CN111637020B - 一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法，属于风电装置技术领域；包括底座，该底座设置有可变连接块，该底座上还设置有旋转臂，该旋转臂通过动力系统可上下转动的装配于底座上，该底座与旋转臂之间还设置有旋转盘以实现旋转臂转动；本发明可以实现非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线依次调整到水平位置，进而实现风力发电机组的单叶片水平吊装，同时，本发明的装置通用性强，适用于多款不同尺寸的风力发电机组机型；结构简单，安装操便捷，维护简单，能将非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，实现风力发电机组在水平位置进行单叶片吊装。

Description

一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法，属于风电装置技术领域。
背景技术
目前风力发电机组叶片安装，都是在风场机位地面平台或海上作业平台将三支叶片与轮毂组装成为风轮整体，然后利用吊车将风轮整体起吊到高空完成风轮的对接工作。
单叶片吊装技术一改传统风轮组装模式，叶片与轮毂由地面组装升级为空中组对，采用单支叶片单独吊装并在空中完成与轮毂对接安装，一般风机的三支叶片需要吊装三次。单叶片吊装的装配工艺要求较高，为降低对吊装作业装备的吊高性能要求，将高空作业风险降至最低，每支叶片需在水平方向与轮毂对接，因此在每支叶片安装前均需将轮毂进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线处于接近水平的某个角度。单叶片吊装时，需要使用盘车装置让风轮旋转，可以将处于超高转矩的风轮进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线调整到要求的位置，吊装安装完一支叶片后将轮毂调整到下一支叶片组对的位置，相继完成三支叶片的组装。
目前国内的风力发电机组盘车装置，几乎仅适用于处于平衡状态(即三支叶片全部安装完成)的风轮盘车。对处于非平衡状态超高转矩的风轮盘车装置，国内尚无对应的产品，进口的盘车装置结构复杂、安装繁琐、费用高昂、维护困难，且需预留安装平台和机械接口，风机产品自身结构需做较大调整。因此需要开发一款风力发电机组盘车装置，以便满足大直径风轮的单叶片吊装，降低吊装作业面积，延长吊装作业窗口期，降低吊装成本。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种风电机组盘车装置及单叶片吊装方法，可以实现非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线依次调整到水平位置，进而实现风力发电机组的单叶片水平吊装。
本发明采用的技术方案如下：
一种风力发电机组盘车装置，包括底座，该底座设置有可变连接块，该底座上还设置有旋转臂，该旋转臂通过动力系统可上下转动的装配于底座上，该底座与旋转臂之间还设置有旋转盘以实现旋转臂转动，所述旋转盘可转动的装配于底座上，通过旋转盘可带动旋转臂绕回转中心旋转，该旋转臂的端部还设置有吊点快速连接结构以便于连接吊钩和揽风系统。
进一步的，该动力系统为伸缩杆，该动力系统的一端部装配于旋转盘上，另一端部连接装配旋转臂，旋转臂可上下转动的装配于旋转盘上。
进一步的，所述旋转盘上设置有装配部，该装配部中部具有用于装配旋转臂的容腔，该装配旋转臂与装配部之间通过装配轴装配以实现旋转臂的上下转动。
进一步的，所述装配部与旋转臂之间还设置有限位机构以提高旋转臂的安全性。
进一步的，所述限位机构包括设置于装配部的挡板，通过该挡板与旋转臂的上侧面配合以实现限位的效果。
进一步的，所述挡板与装配部为一体制成。
进一步的，该可变连接块为可拆卸装配于底座上，通过可拆卸连接以实现更换可变连接块，从而适应不同环境的装配。
进一步的，还包括安全护栏，该安全护栏装配于底座上以及旋转臂上。
进一步的，所述旋转盘可转动的装配于底座上，通过旋转盘可带动旋转臂绕回转中心旋转。
一种风力发电机组单叶片吊装方法，包括以下步骤：
S1、安装风力发电机组盘车装置，利用吊钩和揽风系统，从轮毂初始状态使其旋转，使第一支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后水平吊、装第一支叶片；
S2、风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°；
