CN111749858B - 用于维修和更换风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法 - Google Patents

用于维修和更换风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于维修和更换用于风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法。偏航轴承维修和更换系统具有支承支架。支承支架包括基座组件和从基座组件垂直地延伸的至少一个支承柱。支承支架还包括：至少一个第一柱帽，其可移除地联接到支承柱；以及至少一个调平器，其可操作地联接到至少一个第一柱帽，以用于建立支承表面相对于水平平面的平直取向。

Description

用于维修和更换风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于维修和更换用于风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源中的一种，且在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括联接到齿轮箱和发电机的转子组件。转子组件和齿轮箱安装在位于机舱内的台板(bedplate)支承框架上。更具体地，在许多风力涡轮中，齿轮箱经由一个或多个转矩臂或臂而安装到台板。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片传递呈旋转能的形式的动能，以便转动使转子叶片联接到齿轮箱或直接联接到发电机(如果未使用齿轮箱)的轴。发电机然后将机械能转换成可部署到公用电网的电能。
为了使转子叶片相对于风的方向而适当地取向，风力涡轮典型地包括一个或多个偏航驱动机构，偏航驱动机构构造成接合用于使机头或机舱相对于塔架而旋转的偏航轴承。在风力涡轮的寿命周期期间，可能有必要维修或替换偏航轴承。然而，偏航轴承典型地是在制造过程中安装的首要物件中的一个，并且，通常通过使机头倒置并且使偏航轴承降低就位而完成安装。由于组装的机头总体上重量为至少70吨，因而在现场使机头倒置是不切实际的。结果，使用已知的方法来维修或更换偏航轴承典型地涉及将过大的载荷运输到能够执行必要的操作的设施，这显著地增加了操作的复杂性。
另外，有时可合乎期望的是，利用不同的模型机头来替换现有塔架上的现有机头。为了完成该修理，可能需要定制的偏航轴承来促进替换机头与现有塔架的联接。可合乎期望的是，在现场安装该定制的偏航轴承。然而，对于该升级操作，存在上文中所讨论的相同困难。
鉴于前面提到的内容，本领域一直在寻求用于在现场修理和/或替换用于风力涡轮的机头中的偏航轴承的新的并且改进的系统和方法。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而了解。
在一个方面，本公开涉及一种用于风力涡轮的机头的偏航轴承维修和更换系统。偏航轴承维修和更换系统包括支承支架。支承支架包括基座组件和从基座组件垂直地延伸的至少一个支承柱。至少一个支承柱具有联接到基座组件的第一柱端和相反的第二柱端。支承支架还包括至少一个第一柱帽，第一柱帽可移除地联接到第二柱端。(一个或多个)第一柱帽限定用于支承偏航轴承的至少部分的第一支承表面。第一支承表面限定具有比偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径的至少部分。支承支架进一步包括至少一个调平器，调平器可操作地联接到(一个或多个)第一柱帽，以用于建立支承表面相对于水平平面的平直(level)取向。
在一个实施例中，偏航轴承维修和更换系统可进一步包括用于提升和调平机头的调平-提升组件。调平-提升组件可联接在提升设备与机头的台板支承框架之间，以便在相对于水平平面的平直平面上支承并且调平偏航轴承界面。在某些情况下，偏航轴承可具有相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。在额外的实施例中，(一个或多个)调平器可包括一个或多个顶托(jacking)特征。在这样的实施例中，顶托特征中的至少一个可取向成使得(一个或多个)第一柱帽的第一支承表面具有相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。
在另一实施例中，支承支架还可包括至少一个压力传感器，压力传感器可操作地联接到(一个或多个)第一柱帽，以便检测由(一个或多个)第一柱帽支承的重量。在额外的实施例中，偏航轴承维修和更换系统还可包括工具组件，工具组件包括支承臂和工具装置。支承臂可包括可旋转地联接到基座组件的第一端和相反的第二端。第二端可包括用于支承用于对由支承支架支承的偏航轴承起作用的工具装置的夹具。在这样的实施例中，支承臂可构造成使得工具装置与偏航轴承接触，以便对偏航轴承起作用。
在又一实施例中，偏航轴承维修和更换系统还可包括限定第二支承表面的至少一个第二柱帽。(一个或多个)第二柱帽可限定具有比另一偏航轴承的内座圈的外径更大的直径的至少部分。在额外的实施例中，(一个或多个)第二柱帽可替换(一个或多个)第一柱帽。在另外的实施例中，第一柱帽或第二柱帽还可包括更换导销，更换导销分别联接到第一支承表面和第二支承表面并且从第一支承表面和第二支承表面竖直地延伸。第一柱帽或第二柱帽还可各自包括具有第一厚度的第一支承部分，第一支承部分定位于具有第二厚度的第二支承部分的径向内侧。在某些实施例中，第二厚度可大于第一厚度。
在另外的实施例中，偏航轴承维修和更换系统还可包括偏航圆盘(puck)固持器系统，偏航圆盘固持器系统用于在偏航轴承的维修和更换期间将机头的一个或多个偏航圆盘固持于机头的台板支承框架内。在某些实施例中，基座组件还可包括多个基座节段。
在另一方面，本公开涉及一种用于在风力涡轮场地处维修或更换组装于风力涡轮的机头中的现有偏航轴承的方法。该方法包括：将用于机头的支承件定位于风力涡轮场地处的工作位置处；以及经由可操作地联接到支承件的多个调平器来调平由支承件限定的支承平面。该方法还包括：使调平-提升组件联接到机头；以及经由调平-提升组件来将机头调平成直立悬挂取向，使得现有偏航轴承定位于平直水平平面上。该方法进一步包括：将所悬挂的机头定位于支承件的上方，使得现有偏航轴承在支承件的上方对准；以及使机头降低到支承件上，使得机头的至少部分由支承件支承。此外，该方法包括使现有偏航轴承从机头脱离，使得现有偏航轴承安置于支承件上。另外，该方法包括经由调平-提升组件来将机头从支承件提升，使得现有偏航轴承依然位于支承件上。该方法还包括替换和/或修理现有偏航轴承。此外，该方法包括使所修理或替换的偏航轴承与机头对准。另外，该方法包括：使机头降低到定位于支承件上的所修理或替换的偏航轴承上；以及使所修理或替换的偏航轴承联接到机头。
在一个实施例中，支承件可为支承支架，并且，替换和/或修理现有偏航轴承还可包括：将现有偏航轴承从支承支架移除；以及利用至少一个第二柱帽来更换位于支承支架的至少一个支承柱的顶上的至少一个第一柱帽。(一个或多个)第一柱帽限定用于支承现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面。第一支承表面限定比现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径。(一个或多个)第二柱帽限定用于支承不同的第二偏航轴承的第二支承表面。第二支承表面限定比第二偏航轴承的内座圈的外径更大的第二直径。在这样的实施例中，第二偏航轴承的外径可不同于现有偏航轴承的外径。该方法还可包括将第二偏航轴承定位于支承支架的(一个或多个)第二柱帽的顶上。
