CN114087140A - 用于维护风力涡轮的构件的一体化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于维护风力涡轮的构件的一体化系统及方法。具体而言，一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的一体化修理系统。该修理系统包括一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中的至少一个安装位置，以及联接到底板支承框架的框架组件。框架组件支承至少一个夹紧元件和至少一个千斤顶元件。当齿轮箱在修理过程期间在机舱中移动时，修理系统将主轴支承在塔架上，使得转子保持安装在转子轴上。

Description

用于维护风力涡轮的构件的一体化系统及方法
技术领域
本公开总体上涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于维护风力涡轮的机舱内的构件的一体化系统和方法。
背景技术
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环境友好的能源之一，并且风力涡轮在这方面已引起越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱，以及具有一个或多个转子叶片的转子。转子通常经由由主轴承支承的转子轴联接到齿轮箱，并最终联接到发电机。主轴承和齿轮箱安装在位于机舱内的底板支承框架上。通常，底板支承框架经由偏航轴承安装在塔架顶上。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。转子叶片传递以旋转能形式的动能，以便转动将转子联接到齿轮箱（或如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机）的转子轴。发电机然后将机械能转换为可部署到电网的电能。
通常，转子的重量经由转子轴支承并传递到齿轮箱，并最终传递到塔架。在风力涡轮的寿命周期期间，可能需要不时地将齿轮箱与转子轴分离。在此情况下，转子的重量可能会在与发电机分离的转子轴的端部处产生大的向上力。例如，大的向上力可能超过700公吨。因此，将齿轮箱与转子轴分离通常还需要移除转子，这既昂贵又耗时。
鉴于上述内容，本领域不断寻求新的和改进的系统和方法，以用于在不需要移除转子或其任何部分的情况下维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中阐明，或可从描述清楚，或可通过实施本发明而学习到。
一方面，本公开涉及一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的一体化修理系统。风力涡轮可包括转子，转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片。转子可经由由至少一个主轴承支承的转子轴可操作地联接到齿轮箱。修理系统可包括一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中的至少一个安装位置。该系统还可包括框架组件，该框架组件具有固定到安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的转子轴的通路。该系统还可包括定位在框架组件的内部的至少一个夹紧元件，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力。此外，该系统可包括与框架组件和夹紧元件接合的至少一个千斤顶元件。千斤顶元件可与框架组件一起操作以向转子轴提供支承并提供转子轴沿至少一个方向的移动。当齿轮箱在修理过程期间在机舱中移动时，修理系统可将转子轴支承在塔架上，使得转子保持安装在转子轴上。
在一个实施例中，转子轴可经由收缩盘联接到齿轮箱。收缩盘可限定相对于转子轴的厚度。框架组件可限定相对于转子轴的径向分离距离，该径向分离距离大于由收缩盘限定的厚度。在框架组件联接到底板支承框架时，径向分离距离可允许收缩盘在框架组件和转子轴之间沿转子轴通过。
在另外的实施例中，千斤顶元件可包括液压致动器或螺旋千斤顶。螺旋千斤顶可包括在第一螺柱端部和第二螺柱端部之间延伸的螺纹螺柱。第二螺柱端部可限定固持特征和由夹紧元件的对应承窝可接收的圆形脚。
在另一个实施例中，夹紧元件可包括可移除的耐磨层。
在一个实施例中，安装位置可包括具有至少一个凸台的底板支承框架的腹板。凸台可限定具有的直径对应于至少一个紧固件的直径的孔。另外，支承腿的联接部分可包括具有定位在第一轴向位置处的第一部分和定位在第二轴向位置处的第二部分的对接部。第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离可对应于安装位置的厚度。第一部分和第二部分可各自限定用于接收紧固件的通孔。