S3、将揽风系统连接至盘车装置的吊点连接装置，利用已安装的第一支叶片的重力作用和揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转60°，使第二支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后移除揽风系统的连接，水平吊、装第二支叶片；
S4、操控盘车装置，使其旋转臂旋转至与底座装配为初始位置，然后将盘车装置绕叶片轴线旋转180°，再次操控盘车装置，使其旋转臂旋转处于水平位置，将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置；
S5、借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，锁定风轮，操控盘车装置，使其旋转臂旋转水平状态后移除揽风系统和吊钩；
S6、风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°；
S7、将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置，借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，使第三支叶片的安装位轴线为水平状态，锁定风轮，拆除盘车装置，水平吊、装第三支叶片。
进一步的，在进行步骤1时，未安装叶片的风力发电机组整体吊装完成后，轮毂上叶片安装位姿态呈“Y”字形。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法可以实现非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线依次调整到水平位置，进而实现风力发电机组的单叶片水平吊装，同时，本发明的装置通用性强，适用于多款不同尺寸的风力发电机组机型；结构简单，安装操便捷，维护简单，能将非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，实现风力发电机组在水平位置进行单叶片吊装。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明盘车装置的初始状态结构示意图；
图2是本发明盘车装置旋转臂转动后的结构示意图；
图3是本发明发电机组轮毂初始状态的结构示意图；
图4是安装盘车装置并盘车至第一支叶片轴线水平状的结构示意图；
图5是水平安装第一支叶片的结构示意图；
图6是机组偏航180°后的结构示意图；
图7和图8是盘车装置盘车至第二支叶片轴线水平状态的结构示意图(包括局部放大和整体结构图)；
图9和图10是水平安装第二支叶片的结构示意图；
图11是盘车装置旋转臂旋转，盘车装置绕回转中心旋转180°的结构示意图；
图12和图13是盘车装置盘车至第一支叶片竖直向下状态的结构示意图；
图14和图15是机组偏航180°后的结构示意图；
图16和图17是盘车装置盘车至第三支叶片轴线水平状态的结构示意图；
图18和图19是水平安装第三支叶片的结构示意图
图中标记：1-底座、2-可变连接块、3-旋转臂、4-动力系统、5-旋转盘、6-吊点快速连接结构、7-装配部、8-挡板、9-安全护栏、10-控制箱。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例
一种风力发电机组盘车装置，如图1-图2所示，包括底座1，该底座设置有可变连接块2，该底座上还设置有旋转臂3，该旋转臂通过动力系统4可上下转动的装配于底座上，该底座与旋转臂之间还设置有旋转盘5以实现旋转臂转动，所述旋转盘可转动的装配于底座上，通过旋转盘可带动旋转臂旋转，该旋转臂的端部还设置有吊点快速连接结构6以便于连接吊钩和揽风系统。
本实施例中，通过对发电机组盘车装置解决了目前风力发电机组叶片装配需要在装配完善后再吊装装配的问题，通过盘车装置可以实现装配轮毂后一次装配叶片，同时，利用该装置的设计有效的提高了装配的安全性能，尤其是在对于整个叶片装置进行吊装的过程中，三个叶片加上轮毂，加大了吊装的重量，其危险系数是非常高的，而本设计有效的解决了吊装的重量，对于操作来说，其操作便捷，也解决了现场施工的麻烦。
作为进一步的设计，该动力系统为伸缩杆，该动力系统的一端部装配于旋转盘上，另一端部连接装配旋转臂，旋转臂可上下转动的装配于旋转盘上。作为具体的设计，该伸缩杆可以问电动伸缩杆，也可以为液压伸缩杆。在装配的结构设计上，该伸缩杆与旋转盘装配连接的位置上为铰接，该伸缩杆与旋转臂之间的装配关系也为铰接关系。通过该方式的设计有效的实现旋转臂的转动以及角度调整。
作为进一步的设计，所述旋转盘上设置有装配部7，该装配部中部具有用于装配旋转臂的容腔，该装配旋转臂与装配部之间通过装配轴装配以实现旋转臂的上下转动。其结构是类似于铰接的结构，或者说，该结构为铰接，以图2为例，要实现其转动幅度的控制可以通过动力系统进行控制。