在另一实施例中，经由调平-提升组件来将机头调平成直立悬挂取向还可包括维持现有偏航轴承的平直平面相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。在额外的实施例中，经由可操作地联接到支承件的多个调平器来调平由支承件限定的支承平面还可包括：对一个或多个顶托特征进行致动；以及维持所支承的支架的支承平面相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。
在特定实施例中，使所修理和/或替换的偏航轴承与机头对准可进一步包括将机头的台板支承框架的多个对准销通过所修理和/或替换的偏航轴承的内座圈孔图案或外座圈孔图案中的至少一个的对应的通孔而插入。在额外的实施例中，将用于机头的支承件定位于风力涡轮场地处的工作位置处还可包括由多个基座节段组装支承支架的基座组件。
在至少一个实施例中，将用于机头的支承件定位于风力涡轮场地处的工作位置处可进一步包括将支承件定位于具有大于或等于预定阈值的承载能力的支承表面上。在某些实施例中，例如，预定阈值可大于或等于18000 kg/m²。在额外的实施例中，使所修理和/或替换的偏航轴承与机头对准还可包括使所修理和/或替换的偏航轴承的内座圈旋转。
在另一方面，本公开涉及一种用于在风力涡轮场地处对风力涡轮的现有机头进行升级的方法。该方法包括：将现有机头从风力涡轮的现有原位塔架的顶上移除；以及将用于升级机头的支承支架定位于风力涡轮场地处的工作位置处。该方法还可包括：经由可操作地联接到支承支架的至少一个调平器来将支承支架的支承平面相对于水平平面而调平；以及将第一偏航轴承定位于支承支架上。第一偏航轴承构造成与升级机头的台板支承框架兼容并且与原位现有塔架兼容。该方法还可包括使调平-提升组件联接到升级机头。另外，该方法可包括：将机头以直立悬挂取向定位在支承支架的上方；以及使机头与偏航轴承对准，使得升级机头的台板支承框架的偏航轴承界面部分相对于水平平面而平直。该方法可进一步包括：使升级机头降低到支承支架上；使第一偏航轴承联接到升级机头；以及将升级机头安装于风力涡轮的塔架的顶上。
在一个实施例中，升级机头可包括与升级机头的台板支承框架不兼容并且与现有塔架不兼容的现有偏航轴承。该方法可进一步包括：在将第一偏航轴承定位于支承支架上之前，使现有偏航轴承在位于支承支架的顶上的升级机头内对准；以及使现有偏航轴承从机头脱离。该方法还可包括：在现有偏航轴承依然位于支承支架上的情况下，将升级机头从支承支架提升；以及将现有偏航轴承从支承支架移除。该方法可进一步包括利用多个第二柱帽来更换位于支承支架的多个支承柱的顶上的多个第一柱帽。多个第一柱帽各自限定用于支承现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面。此外，第一支承表面一起布置成限定比现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径。多个第二柱帽各自限定用于支承第一偏航轴承的第二支承表面。第二支承表面一起布置成限定比第一偏航轴承的内座圈的外径更大的第二直径。第一偏航轴承的外径不同于现有偏航轴承的外径。
技术方案1. 一种用于风力涡轮的机头的偏航轴承维修和更换系统，其包括：
支承支架，其包括：
基座组件；
至少一个支承柱，其从所述基座组件垂直地延伸，所述至少一个支承柱具有联接到所述基座组件的第一柱端和相反的第二柱端；
至少一个第一柱帽，其可移除地联接到所述第二柱端，所述至少一个第一柱帽限定用于支承所述偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面限定具有比所述偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径的至少部分；以及
至少一个调平器，其可操作地联接到所述至少一个第一柱帽，以用于建立所述支承表面相对于水平平面的平直取向。
技术方案2. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
用于提升和调平所述机头的调平-提升组件，所述调平-提升组件联接在提升设备与所述机头的台板支承框架之间，以便在相对于所述水平平面的平直平面上支承并且调平偏航轴承界面，其中，所述偏航轴承具有相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
技术方案3. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个调平器包括一个或多个顶托特征，其中，所述至少一个或多个顶托特征取向成使得所述至少一个第一柱帽的所述第一支承表面具有相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
技术方案4. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述支承支架进一步包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器可操作地联接到所述至少一个第一柱帽，以便检测由所述至少一个第一柱帽支承的重量。
技术方案5. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
工具组件，其包括支承臂和工具装置，所述支承臂包括可旋转地联接到所述基座组件的第一端和相反的第二端，所述第二端包括用于支承用于对由所述支承支架支承的所述偏航轴承起作用的所述工具装置的夹具，其中，所述支承臂构造成使得所述工具装置与所述偏航轴承接触，以便对所述偏航轴承起作用。
技术方案6. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括限定第二支承表面的至少一个第二柱帽，所述至少一个第二柱帽限定具有比另一偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的直径的至少部分。
技术方案7. 根据技术方案6所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个第二柱帽替换所述至少一个第一柱帽。
技术方案8. 根据技术方案6所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个第一柱帽或第二柱帽进一步包括更换导销，所述更换导销分别联接到所述至少一个第一支承表面和第二支承表面并且从所述至少一个第一支承表面和第二支承表面竖直地延伸，所述至少一个第一柱帽或第二柱帽进一步包括具有第一厚度的第一支承部分，所述第一支承部分定位于具有第二厚度的第二支承部分的径向内侧，其中，所述第二厚度大于所述第一厚度。
技术方案9. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
偏航圆盘固持器系统，其用于在所述偏航轴承的维修和更换期间将所述机头的一个或多个偏航圆盘固持于所述机头的台板支承框架内。
技术方案10. 根据技术方案1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述基座组件进一步包括多个基座节段。
技术方案11. 一种用于在风力涡轮场地处维修或更换组装于风力涡轮的机头中的现有偏航轴承的方法，所述方法包括：
将用于所述机头的支承件定位于所述风力涡轮场地处的工作位置处；
经由可操作地联接到所述支承件的多个调平器来调平由所述支承件限定的支承平面；
使调平-提升组件联接到所述机头；
经由所述调平-提升组件来将所述机头调平成直立悬挂取向，使得所述现有偏航轴承定位于平直水平平面上；
将所悬挂的所述机头定位于所述支承件的上方，使得所述现有偏航轴承在所述支承件的上方对准；
使所述机头降低到所述支承件上，使得所述机头的至少部分由所述支承件支承；
使所述现有偏航轴承从所述机头脱离，使得所述现有偏航轴承安置于所述支承件上；