在另外的实施例中，安装位置还可包括至少一个加强支柱，该加强支柱定向成接受由转子响应于风事件而产生的最大负载。
在另一个实施例中，修理系统还可包括至少一个张紧千斤顶元件，其与框架组件接合并定向以压靠底板支承框架，以便将紧固件固定在由安装位置和对接部限定的通孔内。
在一个实施例中，安装位置可包括安装表面，该安装表面具有对应于支承腿的轮廓的轮廓。安装表面可限定用于接收多个螺纹紧固件的多个紧固件开口。多个螺纹紧固件可构造在对应的多个紧固件开口内。
在另外的实施例中，修理系统还可包括销承载托盘，其具有在第一托盘端部和第二托盘端部之间延伸的支承表面。第一托盘端部可以可移除地联接到支承腿。修理系统还可包括螺旋进给组件，其可操作地联接到第二托盘端部并且定向成沿轴向方向移动紧固件，以便联接或分离框架组件和底板支承框架。
在另一个的实施例中，修理系统还可包括悬挂带，该悬挂带联接到框架组件并且构造成在转子轴和底板支承框架之间通过以便对抗转子轴的力矩。
在一个实施例中，修理系统还可包括至少一个齿轮箱推动元件。齿轮箱推动元件可具有接收在由框架组件限定的凹部中的第一端部和定向成在齿轮箱上施加轴向力的第二端部。
在另外的实施例中，修理系统还可包括轴向支承元件，该轴向支承元件具有联接到框架组件的第一端部和定位成反作用于齿轮箱支承系统的第二端部。
另一方面，本公开涉及一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的方法。风力涡轮可具有转子，该转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片。转子可经由由至少一个主轴承支承的转子轴可操作地联接到齿轮箱。该方法可包括将转子轴接收在由框架组件限定的通路中。该方法还可包括将框架组件的支承腿固定到一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中的安装位置。该方法还可包括将夹紧元件定位在框架组件的内部，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力。该方法还可包括推进可操作地联接到夹紧元件和框架组件的千斤顶元件以将夹紧元件定位成与转子轴接触。另外，该方法可包括将转子轴与齿轮箱分离。该方法还可包括利用框架组件接收由转子轴响应于支承的转子而产生的竖直负载。此外，该方法可包括经由框架组件将接收到的竖直负载传递到底板支承框架并维护风力涡轮的构件。应当理解，该系统可进一步包括本文所述的任何另外步骤和/或特征。
另一方面，本公开针对一种风力涡轮。风力涡轮可包括塔架、安装在塔架顶上的机舱以及安装到机舱的转子。转子可包括具有固定到其上的转子叶片的可旋转的毂。风力涡轮还可包括转子轴，该转子轴将转子可操作地联接到定位在机舱内的齿轮箱。风力涡轮还可包括支承转子轴的至少一个主轴承和定位在机舱内并支承主轴承和齿轮箱的底板支承框架。另外，风力涡轮可包括用于维护机舱内的构件的一体化修理系统。应当理解，该系统可进一步包括本文所述的任何另外步骤和/或特征。
本发明的这些及其它特征、方面和优点参考以下描述和所附权利要求书将变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
技术方案1. 一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的一体化修理系统，所述风力涡轮具有转子，所述转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片，所述转子经由转子轴可操作地联接到齿轮箱，所述修理系统包括：
至少一个安装位置，其一体地形成到所述风力涡轮的底板支承框架中；
框架组件，所述框架组件包括固定到所述安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的所述转子轴的通路；
至少一个夹紧元件，所述至少一个夹紧元件定位在所述框架组件的内部，以便将所述转子轴接收在其中并向所述转子轴提供夹紧力；以及
至少一个千斤顶元件，其与所述框架组件和所述至少一个夹紧元件接合，所述至少一个千斤顶元件可与所述框架组件一起操作以向所述转子轴提供支承并且提供所述转子轴沿至少一个方向的移动，
其中当所述齿轮箱在修理过程期间在所述机舱中移动时，所述修理系统将所述转子轴支承在塔架上，使得所述转子保持安装在所述转子轴上。
技术方案2. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述转子轴经由收缩盘联接到所述齿轮箱，所述收缩盘限定相对于所述转子轴的厚度，其中所述框架组件限定相对于所述转子轴的径向分离距离，所述径向分离距离大于由所述收缩盘限定的厚度，在所述框架组件联接到所述底板支承框架时，所述径向分离距离允许所述收缩盘在所述框架组件和所述转子轴之间沿所述转子轴通过。