在上述的具体实施方式的设计基础上，作为更具体的设计，尤其是在加工过程中可能会存在一定的误差，对于旋转臂而言其幅度在初始状态下可能不会满足水平状态的要求，因此，所述装配部7与旋转臂之间还设置有限位机构以提高旋转臂的安全性。
而对于该限位机构作进一步的设计，作为具体的，所述限位机构包括设置于装配部的挡板8，通过该挡板与旋转臂的上侧面配合以实现限位的效果。该结构在机械领域当中属于较为常见的结构的，在旋转臂达到水平状态后，由于挡板与旋转臂的配合，能够有效实现阻挡的效果，保证旋转臂达到需要的状态。
作为更加具体的设计，所述挡板与装配部为一体制成。该结构也可以为分体式结构，并采用焊接的方式形成一体。作为该设计的主要目的是为了保证装配部的刚性，能够有效的保证整个装配部与旋转臂之间装配的安全性，尤其是在风力发电这种大型机组上，其安全性是非常重要的。
作为更加具体的设计，该吊点快速连接结构为设置于旋转臂端部上的具有两个装配孔的连接件，通过该连接件连接吊钩或者/和揽风系统来实现盘车装置的效果。
进一步的，该可变连接块为可拆卸装配于底座上，通过可拆卸连接以实现更换可变连接块，从而适应不同环境的装配。作为该可变连接块的设计，在结构设计上，由于轮毂会存在尺寸的差异，而对于盘车是需要其具备通用性的，在作为装配的结构设计上，利用可变连接块来实行盘车的通用性能，通过对不同的尺寸的轮毂进行更换不同尺寸的可变连接块以实现其通用性。装配后通过吊装和揽风系统有效的通过盘车装置实现轮毂的转动。
作为更加具体的设计，由于盘车装置是需要人在上面进行操作的，为了保证其安全，还包括安全护栏9，该安全护栏装配于底座上以及旋转臂上。作为具体的描述，所述安全护栏分为两段，一段是设置在底座上的，一段是设置在旋转臂上的，是需要保持其独立性，保证旋转臂的灵活操作性能。
作为更加具体的设计，所述旋转盘可转动的装配于底座上，初始状态时，通过旋转盘可带动旋转臂绕回转中心旋转。作为更加具体的设计，在盘车装置的设计上，由于安装的需要，会存在盘车装置为相反的方向进行装配，作为具体的设计，采用该设计能够有效的实现盘车装置的方向调整。其实，作为具体的设计，盘车装置可以通过轮毂上的装配可实现转动，也可以采用本设计的结构进行转动，但是为了增强其自身的通用性，因此，可才用本设计的结构，而作为更加具体的描述，转动盘可装配于驱动电机上，通过对电机的控制来实现转动盘的转动，通过转动盘的转动来调整旋转臂的转动效果。
作为更加具体的设计，为了更好的控制整个盘车装置的动作过程，在具体的结构设计上，在底座用于装配轮毂上的侧面上还设置有控制箱。作为具体的设计，该控制箱为常用控制箱，主要用于控制盘车装置的动作过程。
实施例2
一种风力发电机组单叶片吊装方法，如图3-图19所示，包括以下步骤：
S1、如图4和图5所示，安装风力发电机组盘车装置，利用吊钩和揽风系统，从轮毂初始状态使其旋转，使第一支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后水平吊、装第一支叶片；
S2、如图6所示，风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°(即为机组偏航180°)；
S3、如图7-图10所示，将揽风系统连接至盘车装置的吊点连接装置，利用已安装的第一支叶片的重力作用和揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转60°，使第二支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后移除揽风系统的连接，水平吊、装第二支叶片；
S4、如图11-图13操控盘车装置，使其旋转臂旋转至与底座装配为初始位置，然后将盘车装置绕叶片轴线旋转180°，再次操控盘车装置，使其旋转臂旋转处于水平位置，将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置；
S5、借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，锁定风轮，操控盘车装置，使其旋转臂旋转水平状态后移除揽风系统和吊钩；
S6、如图14和图15所示，风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°；
S7、如图16-图19所示，将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置，借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，使第三支叶片的安装位轴线为水平状态，锁定风轮，拆除盘车装置，水平吊、装第三支叶片。