经由所述调平-提升组件来将所述机头从所述支承件提升，使得所述现有偏航轴承依然位于所述支承件上；
替换或修理所述现有偏航轴承；
使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准；
使所述机头降低到定位于所述支承件上的所修理或替换的所述偏航轴承上；
使所修理或替换的所述偏航轴承联接到所述机头。
技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述支承件是支承支架，并且其中，替换或修理所述现有偏航轴承进一步包括：
将所述现有偏航轴承从所述支承支架移除；
利用至少一个第二柱帽来更换位于所述支承支架的至少一个支承柱的顶上的至少一个第一柱帽，所述至少一个第一柱帽限定用于支承所述现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面限定比所述现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径，所述至少一个第二柱帽限定用于支承不同的第二偏航轴承的第二支承表面，所述第二支承表面限定比所述第二偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的第二直径，所述第二偏航轴承的所述外径不同于所述现有偏航轴承的所述外径；以及
将所述第二偏航轴承定位于所述支承支架的所述至少一个第二柱帽的顶上。
技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，经由所述调平-提升组件来将所述机头调平成所述直立悬挂取向进一步包括：
维持所述现有偏航轴承的平直平面相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
技术方案14. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，经由可操作地联接到所述支承件的所述多个调平器来调平由所述支承支架限定的所述支承平面进一步包括：对至少一个或多个顶托特征进行致动；以及维持所述支承支架的所述支承平面相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
技术方案15. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准进一步包括将所述机头的台板支承框架的多个对准销通过所修理或替换的所述偏航轴承的内座圈孔图案或外座圈孔图案中的至少一个的对应的通孔而插入。
技术方案16. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，将用于所述机头的所述支承件定位于所述风力涡轮场地处的所述工作位置处进一步包括由多个基座节段组装支承支架的基座组件。
技术方案17. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，将用于所述机头的所述支承件定位于所述风力涡轮场地处的所述工作位置处进一步包括将所述支承件定位于具有大于或等于预定阈值的承载能力的支承表面上，所述预定阈值大于或等于18000千克每平方米。
技术方案18. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准进一步包括使所修理或替换的所述偏航轴承的内座圈旋转。
技术方案19. 一种用于在风力涡轮场地处对风力涡轮的现有机头进行升级的方法，所述方法包括：
将所述现有机头从所述风力涡轮的现有原位塔架的顶上移除；
将用于升级机头的支承支架定位于所述风力涡轮场地处的工作位置处；
经由可操作地联接到所述支承支架的至少一个调平器来将所述支承支架的支承平面相对于水平平面而调平；
将第一偏航轴承定位于所述支承支架上，其中，所述第一偏航轴承构造成与所述升级机头的台板支承框架兼容并且与所述现有原位塔架兼容；
使调平-提升组件联接到所述升级机头；
将所述机头以直立悬挂取向定位在所述支承支架的上方并且定位成与所述偏航轴承对准，使得所述升级机头的所述台板支承框架的偏航轴承界面相对于所述水平平面而平直；
使所述升级机头降低到所述支承支架上；
使所述第一偏航轴承联接到所述升级机头；以及
将所述升级机头安装于所述风力涡轮的所述塔架的顶上。
技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其特征在于，所述升级机头包括与所述升级机头的所述台板支承框架不兼容并且与所述现有原位塔架不兼容的现有偏航轴承，所述方法进一步包括：
在将所述第一偏航轴承定位于所述支承支架上之前，使所述现有偏航轴承与位于所述支承支架的顶上的所述升级机头对准；
使所述现有偏航轴承从所述机头脱离；
在所述现有偏航轴承依然位于所述支承支架上的情况下，将所述升级机头从所述支承支架提升；
将所述现有偏航轴承从所述支承支架移除；
利用多个第二柱帽来更换位于所述支承支架的多个支承柱的顶上的多个第一柱帽，所述多个第一柱帽各自限定用于支承所述现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面一起布置成限定比所述现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径，所述多个第二柱帽各自限定用于支承所述第一偏航轴承的第二支承表面，所述第二支承表面一起布置成限定比所述第一偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的第二直径，所述第一偏航轴承的所述外径不同于所述现有偏航轴承的所述外径。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其部分的附图图示了本发明的实施例，并与描述一起用来阐释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，在附图中：
图1图示了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2图示了根据本公开的风力涡轮的机头的一个实施例的透视内部视图；
图3图示了根据本公开的偏航轴承的一个实施例的俯视图；
图4图示了根据本公开的构造成维修或更换偏航轴承的支承支架的一个实施例的透视图；
图5图示了根据本公开的支承偏航轴承的部分的柱帽的一个实施例的俯视图；
图6描绘了根据本公开的用于提升和调平机头的调平-提升组件的一个实施例的正视图；
图7描绘了根据本公开的由在图4的支承支架的上方悬挂的图6的调平-提升组件支承的机头的一个实施例的透视图；
图8描绘了根据本公开的在由图4的支承支架支承的图3的偏航轴承的上方悬挂的机头的一个实施例的透视图；
图9描绘了根据本公开的由图4的支承支架支承的机头的一个实施例的透视图，其特别地图示了工具组件；
图10图示了根据本公开的用于与图2的机头一起使用的偏航圆盘固持器系统的一个实施例的简化示意图；
图11图示了根据本公开的用于在风力涡轮场地处维修或更换组装于风力涡轮的机头中的现有偏航轴承的方法的一个实施例的流程图；以及
图12图示了根据本公开的用于在风力涡轮场地处对风力涡轮的现有机头进行升级的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。各个示例通过本发明的阐释而非本发明的限制的方式来提供。实际上，对于本领域技术人员而言将为明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出多种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分而图示或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生另外的其它实施例。因此，意图的是，本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。