技术方案3. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个千斤顶元件是沿第一径向方向可移动的至少第一千斤顶元件，所述修理系统进一步包括与所述框架组件接合的至少第二千斤顶元件，所述第二千斤顶元件沿第二径向方向可移动，所述第二径向方向与所述第一径向方向偏离至少90度。
技术方案4. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个千斤顶元件包括液压致动器或螺旋千斤顶，所述螺旋千斤顶包括在第一螺柱端部和第二螺柱端部之间延伸的螺纹螺柱，所述第二螺柱端部限定固持特征以及由所述夹紧元件的对应承窝可接收的圆形脚。
技术方案5. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个夹紧元件进一步包括可移除的耐磨层。
技术方案6. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置包括具有至少一个凸台的所述底板支承框架的腹板，所述至少一个凸台限定通孔，所述通孔具有的直径对应于至少一个紧固件的直径，并且其中所述至少一个支承腿的联接部分包括对接部，所述对接部包括定位在第一轴向位置处的第一部分和定位在第二轴向位置处的第二部分，所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离对应于所述至少一个安装位置的厚度，所述第一部分和所述第二部分各自限定用于接收所述至少一个紧固件的通孔。
技术方案7. 根据技术方案6所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置进一步包括至少一个加强支柱，所述加强支柱定向成接受由所述转子响应于风事件而产生的最大负载。
技术方案8. 根据技术方案6所述的修理系统，其特征在于，进一步包括至少一个张紧千斤顶元件，其与所述框架组件接合并定向成压靠所述底板支承框架，以便将所述至少一个紧固件固定在由所述至少一个安装位置和所述对接部限定的所述通孔内。
技术方案9. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置包括具有对应于所述支承腿的轮廓的轮廓的安装表面，所述安装表面限定用于接收多个螺纹紧固件的多个紧固件开口，所述多个螺纹紧固件构造在对应的多个紧固件开口内。
技术方案10. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，进一步包括：
销承载托盘，其具有在第一托盘端部和第二托盘端部之间延伸的支承表面，所述第一托盘端部可移除地联接到所述至少一个支承腿；以及
螺旋进给组件，其可操作地联接到所述第二托盘端部并且定向成沿轴向方向移动所述至少一个紧固件，以便联接或分离所述框架组件和所述底板支承框架。
技术方案11. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，进一步包括：
悬挂带，其联接到所述框架组件并且构造成在所述转子轴和所述底板支承框架之间通过以便对抗所述转子轴上的向下力。
技术方案12. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，进一步包括：
至少一个齿轮箱推动元件，所述齿轮箱推动元件具有接收在由所述框架组件限定的凹部中的第一端部和定向成在所述齿轮箱上施加轴向力的第二端部。
技术方案13. 根据技术方案1所述的修理系统，其特征在于，进一步包括：
轴向支承元件，所述轴向支承元件具有联接到所述框架组件的第一端部和定位成反作用于齿轮箱支承系统的第二端部。
技术方案14. 一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的方法，所述风力涡轮具有转子，所述转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片，所述转子经由转子轴可操作地联接到齿轮箱，所述方法包括：
将所述转子轴接收在由框架组件限定的通路中；
将所述框架组件的至少一个支承腿固定到一体地形成到所述风力涡轮的底板支承框架中的安装位置；
将至少一个夹紧元件定位在所述框架组件的内部，以便将所述转子轴接收在其中并向所述转子轴提供夹紧力；
前移可操作地联接到所述至少一个夹紧元件和所述框架组件的至少一个千斤顶元件，以将所述至少一个夹紧元件定位成与所述转子轴接触；
将所述转子轴与所述齿轮箱分离；
利用所述框架组件接收由所述转子轴响应于支承的转子而产生的竖直负载；
经由所述框架组件将接收到的竖直负载传递到所述底板支承框架；以及
维护所述风力涡轮的构件。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮进一步包括包围所述转子轴的收缩盘，所述收缩盘限定相对于所述转子轴的厚度，所述厚度大于所述转子轴的外径，所述方法进一步包括：
在所述框架组件联接到所述底板支承框架时，使所述收缩盘在所述转子轴和所述框架组件之间沿所述转子轴通过。
