧视图；

图3是本发明中利用低风速风电机组轮毂吊装系统进行轮毂吊装的方法流程图。

具体实施方式

本实施例提供了一种低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其属于一种多功能装置，同时具有轮毂运输及辅助翻转功能，两个功能合为一体。配合图1、2所示，该装置包括轮毂运输底座1及可拆卸连接在轮毂运输底座1上的两个延长工装2；其中，轮毂运输底座1的上端设置有螺栓孔11，螺栓孔11用于与轮毂的主轴连接端螺栓孔对接；延长工装2上设置有起吊点21且延长工装2的延伸方向与轮毂的主轴连接端中轴线垂直；延长工装2用于吊装过程中作为连接吊点并使轮毂的主轴连接端面能从水平状态翻转90度变成垂直状态，以利于后期与机舱主轴的空中对接。

考虑到轮毂运输底座1截圆直径较大，在实际轮毂运输过程中不便于携带延长工装2整体运输，故设计独立的可拆卸的延长工装，两者采用螺栓3进行连接，在吊装现场临时将延长工装2与轮毂运输底座1进行螺栓连接紧固，在轮毂需要翻转前，将辅助吊车的辅助吊带紧固于延长工装2的起吊点21，起吊轮毂过程中，主吊车吊点系于轮毂主吊具上，与辅助吊带进行配合，最终实现轮毂的翻转。

作为延长工装2，为了使其结构稳定性强，从结构形式上，优选采用H型延长工装，当然也可以采用如A字型X字型等其他结构形式，为了保证轮毂在起吊及翻转全过程顺利进行，须采用两个H型延长工装。每个H型延长工装一端与轮毂运输底座1通过螺栓3连接；另一端设有起吊点21，起吊点21优选吊孔形式，通过吊带可将轮毂本体和辅吊车进行连接。

下面对利用上述轮毂吊装翻转辅助装置进行轮毂运输、现场吊装翻转等过程进行详细说明。

运输时，将轮毂的主轴连接端螺栓孔与轮毂运输底座1上端的螺栓孔11一一对应，通过螺栓连接，然后将安装有轮毂的轮毂运输底座1吊装至运输车上，当然也可以将两者直接在运输车上进行装配。在轮毂运输过程中轮毂运输底座1的设置是方便轮毂(含轮毂罩)的吊装运输。轮毂运输底座1优选呈圆台型，沿所述轮毂运输底座外周均匀设置有多个吊钩12，优选地，相邻吊钩12的开口方向相反，此种设置可以方便轮毂运输底座的吊装。另外，为了方便运输，轮毂运输底座1的外圆直径优选小于轮毂的轮毂罩的截圆直径。此种设置，配合延长工装，可实现运输方便且吊装现场不会对轮毂罩等产生损坏。

到吊装现场时，可将上述轮毂吊装翻转辅助装置配合一般轮毂吊装系统中的主吊车、主吊具、辅助吊车、辅助吊带一起工作，其中主吊具现有设计有多种形式，如可采用背景技术中提到的具有液压活塞杆的主吊具，其借用变桨轴承螺栓孔与轮毂主吊具进行螺栓连接。

配合图3所示，具体地，吊装现场包括如下步骤：

S1、将延长工装2与安装有轮毂的轮毂运输底座1在吊装现场进行现场组装；

S2、将主吊具通过变桨轴承螺栓孔与轮毂连接；将辅助吊带与延长工装2的起吊点21连接；辅助吊带采用4个，分别与延长工装2上的起吊点21连接；吊带长度相同。

S3、主吊车吊起主吊具，辅助吊车配合主吊车，在近地面处，通过辅助吊带实现轮毂的空中90度翻转；

S4、翻转完成后，在近地面处将轮毂吊装翻转辅助装置拆卸落地；

S5、主吊具在空中完成与机舱主轴对接后，在空中拆卸主吊具并用主吊车运至地面，至此完成轮毂的翻转及对接机舱的任务。

通过以上过程，实现了轮毂的运输、翻转、吊装的工作。

作为优选地，轮毂吊装翻转辅助装置中，在其轮毂运输底座1的上端可设置多圈不同外圆直径的螺栓孔11，分别用于与不同型号或尺寸的轮毂配合，满足轮毂因不同机型、不同叶片叶根法兰直径和主轴连接法兰直径的不同产生差异，进而实现了一个平台不同机型轮毂运输底座的通用；

作为优选地，通过延长工装与轮毂运输底座之间增设多个不同位点的连接点或延长工装自身的长度可调，可根据不同轮毂罩外径调整起吊点与轮毂运输底座之间的长度，从而实现平台化机型轮毂吊装翻转辅助装置的通用。

通过上述两个主要组件的通用，最终使本发明所述的轮毂吊装翻转辅助装置实现平台化全部机型轮毂的通用性。

综上所述，在单叶片吊装领域中轮毂的独立吊装至关重要，如果没有一套安全可靠、装卸便捷、功能多样的吊装系统，将很难完成轮毂的翻转和独立吊装任务。本发明主要是针对单叶片吊装项目轮毂吊装翻转辅助装置提出一种设计方案，在借用传统的轮毂运输底座的基础上，增加延长工装，即方便安装拆卸又可快速实现轮毂翻转辅助装置的作用，适于推广应用。

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 (7)

1.一种低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其特征在于，包括轮毂运输底座及两个延长工装，所述两个延长工装对称且可拆卸连接在所述轮毂运输底座上；

所述轮毂运输底座的上端设置有螺栓孔，所述螺栓孔用于与轮毂的主轴连接端螺栓孔对接；

所述延长工装上设置有起吊点且所述延长工装的延伸方向与轮毂的主轴连接端中轴线垂直；

所述延长工装呈H型，且所述H型延长工装的两个竖向支撑与轮毂运输底座可拆卸连接；

所述延长工装长度可调，或所述延长工装与轮毂运输底座有多个不同位点的连接点，使所述延长工装的起吊点与轮毂运输底座之间的长度可调；

所述轮毂运输底座呈圆台型，沿所述轮毂运输底座外周均匀设置有多个吊钩，相邻所述吊钩的开口方向相反。

2.根据权利要求1所述的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其特征在于，所述延长工装通过螺栓与轮毂运输工装可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其特征在于，所述轮毂运输底座的上端设置多圈不同外圆直径的螺栓孔，分别用于与不同型号或尺寸的轮毂配合。

4.根据权利要求1或2所述的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其特征在于，所述轮毂运输底座的外圆直径小于轮毂的轮毂罩的截圆直径。

5.根据权利要求1或2所述的低风速风电机组轮毂吊装翻转辅助装置，其特征在于，所述起吊点为位于延长工装端部的吊孔。

6.一种低风速风电机组轮毂吊装系统，其特征在于，包括主吊车、主吊具、辅助吊车、辅助吊带，其特征在于，还包括权利要求1-5任一项所述的轮毂吊装翻转辅助装置。

7.利用权利要求6所述的低风速风电机组轮毂吊装系统进行轮毂吊装的方法，其特征在于，包括：

S1、将延长工装与安装有轮毂的轮毂运输底座在吊装现场进行现场组装；

S2、将主吊具通过变桨轴承螺栓孔与轮毂连接；将辅助吊带与延长工装的起吊点连接；

S3、主吊车吊起主吊具，辅助吊车配合主吊车，在近地面处，通过辅助吊带实现轮毂的空中90度翻转；

S4、翻转完成后，在近地面处将轮毂吊装翻转辅助装置拆卸落地；

S5、主吊具在空中完成与机舱主轴对接后，在空中拆卸主吊具并用主吊车运至地面。