总体上，本公开涉及一种用于维修或更换用于风力涡轮的机头或机舱的偏航轴承的系统和方法。可采用该系统以在风力涡轮场地处更换偏航轴承，而不必使机头倒置或移除机头的内部构件(诸如，齿轮箱、发电机或控制器)。该系统可包括构造成将偏航轴承以平直水平取向支承的支承支架。该系统还可包括用于提升和调平机头的调平-提升组件。在使用中，机头可放置于被调平的支承支架上，并且，使偏航轴承联接到机头的紧固件可被移除。然后，可通过调平-提升组件而将机头以平直构造提起，并且修理或替换偏航轴承。然后，机头可降低到由支承支架支承的偏航轴承上，并且，机头和偏航轴承两者可联接在一起。
现在参考附图，图1图示了根据本公开的风力涡轮100的一个实施例的透视图。如所示出的，风力涡轮100总体上包括从支承表面104延伸的塔架102、安装在塔架102上的包括外壳107的机头106，以及联接到机头106的转子108。转子108包括可旋转的毂110和联接到毂110且从毂110向外延伸的至少一个转子叶片112。例如，在所图示的实施例中，转子108包括三个转子叶片112。然而，在备选实施例中，转子108可包括多于三个或少于三个的转子叶片112。各个转子叶片112可围绕毂110隔开，以促进使转子108旋转，以使动能能够从风转变成可用的机械能，并且随后转变成电能。例如，毂110可以可旋转地联接到定位在外壳107内的发电机118(图2)，以容许产生电能。
风力涡轮100还可包括集中在机头106内的风力涡轮控制器114。然而，在其它实施例中，控制器114可位于风力涡轮100的任何其它构件内或风力涡轮外部的位置处。此外，控制器114可通信地联接到风力涡轮100的任何数量的构件，以便控制构件。如此，控制器114可包括计算机或其它合适的处理单元。因此，在若干实施例中，控制器114可包括合适的计算机可读指令，其在实施时将控制器114配置成执行多种不同的功能，诸如接收、传递和/或执行风力涡轮控制信号。
现在参考图2，图示了图1中所示出的风力涡轮100的机头106的一个实施例的简化内部视图。如所示出的，发电机118可联接到转子108，以用于由转子108所生成的旋转能来产生电功率。例如，如图示的实施例中所示出的，转子108可包括转子轴122，转子轴122联接到毂110以用于与毂110一起旋转。转子轴122继而可通过齿轮箱126而可旋转地联接到发电机118的发电机轴124，齿轮箱126通过可操作地联接到一个或多个支承元件144的一个或多个转矩臂142而连接到台板支承框架136。如通常所理解的，转子轴122可响应于转子叶片112和毂110的旋转来向齿轮箱126提供低速、高转矩输入。齿轮箱126于是可构造成将低速、高转矩输入转换成高速、低转矩输出，以驱动发电机轴124，且因此驱动发电机118。
各个转子叶片112还可包括桨距调整机构120，桨距调整机构120构造成使各个转子叶片112围绕其变桨轴线116旋转。此外，各个桨距调整机构120可包括变桨驱动马达128(例如，任何合适的电动马达、液压马达或气动马达)、变桨驱动齿轮箱130和变桨驱动小齿轮132。在这样的实施例中，变桨驱动马达128可联接到变桨驱动齿轮箱130，使得变桨驱动马达128将机械力施加到变桨驱动齿轮箱130。类似地，变桨驱动齿轮箱130可联接到变桨驱动小齿轮132以用于与其一起旋转。变桨驱动小齿轮132继而可与联接在毂110与对应的转子叶片112之间的变桨轴承134成旋转接合，使得变桨驱动小齿轮132的旋转引起变桨轴承134的旋转。因此，在这样的实施例中，变桨驱动马达128的旋转驱动变桨驱动齿轮箱130和变桨驱动小齿轮132，由此使变桨轴承134和转子叶片112围绕变桨轴线116旋转。
风力涡轮100还可包括通信地联接到控制器114的一个或多个偏航驱动机构138。(一个或多个)各个偏航驱动机构138可构造成通过接合风力涡轮100的偏航轴承140而改变机头106相对于风的角。偏航轴承140可使塔架102和机头106在偏航轴承界面146处联接。例如，如图3中所示出的，偏航轴承140可包括内座圈148和外座圈150。如此，偏航轴承140的内座圈148可安装到台板支承框架136，而偏航轴承140的外座圈150可安装到塔架102，或反过来。可通过使用合适的机械紧固件(诸如，螺母-螺栓组合、螺钉、钉、铆钉或其它合适的机械紧固装置)或通过合适的粘附剂或通过合适的安装技术(诸如，焊接或铜焊)而促进安装。在示例性实施例中，内座圈148可具有与台板支承框架136中的匹配的孔图案对应的内座圈孔图案152。类似地，外座圈150可具有与位于塔架102的顶上的匹配的孔图案对应的外座圈孔图案154。在示例性实施例中，偏航轴承140的旋转(诸如，内座圈148相对于外座圈150的旋转)可使机头106相对于塔架102而旋转。
更具体地，本文中所描述的偏航驱动机构138中的各个可包括偏航马达156，偏航马达156联接到偏航齿轮158(例如，小齿轮式齿轮)，偏航齿轮158构造成接合偏航轴承140(例如，外座圈150或内座圈148中的一个)。例如，偏航马达156可直接地(例如，通过输出轴(未示出))联接到偏航齿轮158，或通过联接在偏航马达156与偏航齿轮158之间的合适的齿轮组件而间接地联接到偏航齿轮158。如此，由偏航马达156生成的转矩可通过偏航齿轮158而传递并且施加到偏航轴承140，以容许机头106围绕塔架102旋转。例如，偏航齿轮158和外座圈150(如所示出的)或内座圈148可包括配合的齿160、螺纹或花键，并且，它们的配合可提供如所讨论的这样的接合和连接。
应当认识到，根据本公开，任何合适的轴承都可作为偏航轴承140而利用。例如，偏航轴承140可为普通轴承、滚子轴承、宝石轴承、流体轴承、磁轴承、挠曲轴承或任何其它合适的类型的轴承。在诸如图3中所描绘的一些示例性实施例中，偏航轴承可为回转环轴承。
现在参考图4，图示了用于与根据本公开的实施例的偏航轴承维修和更换系统200一起使用的支承支架202的透视图。如所示出的，支承支架202包括基座组件204和至少一个支承柱206，支承柱206从基座组件204垂直地延伸。(一个或多个)支承柱206可具有联接到基座组件204的第一柱端208和位于第一柱端208的相反端处的第二柱端210。至少一个第一柱帽212可以可移除地联接到第二柱端210。(一个或多个)第一柱帽212可限定用于支承偏航轴承140的至少部分的第一支承表面214。第一支承表面214可限定具有比偏航轴承140的内座圈148的外径(图3中的Do)更大的第一直径的至少部分。支承支架202还可包括至少一个调平器222，调平器222可以可操作地联接到(一个或多个)第一柱帽212，以用于建立支承表面214相对于水平平面(H)(图7)的平直取向。应当认识到，与临时组块(blocking)或脚手架形成对照，在偏航轴承维修和更换系统200中采用所公开的支承支架202可提高偏航轴承维修和更换操作的速度、可重复性以及安全性。然而，还应当认识到，本文中所公开的方法可与任何支承件(包括临时组块、脚手架或凹陷(excavation))一起来实践。
仍然参考图4，在至少一个实施例中，基座组件202还可包括可在风力涡轮场地处联接在一起的多个基座构件216。此外，基座组件204可配备有多个提升点218，以便实现将完全组装的支承支架202从风力涡轮场地处的第一位置运输到风力涡轮场地处的第二位置。基座组件204可由能够形成额定承受至少63500千克(kg)的静载荷的结构的任何合适的材料(诸如，工具钢)构建。例如，该结构可额定承受至少68040 kg。另外，该结构可额定承受小于或等于200000 kg。基座组件204的长度和宽度可选择成以便无倾翻地支承组装的机头106。例如，在其中支承支架202构造成支承1 MW级机头的实施例中，基座组件204可具有大于5米(m)与小于6 m之间的组装长度。另外，基座组件204可具有大于3 m与小于4 m之间的组装宽度。为了无倾翻地支承组装的机头106，支承支架202可定位于具有大于或等于17088.5 kg/m²(例如，大于或等于18000 kg/m²与390600 kg/m²之间)的预定承载能力的支承表面上。应当认识到，支承表面可包括例如压实土、起重机垫、混凝土、金属板、其它场地准备物或它们的组合。