技术方案16. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过将可移除的耐磨层联接到所述至少一个夹紧元件，使所述至少一个夹紧元件与所述转子轴的外径相符。
技术方案17. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述至少一个安装位置包括具有至少一个凸台的所述底板支承框架的腹板，所述至少一个凸台限定通孔，所述通孔具有的直径对应于至少一个紧固件的直径，并且其中将所述至少一个支承腿固定到安装位置进一步包括：
将所述腹板与所述至少一个支承腿的联接部分接合，其中所述联接部分包括对接部，所述对接部包括：
定位在第一轴向位置处的第一部分，以及
定位在第二轴向位置处的第二部分，所述第一部分和所述第二部分各自进一步限定用于接收所述至少一个紧固件的通孔；以及
将所述至少一个紧固件插入到所述通孔中，以便将所述底板支承框架的腹板固定在所述对接部内。
技术方案18. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过前移或缩回所述至少一个千斤顶元件来沿径向方向移动所述转子轴的端部。
技术方案19. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使悬挂带在所述转子轴和所述底板支承框架之间通过；
将所述悬挂带联接到所述框架组件；
响应于冲击所述转子的风事件，在所述转子轴的与所述转子相对的端部上产生向下力；以及
利用所述悬挂带接收所述转子轴的所述端部的向下力。
技术方案20. 一种风力涡轮，包括：
塔架；
安装在所述塔架顶上的机舱；
安装到所述机舱的转子，所述转子包括可旋转的毂，所述可旋转的毂具有固定到其上的一个或多个转子叶片；
转子轴，其将所述转子可操作地联接到定位在所述机舱内的齿轮箱；
定位在所述机舱内并支承所述齿轮箱的底板支承框架；以及
用于维护所述机舱内的构件的一体化修理系统，所述修理系统包括：
至少一个安装位置，其一体地形成到所述风力涡轮的底板支承框架中，
框架组件，所述框架组件包括固定到所述安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的所述转子轴的通路，
至少一个夹紧元件，所述至少一个夹紧元件定位在所述框架组件的内部，以便将所述转子轴接收在其中并向所述转子轴提供夹紧力，以及
至少一个千斤顶元件，其与所述框架组件和所述至少一个夹紧元件接合，所述至少一个千斤顶元件可与所述至少一个框架组件一起操作以向所述转子轴提供支承并且提供所述转子轴沿至少一个方向的移动，其中当所述齿轮箱在修理过程期间在所述机舱中移动时，所述修理系统将所述主轴支承在塔架上，使得所述转子保持安装在所述可旋转的毂上。
附图说明
包括针对本领域的普通技术人员的其最佳模式的本发明的完整且充分的公开在参考附图的说明书中阐明，在附图中：
图1示出了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2示出了根据本公开的风力涡轮的机舱的一个实施例的简化内部视图的一个实施例的透视图；
图3示出了根据本公开的具有安装的一体化修理系统的风力涡轮的传动系的一个实施例的简化侧视图；
图4示出了根据本公开的具有安装的一体化修理系统的风力涡轮的传动系的一部分的一个实施例的简化俯视图；
图5示出了根据本公开的框架组件的透视图；
图6示出了根据本公开的底板支承框架的实施例的透视图；
图7示出了根据本公开的组件和底板支承框架之间的对接部的实施例的局部放大截面视图；
图8示出了根据本公开的组件和底板支承框架之间的对接部的实施例的局部放大截面视图；
图9示出了根据本公开的一体化修理系统的实施例的轴向视图；
图10示出了根据本公开的一体化修理系统的元件的示意图；
图11示出了根据本公开的一体化修理系统的元件的示意图；
图12示出了根据本公开的一体化修理系统的透视图；以及
图13示出了根据本公开的用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例通过阐释本发明的方式提供，而不限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中制作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生又一个实施例。因此，意图是本发明覆盖归入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类改型和变型。