作为具体的设计，如图3所示，在进行步骤1时，未安装叶片的风力发电机组整体吊装完成后，轮毂上叶片安装位姿态呈“Y”字形。作为具体的描述，步骤1中的轮毂初始状态为“Y”字形。
具体的，步骤S4中，使其旋转臂旋转至与底座装配为初始位置即为：其旋转臂转动至与叶片轴线为平行状态。
在上述的吊装方法中，尤其是要注意的是，叶片的安装是需要轮毂的安装位为水平方向，在吊装和装配式有利于机组的快速装配，同时，盘车的设计为了便于操作，在进行每一个工序操作时，非采用轮毂的作用下都是需要由人来操作的情况下均为使旋转臂保持在水平方向，从而有效的实现了整个装配的效率以及安全性。
综上所述，本发明一种风力发电机组盘车装置及单叶片吊装方法可以实现非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，使得与叶片对接的轮毂安装面轴线依次调整到水平位置，进而实现风力发电机组的单叶片水平吊装，同时，本发明的装置通用性强，适用于多款不同尺寸的风力发电机组机型；结构简单，安装操便捷，维护简单，能将非平衡状态处于超高转矩的风轮进行盘车，实现风力发电机组在水平位置进行单叶片吊装。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种风力发电机组盘车装置，其特征在于：包括底座（1），该底座设置有可变连接块（2），该底座上还设置有旋转臂（3），该旋转臂通过动力系统（4）可上下转动的装配于底座上，该底座与旋转臂之间还设置有旋转盘（5）以实现旋转臂转动，所述旋转盘可转动的装配于底座上，通过旋转盘可带动旋转臂旋转，该旋转臂的端部还设置有吊点快速连接结构（6）以便于连接吊钩和揽风系统；
所述旋转盘上设置有装配部（7），该装配部中部具有用于装配旋转臂的容腔，该装配旋转臂与装配部之间通过装配轴装配以实现旋转臂的上下转动；
所述装配部（7）与旋转臂之间还设置有限位机构以提高旋转臂的安全性；
还包括安全护栏（9），该安全护栏装配于底座上以及旋转臂上。
2.如权利要求1所述的一种风力发电机组 盘车装置，其特征在于：该动力系统（4）为伸缩杆，该动力系统（4）的一端部装配于旋转盘上，另一端部连接装配旋转臂，旋转臂可上下转动的装配于旋转盘上。
3.如权利要求1所述的一种风力发电机组 盘车装置，其特征在于：所述限位机构包括设置于装配部的挡板（8），通过该挡板与旋转臂的上侧面配合以实现限位的效果。
4.如权利要求1所述的一种风力发电机组 盘车装置，其特征在于：该可变连接块为可拆卸装配于底座上，通过可拆卸连接以实现更换可变连接块，从而适应不同环境的装配。
5.如权利要求1所述的一种风力发电机组 盘车装置，其特征在于：所述旋转盘可转动的装配于底座上，初始状态下，通过旋转盘可带动旋转臂绕回转中心旋转。
6.一种风力发电机组单叶片吊装方法，采用权利要求1-5任一项所述的一种风力发电机盘车装置，其特征在于：包括以下步骤：
S1、安装风力发电机组盘车装置，利用吊钩和揽风系统，从轮毂初始状态使其旋转，使第一支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后水平吊、装第一支叶片；
S2、风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°；
S3、将揽风系统连接至盘车装置的吊点连接装置，利用已安装的第一支叶片的重力作用和揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转60°，使第二支叶片安装位轴线为水平状态，锁定风轮后移除揽风系统的连接，水平吊、装第二支叶片；
S4、操控盘车装置，使其旋转臂旋转至与底座装配为初始位置，然后将盘车装置绕叶片轴线旋转180°，再次操控盘车装置，使其旋转臂旋转处于水平位置，将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置；
S5、借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，锁定风轮，操控盘车装置，使其旋转臂旋转水平状态后移除揽风系统和吊钩；
S6、风力发电机组机舱绕塔筒中心旋转180°；
S7、将揽风系统和吊钩连接至吊点快速连接装置，借助盘车装置自重，利用揽风系统牵引盘车装置，使轮毂旋转30°，使第三支叶片的安装位轴线为水平状态，锁定风轮，拆除盘车装置，水平吊、装第三支叶片。
7.如权利要求6所述的一种风力发电机组单叶片吊装方法，其特征在于：在进行步骤1时，未安装叶片的风力发电机组整体吊装完成后，轮毂上叶片安装位姿态呈“Y”字形。
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