仍然参考图4，支承支架202可包括支承(一个或多个)支承柱206的多个支撑元件220。(一个或多个)支承柱206可如基座组件204那样由任何合适的材料(诸如，工具钢)构建，使得(一个或多个)支承柱206可能够承受至少63500 kg(例如，大于或等于68040 kg与小于或等于200000 kg之间)的静载荷。在多种实施例中，支承支架202可包括多个支承柱206。例如，如图4中所示出的，支承支架202可包括以90°弧分离的四个支承柱206。在备选实施例中，可采用更少数量的支承柱206。例如，支承支架202可包括以120°的弧分离的三个支承柱206、以180°分离的两个支承柱206或甚至单个支承柱206。在另外的其它实施例中，可包括多于四个的支承柱206，以便充分地支承组装的机头106。另外，支承柱206可以以任何合适的构造布置，以便支承机头106。应当认识到，根据本公开的方面的备选实施例不限于具有相等直径或相等分布的支承柱206，而是可采用如为了安全地支承完全组装的机头106而可能需要的支承柱数量、直径以及分布的这样的组合。
现在参考图5，图示了根据本公开的支承偏航轴承140的部分的(一个或多个)第一柱帽212中的一个的俯视图。如图4和图5中所描绘的，(一个或多个)第一柱帽212可联接到(一个或多个)支承柱206的第二柱端210。(一个或多个)第一柱帽212可限定第一支承表面214，第一支承表面214可位于水平平面(H)上。(一个或多个)第一柱帽212可具有适形边缘226，适形边缘226可限定具有比内座圈148的外径(Do)更大的直径的部分。例如，具有由适形边缘226限定的直径的部分可比内座圈148的外径(Do)大1毫米(mm)与10 mm之间(例如，大于或等于2 mm与小于或等于8 mm之间)。在至少一个实施例中，(一个或多个)第一柱帽212可具有第一支承部分228，第一支承部分228可具有第一厚度(T1)。(一个或多个)第一柱帽212还可具有第二支承部分230，第二支承部分230可具有第二厚度(T2)。第二厚度(T2)可大于第一厚度(T1)。第二厚度(T2)与第一厚度(T1)之间的差可选择成使得第一支承部分228接触外座圈150的限定外座圈孔图案154的部分，而第二支承部分230接触偏航轴承齿160的部分。在额外的实施例中，(一个或多个)第一柱帽212可包括至少一个更换导销232，更换导销232联接到支承表面214并且从支承表面214竖直地延伸。(一个或多个)导销232可定位成由偏航轴承140的外座圈孔图案154接纳。在其中支承支架202构造有多个支承柱206的实施例中，至少两个第一柱帽212可装备有导销232，而剩余的第一柱帽212可不包括(一个或多个)导销232。
再次参考图4，在至少一个实施例中，偏航轴承维修和更换系统200还可包括至少一个第二柱帽234。(一个或多个)第二柱帽234可限定第二支承表面236。(一个或多个)第二柱帽234可联接到(一个或多个)支承柱206的第二柱端210。(一个或多个)第二柱帽234可具有适形边缘226，适形边缘226可限定具有比偏航轴承140(其与由(一个或多个)第一柱帽212支承的偏航轴承不同)的内座圈148的外径(Do)更大的直径的部分。例如，具有由适形边缘226限定的直径的部分可比另一偏航轴承140的内座圈148的外径(Do)大1 mm与10 mm之间(例如，大于或等于2 mm与小于或等于8 mm之间)。在另一实施例中，(一个或多个)第二柱帽234可具有第一支承部分228，第一支承部分228可具有第一厚度(T1)。(一个或多个)第一柱帽212还可具有第二支承部分230，第二支承部分230可具有比第一厚度(T1)更大的第二厚度(T2)。第二厚度(T2)与第一厚度(T1)之间的差可选择成使得第一支承部分228接触外座圈150的限定另一偏航轴承140的外座圈孔图案154的部分，而第二支承部分230接触偏航轴承齿160的部分。在额外的实施例中，(一个或多个)第二柱帽234可包括至少一个更换导销232，更换导销232联接到支承表面214并且从支承表面214竖直地延伸。(一个或多个)导销232可定位成由另一偏航轴承140的外座圈孔图案154接纳。在其中支承支架202构造有多个支承柱206的实施例中，至少两个第二柱帽234可装备有导销232，而剩余的第二柱帽234可不包括(一个或多个)导销232。
在另外的实施例中，(一个或多个)第二柱帽234可替换(一个或多个)第一柱帽212。在这样的实施例中，(一个或多个)第一柱帽212可构造成支承现有偏航轴承140，而(一个或多个)第二柱帽234可构造成支承不同的第二偏航轴承140。例如，支承支架202可构造有(一个或多个)第一柱帽212，以便促进将现有偏航轴承140从机头106移除。继将现有偏航轴承140从机头106移除之后，现有偏航轴承140可被移除，并且，(一个或多个)第一柱帽212可从支承支架202脱离。(一个或多个)第一柱帽212可与构造成支承不同的第二偏航轴承140的(一个或多个)第二柱帽234交换。在(一个或多个)第二柱帽234联接到支承支架202的情况下，支承支架202可构造成支承不同的第二偏航轴承140。第二偏航轴承140可放置于(一个或多个)第二柱帽234的支承表面236上，以便促进安装到机头106中。
仍然参考图4，应当认识到，(一个或多个)第一柱帽212和(一个或多个)第二柱帽234的水平尺寸可至少部分地由联接到基座组件204的支承柱206的数量确定。应当进一步认识到，当较少数量的支承柱206联接到基座组件204时，可合乎期望的是，增大(一个或多个)第一柱帽212和(一个或多个)第二柱帽234的水平尺寸，以便支承机头106。例如，在其中单个支承柱206联接到基座组件204的实施例中，可合乎期望的是，柱帽212、234限定具有比内座圈148的外径(Do)更大的直径的更大部分，使得柱帽212、234可限定大于45°(例如，大于180°)的弧。
如图4和图7中所描绘的，支承支架202可包括(一个或多个)调平器222，调平器222构造成建立由(一个或多个)第一支承表面214或(一个或多个)第二支承表面236限定的支承平面，该支承平面具有相对于水平平面(H)的小于或等于10°的偏差。例如，(一个或多个)调平器222可建立相对于水平平面(H)的小于或等于5°、更优选地小于或等于1°、还更优选地小于或等于0.5°的偏差。应当认识到，将支承表面214、236维持于相对于水平平面(H)的期望的平直度内可与本公开的其它方面联合而确保偏航轴承140在从机头106移除或插入到机头106中期间不与偏航齿轮158结合。
仍然参考图4，(一个或多个)调平器222可为多个顶托特征，这些顶托特征联接到基座组件204或通过基座组件204而联接且联接到与地面支承结构接触的多个轴承板(未示出)。例如，(一个或多个)调平器222可包括螺旋千斤顶或液压千斤顶。在一个实施例中，调平器222中的各个可额定支承例如大于46000 kg的预定载荷。在另一实施例中，一个调平器222可定位于基座组件204的各个拐角中。在备选实施例中，(一个或多个)调平器222可围绕基座组件204的周界而分布于其它合适的位置处。另外，(一个或多个)调平器222可联接在基座组件204的周界外侧。应当认识到，在基座组件204下方延伸的(一个或多个)调平器222的长度可在相对于水平平面的期望的平直度内建立支承平面。