总体上，本公开涉及一种一体化修理系统，该一体化修理系统允许维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件，而无需移除转子或附接到其上的转子叶片。因此，一体化修理系统可包括框架组件或轭，其构造成抵抗在转子轴的一个端部处由联接到转子轴的另一端部的转子的重量引起的负载。框架组件可通过风力涡轮的底板支承框架联接，以便将负载从转子轴转移到底板支承框架，并最终到风力涡轮的塔架。因此，一体化修理系统可包括至少一个安装位置，其一体地形成到底板支承框架中。安装位置可与底板支承框架的制造同时形成并且可构造成专门支承框架组件。换言之，安装位置可为底板支承框架的一直存在的特征并且可能不意图支承风力涡轮的任何其它构件。因而，可在不移除风力涡轮的其它构件或添加临时支承元件（如跨越底板支承框架中的开口的横梁）的情况下实现将框架组件联接到底板支承框架。
为了保持或获得转子轴的对准，一体化修理系统的框架组件可包括定位在框架组件的内部的至少一个夹紧元件。夹紧元件可具有弯曲的轮廓以对应于转子轴的轮廓。至少一个千斤顶元件可与框架组件和夹紧元件接合。千斤顶元件可为夹紧元件并最终为转子轴提供支承和移动。例如，千斤顶元件可为螺旋千斤顶或液压千斤顶。因此，转子轴的端部处的向上竖直负载可从转子轴通过夹紧元件和附接的千斤顶元件传递到框架组件。从框架组件，负载可经由安装位置传递到底板支承框架并传递到塔架上。随着负载经由一体化修理系统转移到塔架，转子轴和齿轮箱可分离，以便允许维护或修理塔架上的构件，而无需移除转子或其任何构件。
现在参考附图，图1示出了根据本公开的风力涡轮100的一个实施例的透视图。如图所示，风力涡轮100大体上包括从支承表面104延伸的塔架102、安装在塔架102上的机舱106，以及联接到机舱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可包括多于或少于三个转子叶片112。每个转子叶片112可围绕毂110间隔开以便于使转子108旋转，以使得来自风的动能能够转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。例如，毂110可以可旋转地联接到定位在机舱106内的发电机118（图2），以允许产生电能。
现在参考图2，示出了图1中所示的风力涡轮100的机舱106的一个实施例的简化内部视图。如图所示，发电机118可联接到转子108，以用于从由转子108产生的旋转能产生电力。例如，如所示实施例中所示，转子108可包括转子轴122，其联接到毂110来与其一起旋转。转子轴122可由主轴承144可旋转地支承。转子轴122继而又可通过齿轮箱126可旋转地联接到发电机118的发电机轴124，齿轮箱由齿轮箱支承系统142连接到底板支承框架136。转子轴122与齿轮箱126的联接可经由收缩盘146实现。如大体上理解的，转子轴122可响应于转子叶片112和毂110的旋转来提供低速高转矩输入至齿轮箱126。齿轮箱126然后可构造成经由多个齿轮148将低速高转矩输入转换为高速低转矩输出，以便驱动发电机轴124，并因此驱动发电机118。应当认识到，转子轴122可认为是主轴或低速轴，而发电机轴124可认为是高速轴。
每个转子叶片112还可包括变桨调整机构120，该变桨调整机构构造成使每个转子叶片112绕其变桨轴线116旋转。此外，每个变桨调整机构120可包括变桨驱动马达128（例如，任何合适的电动、液压或气动马达）、变桨驱动齿轮箱130和变桨驱动小齿轮132。在此实施例中，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将机械力给予变桨驱动齿轮箱130。类似地，变桨驱动齿轮箱130可联接到变桨驱动小齿轮132以与其一起旋转。变桨驱动小齿轮132继而又可与联接在毂110与对应的转子叶片112之间的变桨轴承134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，在此实施例中，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，从而使变桨轴承134和转子叶片112绕变桨轴线116旋转。类似地，风力涡轮100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，其中每个偏航驱动机构138构造成改变机舱106相对于风的角（例如，通过接合风力涡轮100的偏航轴承140）。
现在参考图3-12，示出了根据本公开的一体化修理系统（系统）300的多个实施例。特别如图3中所示，系统300可包括框架组件302，该框架组件构造成在转子108的重量在转子轴122的端部上提供向下的竖直负载（L1）时便于修理过程。框架组件302可包括至少一个支承腿304。支承腿304可联接到风力涡轮100的底板支承框架136以便将负载（L2）转移到其上。因此，底板支承框架136可包括至少一个安装位置306。底板支承框架136可构造成牢固地接合和支承该支承腿304。当固定到底板支承框架136时，框架组件302可限定通路308，该通路接收穿过其中的转子轴122。另外，系统300可包括定位在框架组件302内部的至少一个夹紧元件310，以便将转子轴122接收在其中并向转子轴提供夹紧力。在另一个实施例中，系统300还可包括至少一个千斤顶元件312。千斤顶元件312可与框架组件302和夹紧元件310接合。千斤顶元件312可向转子轴122提供支承，并且提供转子轴122沿至少一个方向的移动。应当认识到，当齿轮箱126在系统300安装在机舱中之后在修理过程期间移动时，系统300可将转子轴122支承在塔架上。还应当认识到，转子轴122在塔架上的支承可允许转子108在整个修理过程中保持安装在转子轴122上。
在一个实施例中，如在图5、图9和图12中特别描绘的，框架组件302可具有大体U形的本体，以便接收穿过其中的转子轴122。在一个实施例中，框架组件302可为整体结构。支承腿304可在第一腿端部316和第二腿端部318处限定联接部分314。在一个实施例中，第一腿端部和第二腿端部可联接到安装位置306。
如图9中所描绘，在一个实施例中，框架组件302可包括至少两个支承腿304和其间的横向部件。在这样的实施例中，每个支承腿304可在相应的第一腿端部316处限定联接部分314。相应的第二腿端部318可联接到横向部件。
应当认识到，在另一个实施例中，框架组件302可具有任何其它合适的形状。例如，在一个实施例中，框架组件302可为大体上L形的并且具有固定到单个安装位置306的单个联接部分314。在另一个实施例中，框架组件302可为大体上L形的，并且具有固定到单个安装位置306的单个联接部分314和与风力涡轮100的构件的另外支承点。在另外的实施例中，框架组件302可为大体上三角形的并且具有与转子轴122的轴线（A）竖直对准的顶点。
现在参考图6和图7，在一个实施例中，安装位置306可为底板支承框架136的专用特征。因此，在一个实施例中，安装位置306可包括底板支承框架136的腹板150。在一个实施例中，腹板150可形成有至少一个凸台152。凸台152可限定通孔154。在一个实施例中，通孔154可具有的直径对应于至少一个紧固件320的直径（DF）。
在一个实施例中，紧固件320可为销、销钉、杆或具有足够剪切强度的其它合适的本体，以将向上的竖直负载（L2）从框架组件302转移到底板支承框架136。例如，在一个实施例中，紧固件320可为具有的剪切强度大于500公吨（例如，大于1500公吨）的剪切销。在一个实施例中，系统300可包括两个紧固件320。通过仅使用两个紧固件320将框架组件302固定到底板支承框架136，系统300的负载路径和负载分配可比使用多于两个紧固件320的实施例中的更可预测和/或可控。
再次参考图4和图5，在其中安装位置306包括用于接收紧固件320的通孔154的实施例中，系统300可包括至少一个张紧千斤顶元件322。张紧千斤顶元件322可与框架组件302接合并且定向成压靠底板支承框架136。换言之，张紧千斤顶元件322可定位成在底板支承框架136和框架组件302上施加竖直力。因此，可使用张紧千斤顶元件322来将紧固件320固定在通孔154内。在一个实施例中，至少一个张紧千斤顶元件322可与系统300的每个安装位置306相关联。
如图3和图8中所示，安装位置306可包括安装表面324。在某些实施例中，安装表面324可具有对应于支承腿304的轮廓的轮廓。例如，安装表面324和支承腿304的对应轮廓可形成有多个角度、曲线、凹部/突出部和/或平坦表面，其定向成便于框架组件302与底板支承框架136之间的负载转移。
在一个实施例中，安装表面324可限定多个紧固件开口326，该多个紧固件开口构造成接收对应的多个紧固件320。每个紧固件320可构造为螺纹紧固件，如螺栓或螺钉。例如，在一个实施例中，紧固件开口326可带有螺纹，使得紧固件320可与紧固件开口326对接以将联接部分314固定到安装位置306。在另外的实施例中，紧固件开口326可形成为没有螺纹并且可允许多个紧固件320中的每个紧固件的一部分延伸超过底板支承框架136。在这样的实施例中，紧固件320可经由诸如螺母的固定元件固定在紧固件开口326中，并且可形成贯穿螺栓连接。
在一个实施例中，如图8中描绘的，安装位置306可包括限定紧固件开口326的安装表面324和限定销凹部330的突出部328。在这样的实施例中，紧固件开口326可构造成接收构造为螺纹紧固件的紧固件320。此外，销凹部330可构造成接收构造为销的另外紧固件320。
在一个实施例中，安装位置306还可包括至少一个加强支柱156。当框架组件302固定到底板支承框架136时，加强支柱156可定向成支承最大的预期负载。例如，由转子108响应于风事件而产生的负载可基于停放的转子叶片112的定向和风事件的强度而变化。因此，由转子叶片112在每个可能的停放定向中产生的负载可跨过可使用的系统300所处的风力范围建模。该模型可基于每个计算出的负载矢量预测需要由框架组件302转移到底板支承框架136的最大负载矢量。加强支柱156可尺寸和/或定向设置成便于最大建模负载通过底板支承框架136转移到塔架102，而没有底板支承框架136的变形。