应当认识到，联接到(一个或多个)调平器222的轴承板可使(一个或多个)调平器222的所支承的载荷分布在较宽广的接触区域上，并且可定尺寸成以便阻止下沉到具有18000 kg/m²的承载能力的表面中。例如，轴承板可具有矩形覆盖区，该矩形覆盖区具有大于800 cm与小于900 cm之间的长度和大于600 cm与小于700 cm之间的宽度。在至少一个实施例中，轴承板可构造成由叠架(cribbing)元件支承。叠架元件可联接在一起并且联接到轴承板，以便促进支承支架202在风力涡轮100的场地处重新定位。在另外的其它实施例中，轴承板可包括联接在成对的调平器222之间的成对的转轮。
在另外的实施例中，(一个或多个)调平器222可为与(一个或多个)支承柱206集成的高度调整机构。在这样的构造中，(一个或多个)调平器222可包括一个或多个顶托特征，顶托特征构造成使(一个或多个)柱帽212、234升高或降低，以便在相对于水平平面(H)的期望的平直度内建立支承平面。(一个或多个)调平器222的(一个或多个)顶托特征可包括例如弹簧、液压系统、螺旋千斤顶、棘轮系统、杠杆系统、楔系统或任何其它合适的机构。应当认识到，在某些实施例中，支承支架202可包括与(一个或多个)支承柱206集成的(一个或多个)调平器222和可操作地联接到基座组件204的(一个或多个)调平器222两者。
在额外的实施例中，支承支架202可包括可操作地联接到(一个或多个)第一柱帽212的至少一个压力传感器224。(一个或多个)压力传感器224可配置成检测由(一个或多个)第一柱帽212支承并且因而由(一个或多个)支承柱206支承的重量。在另一实施例中，(一个或多个)压力传感器224可联接到(一个或多个)支承柱206，而在额外的实施例中，(一个或多个)压力传感器224可联接到(一个或多个)柱帽212、234。在另外的实施例中，压力传感器224可与各个柱帽212、234集成，以便检测由支承柱206中的各个支承的重量。在支承柱206中的各个处检测到的重量的差异可用于标识所需的对(一个或多个)调平器222的调整。备选地，当可预期机头106的设计导致在偏航轴承界面146维持于平直平面上时的不均匀的重量分布时，所检测到的重量可与针对各个支承柱206的所预计的载荷比较。
仍然参考图4并且还参考图9，偏航轴承维修和更换系统200还可包括工具组件238。如所示出的，工具组件238可包括支承臂240和工具装置242。支承臂240可构造成支承工具装置242的重量。支承臂240可包括可旋转地联接到基座组件204的第一端244。支承臂240还可包括相反的第二端246。第二端246可包括用于支承工具装置242的夹具(未示出)。工具装置242可为用于对由支承支架202支承的偏航轴承140起作用的任何合适的工具装置(诸如，转矩装置、钻机、研磨机、抛光机或砂光机)。支承臂240可构造成具有360°工作弧并且使得工具装置242与偏航轴承140接触。应当认识到，工具组件238可通过在偏航轴承140的更换修理操作期间支承工具装置242的重量而在提高操作者速度和安全性的同时降低操作者的疲劳。
在额外的实施例中，如图4-10中所描绘的，偏航轴承维修和更换系统200可结合许多安全特征和人类工程学特征。例如，如图9中所描绘的，(一个或多个)支承柱206和(一个或多个)柱帽212、214可定尺寸成以便建立将支承性偏航轴承140放置于修理技术人员的推荐的平均肩部高度处的支承高度(SH)。例如，在一个实施例中，支承高度(SH)可距基座组件204大于1.3 m与小于1.7 m之间。另外，支承高度(SH)可与诸如图4中所描绘的(一个或多个)支承柱206的开放布置组合而建立多个技术人员外出路线。具有多个外出路线可使技术人员能够更安全地在机头106下面工作。为了降低利用外出路线的可能性，可通过将(一个或多个)支承柱206和对应的支撑元件220定尺寸成以便阻止由于地震事件而导致的增加的负载来进一步增强支承支架202的安全特征。应当进一步认识到，采用如本文中所公开的偏航轴承维修和更换系统200可消除对于组装用以支承机头106的专设结构的需求。由于偏航轴承维修和更换系统200将以相同方式支承各个机头106，因而可提高维修和更换操作的可重复性以及因而速度和安全性。
图6描绘了根据本公开的方面的用于提升和调平机头106的调平-提升组件300的正视图。并且，图7描绘了根据本公开的方面的由在支承支架202上方悬挂的图6的调平-提升组件300支承的机头106的透视图。作为偏航轴承维修和更换系统200的构件，调平-提升组件300可联接在提升设备302与机头106的台板支承框架136之间，以便在相对于水平平面的平直平面上支承并且调平偏航轴承界面146。例如，调平-提升组件300可建立相对于水平平面(H)的小于或等于10°的偏差(例如，小于或等于0.5°的偏差)。应当认识到，将偏航轴承界面146维持于相对于水平平面(H)的期望的平直度内可与本公开的其它方面联合而确保偏航轴承140在从机头106移除或插入到机头106中期间不与偏航齿轮158结合。
如图6中所描绘的，调平-提升组件300可包括提升梁304，提升梁304可具有梁下表面308和可操作地联接到提升设备302的梁上表面306。多个提升带310可联接到梁下表面308。至少一个张紧装置312可联接在提升带310与台板支承框架136之间。如此，(一个或多个)张紧装置312可构造成使所支承的机头106的部分升高或降低，以便在平直平面上建立偏航轴承界面146。(一个或多个)张紧装置312可为例如螺丝扣、绞盘、缩短链或离合器。备选地，(一个或多个)张紧装置312可集成到提升梁304中，以便调整提升梁304与台板支承框架136之间的联接件的长度。
图8描绘了由调平-提升组件300在由支承支架202支承的偏航轴承140上方悬挂的机头106的透视图。此外，如图8中所示出的，多个对准销248可联接到台板支承框架136。因而，如所示出的，多个对准销248可在外壳107下方延伸，并且可构造成由内座圈孔图案152接纳。可通过使偏航轴承140的内座圈148旋转而使内座圈孔图案152与多个对准销248对准。可通过使绞盘或其它张紧装置联接到内座圈孔图案152的部分和支承支架202的部分而使内座圈148旋转。在备选实施例中，自动对准系统250(诸如，激光发射器和接收器)可联接到偏航轴承140，以便促进偏航轴承140与台板支承框架136的对准。
图10描绘了根据本公开的方面的用于与机头106一起使用的偏航圆盘固持器系统252。例如，在某些机头中，多个偏航圆盘254可由台板支承框架136保持。多个偏航圆盘254可构造成对台板支承框架136与偏航轴承140之间的摩擦起作用。如此，偏航圆盘固持器系统252可联接到偏航圆盘254，以便在偏航轴承140被移除时将偏航圆盘254固定于台板支承框架136中。更具体地，如所示出的，偏航圆盘固持器系统252可包括固持板256，固持板256限定中心孔258并且跨越台板支承框架136中的偏航摩擦系统开口260。偏航圆盘固持器系统252还可包括固持杆262，固持杆262通过固持板256而插入并且联接到偏航圆盘254。可调整锁定设备264可联接到固持杆262的与偏航圆盘254相反而延伸超出固持板256的部分。可通过包括与偏航圆盘相反而联接到固持杆的吊环螺母266来进一步使固持杆262固定。
参考图11，图示了用于在风力涡轮场地处维修或更换组装于风力涡轮的机头中的现有偏航轴承的方法400的一个实施例的流程图。方法400可使用例如在上文中参考图4-10而讨论的偏航轴承维修和更换系统200来实施，偏航轴承维修和更换系统200包括支承支架202和调平-提升组件300。图11出于图示和讨论的目的而描绘以特定顺序执行的步骤。本领域普通技术人员将通过使用本文中所提供的本公开来理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下，可改造、修改、重新布置、同时地执行或以多种方式修改方法400或本文中所公开的其它方法中的任何方法的多种步骤。