应当认识到，安装位置306的专用特征便于框架组件302的联接，而无需拆卸或干扰将其它构件固定在机舱106内的关键螺栓接头。另外，应当认识到，安装位置306的专用特征可便于高度一体化的联接，从而导致从框架组件302到底板支承框架136的有效负载转移，并从而便于比使用已知方法可实现的相对更紧凑的设计。系统300的高度一体化特性可导致对人员进入的最小干扰、任务人机工程学的改进以及相对快速的系统部署，从而导致减少的修理时间。应当认识到，关键螺栓接头可包括与风力涡轮100的构件相关联的联接件，这些构件与风力涡轮100的操作直接相关联，如主轴承144、齿轮箱126、偏航驱动机构138、变桨调整机构120和/或电气系统。相比之下，非关键接头可包括与可维护性和/或技术人员安全性相关的联接件，如梯子、面板、龙门架、屏蔽件和/或电缆布线。
现在参考图5和图7，在一个实施例中，支承腿304的联接部分314可包括定位在第一轴向位置（A1）处的第一部分334和定位在第二轴向位置（A2）处的第二部分336。因此，如图所示，第一轴向位置（A1）和第二轴向位置（A2）之间的距离（D1）可对应于安装位置306的厚度（T）。在一个实施例中，厚度（T）可对应于底板支承框架136的腹板150和凸台152的组合厚度。例如，在一个实施例中，支承腿304的联接部分314可为跨置对接部332。在一个实施例中，第一部分334和第二部分336可各自限定用于接收紧固件320的通孔154。
如图4、图5和图12中所示，在一个实施例中，系统300可包括销承载托盘338。销承载托盘338可具有在第一托盘端部342和第二托盘端部344之间延伸的支承表面340。支承表面340可构造成当框架组件302与底板支承框架136分离时支承紧固件320。例如，在一个实施例中，支承表面340可形成为中空的半圆柱体，其具有的半径对应于紧固件320的半径，以便将紧固件320固持在其中。应当认识到，反作用于向上竖直负载（L2）所需的紧固件320的剪切强度可能需要超过风力涡轮修理技术人员的提升/移动能力的紧固件尺寸和/或重量。
在一个实施例中，第一托盘端部342可以可移除地联接到支承腿304。因此，销承载托盘338可联接到框架组件302而支承紧固件320，并且可在紧固件320插入到通孔154中之后与框架组件302分离。
在一个实施例中，销承载托盘338还可包括联接到第二托盘端部344的螺旋进给组件346。螺旋进给组件346可定向成沿轴向方向移动紧固件320，以便将框架组件302和底板支承框架136分离。例如，在一个实施例中，螺旋进给组件346可包括杆，该杆沿其长度带有螺纹并且拧过联接到第二托盘端部344的支承板。杆的第一端部可联接到紧固件320并且转矩源可以可操作地联接到杆的第二端部以便轴向地前移或缩回紧固件320。
参考图3-5和图9，在一个实施例中，转子轴122经由收缩盘146联接到齿轮箱126。因而，收缩盘146限定相对于转子轴122的厚度（TD）。因此，在一个实施例中，框架组件302相对于转子轴122限定大于由收缩盘146限定的厚度（TD）的径向分离距离（R）。在框架组件302直接联接到底板支承框架136时，径向分离距离（R）可允许收缩盘146在框架组件302和转子轴122之间沿转子轴122通过。
在一个实施例中，框架组件302可在收缩盘146松动或受其它干扰之前联接到底板支承框架136。框架组件302可在主轴承144后方和收缩盘146前方的轴向位置处联接到底板支承框架136。随着框架组件302固定到底板支承框架136，收缩盘146可释放并且从框架组件302和齿轮箱126之间的轴向位置移动到主轴承144和框架组件302之间的轴向位置。应当认识到，沿转子轴122移动收缩盘146的能力可便于某些修理过程的解决。例如，收缩盘146可在框架组件302前方移动，以便解决将不能正确分离的损坏的转子轴与齿轮箱的接头的问题。还应当认识到，这样的要求可能无法实现，直到安装框架组件302。因此，框架组件302的径向分离距离（R）可消除在发现损坏的接头时移除和随后重新安装轭工具的需要。
现在参考图3-5和图9-12，在一个实施例中，夹紧元件310可包括联接面348和与其径向相对的接合面350。联接面348可包括至少一个接收结构352，该至少一个接收结构定向成将千斤顶元件312接收在其中。接收结构352可包括凹部、槽、承窝和/或其它合适的结构，其可便于夹紧元件310与千斤顶元件312的联接。在一个实施例中，多个接收结构352可分布跨过联接面348以便接收对应的多个千斤顶元件312。例如，在一个实施例中，至少两个（例如四个）接收结构352可定位成接收对应数量的千斤顶元件312。在一个实施例中，千斤顶元件312可通过销、键和/或夹子固定在接收结构352内。因此，夹紧元件310与千斤顶元件312的联接可为可移除的联接。夹紧元件310与千斤顶元件312的分离可防止夹紧元件310阻塞由框架组件302限定的通路308，从而便于收缩盘146在框架组件302保持联接到底板支承框架136时沿转子轴122通过。
在一个实施例中，接合面350可形成有大体上对应于转子轴122的半径的曲率。因此，接合面350可将夹紧力分布到转子轴122而不在其中产生应力上升。在一个实施例中，接合面350可具有对应于需要维护的风力涡轮100的特定转子轴122的半径的曲率。