如在(402)处示出的，方法400包括将用于机头的支承件定位于风力涡轮场地处的工作位置处。如在(404)处示出的，方法400包括经由可操作地联接到支承件的多个调平器来调平由支承件限定的支承平面。如在(406)处示出的，方法400包括使调平-提升组件联接到机头。如在(408)处示出的，方法400包括经由调平-提升组件来将机头调平成直立悬挂取向，使得现有偏航轴承定位于平直水平平面上。如在(410)处示出并且特别地在图7中描绘的，方法400包括将所悬挂的机头定位于支承件的上方，使得现有偏航轴承在支承件的上方对准。如在(412)处示出并且特别地在图9中描绘的，方法400包括使机头降低到支承件上，使得机头的至少部分由支承件支承。如在(414)处示出的，方法400包括使现有偏航轴承从机头脱离，使得现有偏航轴承安置于支承件上。如在(416)处示出的，方法400包括经由调平-提升组件来将机头从支承件提升，使得现有偏航轴承依然位于支承件上。如在(418)处示出的，方法400包括替换和/或修理现有偏航轴承。如在(420)处示出并且特别地在图8中描绘的，方法400包括使所修理和/或替换的偏航轴承与机头对准。如在(422)处示出的，方法400包括使机头降低到定位于支承件上的所修理或替换的偏航轴承上。如在(424)处示出的，方法400包括使所修理或替换的偏航轴承联接到机头。
在额外的实施例中，支承件可为支承支架，并且，替换和/或修理现有偏航轴承还可包括将现有偏航轴承从支承支架移除。方法400还可包括利用至少一个第二柱帽来更换位于支承支架的至少一个支承柱的顶上的至少一个第一柱帽。方法400还可包括将第二偏航轴承定位于支承支架的至少一个第二柱帽的顶上。
在额外的实施例中，经由调平-提升组件来将机头106调平成直立悬挂取向还可包括维持现有偏航轴承的平直平面相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。在另一实施例中，经由可操作地联接到支承件的多个调平器来调平由支承件限定的支承平面还可包括对至少一个或多个顶托特征进行致动并且维持支承件的支承平面相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。
在另外的其它实施例中，使所修理和/或替换的偏航轴承与机头106对准可包括将机头106的台板支承框架的多个对准销通过所修理和/或替换的偏航轴承的内座圈孔图案或外座圈孔图案中的至少一个的对应的通孔而插入。在额外的实施例中，使所修理和/或替换的偏航轴承与机头106对准还可包括使所修理或替换的偏航轴承的内座圈旋转。
在又一实施例中，将用于机头106的支承件定位于风力涡轮场地处的工作位置处还可包括将支承件定位于具有大于或等于预定阈值的承载能力的支承表面上。
参考图12，图示了用于在风力涡轮场地处对风力涡轮的现有机头进行升级的方法500的一个实施例的流程图。方法500可使用例如在上文中参考图4-10而讨论的偏航轴承维修和更换系统200来实施，偏航轴承维修和更换系统200包括支承支架202和调平-提升组件300。图12出于图示和讨论的目的而描绘以特定顺序执行的步骤。本领域普通技术人员将通过使用本文中所提供的本公开来理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下，可改造、修改、重新布置、同时地执行或以多种方式修改方法500或本文中所公开的其它方法中的任何方法的多种步骤。
如在(502)处示出的，方法500包括将现有机头从风力涡轮的现有原位塔架的顶上移除。如在(504)处示出的，方法500包括将用于升级机头的支承支架定位于风力涡轮场地处的工作位置处。如在(506)处示出的，方法500包括经由可操作地联接到支承支架的至少一个调平器来将支承支架的支承平面相对于水平平面而调平。如在(508)处示出的，方法500包括将第一偏航轴承定位于支承支架上。第一偏航轴承可构造成与升级机头的台板支承框架兼容并且与原位现有塔架兼容。如在(510)处示出的，方法500可包括使调平-提升组件联接到升级机头。如在(512)处示出的，方法500可包括将机头以直立悬挂取向定位在支承支架的上方并且定位成与偏航轴承对准，使得升级机头的台板支承框架的偏航轴承界面部分相对于水平平面而平直。如在(514)处示出的，方法500可包括使升级机头降低到支承支架上。如在(516)处示出的，方法500可包括使第一偏航轴承联接到升级机头。如在(518)处示出的，方法500可包括将升级机头安装于风力涡轮的塔架的顶上。
在额外的实施例中，升级机头可包括与升级机头的台板支承框架不兼容并且与原位现有塔架不兼容的现有偏航轴承。方法500还可包括在将偏航轴承定位于支承支架上之前使现有偏航轴承与位于支承支架的顶上的升级机头对准。方法500可进一步包括：使现有偏航轴承从机头脱离；在现有偏航轴承依然位于支承支架上的情况下，将升级机头从支承支架提升；以及将现有偏航轴承从支承支架移除。方法500还可包括利用多个第二柱帽来更换位于支承支架的多个支承柱的顶上的多个第一柱帽。
此外，技术人员将认识到来自不同实施例的多种特征的可互换性。类似地，本领域普通技术人员可将所描述的多种方法步骤和特征以及针对各个这样的方法和特征的其它已知等同体混合并匹配，以根据本公开的原理来构建额外的系统和技术。当然，将理解的是，未必上文中所描述的所有这样的目的或优点都可根据任何特定实施例来实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文中所描述的系统和技术可以以如下的方式来体现或执行：实现或优化如本文中所教导的一个优点或优点组，而不必实现如本文中可教导或建议的其它目的或优点。
本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于风力涡轮的机头的偏航轴承维修和更换系统，其包括：
支承支架，其包括：
基座组件；
至少一个支承柱，其从所述基座组件垂直地延伸，所述至少一个支承柱具有联接到所述基座组件的第一柱端和相反的第二柱端；
至少一个第一柱帽，其可移除地联接到所述第二柱端，所述至少一个第一柱帽限定用于支承所述偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面限定具有比所述偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径的至少部分；以及
至少一个调平器，其可操作地联接到所述至少一个第一柱帽，以用于建立所述支承表面相对于水平平面的平直取向。
2.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
用于提升和调平所述机头的调平-提升组件，所述调平-提升组件联接在提升设备与所述机头的台板支承框架之间，以便在相对于所述水平平面的平直平面上支承并且调平偏航轴承界面，其中，所述偏航轴承具有相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
3.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个调平器包括一个或多个顶托特征，其中，所述至少一个或多个顶托特征取向成使得所述至少一个第一柱帽的所述第一支承表面具有相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
4.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述支承支架进一步包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器可操作地联接到所述至少一个第一柱帽，以便检测由所述至少一个第一柱帽支承的重量。
5.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
工具组件，其包括支承臂和工具装置，所述支承臂包括可旋转地联接到所述基座组件的第一端和相反的第二端，所述第二端包括用于支承用于对由所述支承支架支承的所述偏航轴承起作用的所述工具装置的夹具，其中，所述支承臂构造成使得所述工具装置与所述偏航轴承接触，以便对所述偏航轴承起作用。
6.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括限定第二支承表面的至少一个第二柱帽，所述至少一个第二柱帽限定具有比另一偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的直径的至少部分。
7.根据权利要求6所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个第二柱帽替换所述至少一个第一柱帽。
8.根据权利要求6所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述至少一个第一柱帽或第二柱帽进一步包括更换导销，所述更换导销分别联接到所述至少一个第一支承表面和第二支承表面并且从所述至少一个第一支承表面和第二支承表面竖直地延伸，所述至少一个第一柱帽或第二柱帽进一步包括具有第一厚度的第一支承部分，所述第一支承部分定位于具有第二厚度的第二支承部分的径向内侧，其中，所述第二厚度大于所述第一厚度。
9.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述偏航轴承维修和更换系统进一步包括：
偏航圆盘固持器系统，其用于在所述偏航轴承的维修和更换期间将所述机头的一个或多个偏航圆盘固持于所述机头的台板支承框架内。
10.根据权利要求1所述的偏航轴承维修和更换系统，其特征在于，所述基座组件进一步包括多个基座节段。
11.一种用于在风力涡轮场地处维修或更换组装于风力涡轮的机头中的现有偏航轴承的方法，所述方法包括：
将用于所述机头的支承件定位于所述风力涡轮场地处的工作位置处；
经由可操作地联接到所述支承件的多个调平器来调平由所述支承件限定的支承平面；
使调平-提升组件联接到所述机头；
经由所述调平-提升组件来将所述机头调平成直立悬挂取向，使得所述现有偏航轴承定位于平直水平平面上；
将所悬挂的所述机头定位于所述支承件的上方，使得所述现有偏航轴承在所述支承件的上方对准；
使所述机头降低到所述支承件上，使得所述机头的至少部分由所述支承件支承；
使所述现有偏航轴承从所述机头脱离，使得所述现有偏航轴承安置于所述支承件上；
经由所述调平-提升组件来将所述机头从所述支承件提升，使得所述现有偏航轴承依然位于所述支承件上；
替换或修理所述现有偏航轴承；
使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准；
使所述机头降低到定位于所述支承件上的所修理或替换的所述偏航轴承上；
使所修理或替换的所述偏航轴承联接到所述机头。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述支承件是支承支架，并且其中，替换或修理所述现有偏航轴承进一步包括：
将所述现有偏航轴承从所述支承支架移除；
利用至少一个第二柱帽来更换位于所述支承支架的至少一个支承柱的顶上的至少一个第一柱帽，所述至少一个第一柱帽限定用于支承所述现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面限定比所述现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径，所述至少一个第二柱帽限定用于支承不同的第二偏航轴承的第二支承表面，所述第二支承表面限定比所述第二偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的第二直径，所述第二偏航轴承的所述外径不同于所述现有偏航轴承的所述外径；以及
将所述第二偏航轴承定位于所述支承支架的所述至少一个第二柱帽的顶上。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，经由所述调平-提升组件来将所述机头调平成所述直立悬挂取向进一步包括：
维持所述现有偏航轴承的平直平面相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，经由可操作地联接到所述支承件的所述多个调平器来调平由所述支承支架限定的所述支承平面进一步包括：对至少一个或多个顶托特征进行致动；以及维持所述支承支架的所述支承平面相对于所述水平平面的小于或等于10度的偏差。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准进一步包括将所述机头的台板支承框架的多个对准销通过所修理或替换的所述偏航轴承的内座圈孔图案或外座圈孔图案中的至少一个的对应的通孔而插入。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将用于所述机头的所述支承件定位于所述风力涡轮场地处的所述工作位置处进一步包括由多个基座节段组装支承支架的基座组件。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将用于所述机头的所述支承件定位于所述风力涡轮场地处的所述工作位置处进一步包括将所述支承件定位于具有大于或等于预定阈值的承载能力的支承表面上，所述预定阈值大于或等于18000千克每平方米。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使所修理或替换的所述偏航轴承与所述机头对准进一步包括使所修理或替换的所述偏航轴承的内座圈旋转。
19.一种用于在风力涡轮场地处对风力涡轮的现有机头进行升级的方法，所述方法包括：
将所述现有机头从所述风力涡轮的现有原位塔架的顶上移除；
将用于升级机头的支承支架定位于所述风力涡轮场地处的工作位置处；
经由可操作地联接到所述支承支架的至少一个调平器来将所述支承支架的支承平面相对于水平平面而调平；
将第一偏航轴承定位于所述支承支架上，其中，所述第一偏航轴承构造成与所述升级机头的台板支承框架兼容并且与所述现有原位塔架兼容；
使调平-提升组件联接到所述升级机头；
将所述机头以直立悬挂取向定位在所述支承支架的上方并且定位成与所述偏航轴承对准，使得所述升级机头的所述台板支承框架的偏航轴承界面相对于所述水平平面而平直；
使所述升级机头降低到所述支承支架上；
使所述第一偏航轴承联接到所述升级机头；以及
将所述升级机头安装于所述风力涡轮的所述塔架的顶上。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述升级机头包括与所述升级机头的所述台板支承框架不兼容并且与所述现有原位塔架不兼容的现有偏航轴承，所述方法进一步包括：
在将所述第一偏航轴承定位于所述支承支架上之前，使所述现有偏航轴承与位于所述支承支架的顶上的所述升级机头对准；
使所述现有偏航轴承从所述机头脱离；
在所述现有偏航轴承依然位于所述支承支架上的情况下，将所述升级机头从所述支承支架提升；
将所述现有偏航轴承从所述支承支架移除；
利用多个第二柱帽来更换位于所述支承支架的多个支承柱的顶上的多个第一柱帽，所述多个第一柱帽各自限定用于支承所述现有偏航轴承的至少部分的第一支承表面，所述第一支承表面一起布置成限定比所述现有偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径，所述多个第二柱帽各自限定用于支承所述第一偏航轴承的第二支承表面，所述第二支承表面一起布置成限定比所述第一偏航轴承的所述内座圈的所述外径更大的第二直径，所述第一偏航轴承的所述外径不同于所述现有偏航轴承的所述外径。
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