如图10中特别描绘的，在一个实施例中，夹紧元件310可包括可移除地联接到接合面350的耐磨层354。在一个实施例中，耐磨层354可为牺牲层。作为牺牲层，耐磨层354在磨损或损坏时可更换。在一个实施例中，耐磨层354可由高摩擦材料形成以便帮助固持转子轴122。此外，在一个实施例中，耐磨层354可为形成为便于由夹紧元件310接收各种直径的转子轴122的适配器。例如，作为适配器，耐磨层354可具有与转子轴122的直径相符的内径向面356和与接合面350的曲率相符的外径向面358。应当认识到，接收变化直径的转子轴122的能力可便于系统300的利用以服务于多种不同的风力涡轮模型。
现在参考图12，在一个实施例中，夹紧元件310可环绕转子轴122。例如，在一个实施例中，夹紧元件可为蛤壳环。在这样的实施例中，夹紧元件310可包括第一蛤壳部分360和第二蛤壳部分362。第一蛤壳部分360和第二蛤壳部分362可以可枢转地联接到彼此。作为蛤壳环，夹紧元件310可完全环绕转子轴122以便将转子轴122固定在其中。
再次参考图3-5和图9-12，在一个实施例中，夹紧元件310可由千斤顶元件312支承。千斤顶元件312可构造成相对于框架组件302沿径向方向移动。因此，千斤顶元件312可在框架组件302和转子轴122之间沿径向移动夹紧元件310。换言之，在一个实施例中，千斤顶元件312可沿转子112的轴线（A）的方向前移框架组件302内部的夹紧元件310。
如图9、图11和图12中所示的，在一个实施例中，系统300可至少包括在第一径向方向（RD1）上可移动的第一千斤顶元件364。在一个实施例中，系统300可至少包括沿第二径向方向（RD2）可移动的第二千斤顶元件366。第二径向方向（RD2）可与第一径向方向（RD1）偏离至少90度。在一个实施例中，第一千斤顶元件364可将基本上所有的向上竖直负载（L2）转移到框架组件302。另外，在一个实施例中，第二千斤顶元件366可在转子轴122上施加横向力。
在一个实施例中，第一千斤顶元件364和第二千斤顶元件366可用于影响转子轴122的对准。因此，系统300可便于转子轴的重新定位。例如，在某些修理过程期间，如齿轮箱移除或安装，可能需要调整竖直或横向主轴位置，如可能需要释放或接合各种齿轮箱安装构件。通过使用系统300，转子轴122的端部可通过第一千斤顶元件364的径向移动而竖直移动，并且可通过第二千斤顶元件366的径向移动而横向移动。在一个实施例中，转子轴122的这种移动或对准可在框架组件302支承向上竖直负载（L2）时完成。
仍然参考图12，在一个实施例中，千斤顶元件312可为液压致动器370。液压致动器370的一部分可接收在框架组件302的千斤顶安装点368内。
再次参考图10和图11，在一个实施例中，千斤顶元件312可为螺旋千斤顶372。螺旋千斤顶372可为具有在第一螺柱端部376和第二螺柱端部378之间延伸的螺纹螺柱374（例如，螺杆轴）的线性致动器。螺纹螺柱374可由框架组件302的对应千斤顶安装点368接收。在一个实施例中，第一螺柱端部376可为具有用于接收所施加转矩的结构的接合部分。第二螺柱端部378可限定固持特征380和由夹紧元件310的对应承窝352可接收的圆形脚382（例如球形脚）。在一个实施例中，固持特征380可为直径减小的区域（例如，凹槽或颈部），其形成为与销、键和/或夹子对接以便将第二螺柱端部378固定在接收结构352中。圆形脚382可允许夹紧元件310和千斤顶元件312之间有一定程度的移动，以便于夹紧元件310与转子轴122对准。应当认识到，固持特征380和接收结构352的组合可便于夹紧元件310的快速移除，以便从通路308移除阻塞物。
现在参考图5和图9，在一个实施例中，系统300可构造成对抗与转子108相对的转子轴122上的向下力（L3）。例如，响应于风事件，转子108可产生绕主轴承144的力矩，该力矩与由转子108的重量产生的力矩和随后的向上竖直负载（L2）相对。因而，在一个实施例中，系统300可包括悬挂带384。悬挂带384可联接到框架组件302并且可在转子轴122和底板支承框架136之间通过。
在另外的实施例中，第二径向方向（RD2）可定向成使得第二千斤顶元件366可根据需要在转子轴122上施加竖直力和横向力。在这样的实施例中，第二千斤顶元件366可定位成抵抗向下力（L3）并且向转子轴122提供横向移动。例如，在一个实施例中，至少三个千斤顶元件312可彼此周向偏离120度。应当认识到，利用第二千斤顶366提供竖直支承和横向支承两者可排除对悬挂带384的需求，从而降低系统300的成本和复杂性。
再次参考图3和图4，在一个实施例中，系统300可包括至少一个推动元件386，该推动元件具有接收在由框架组件302限定的凹部中的第一端部388。推动元件386还可包括第二端部390，该第二端部定向成在齿轮箱126上施加轴向力。例如，推动元件386可为液压缸，其可在齿轮箱126上施加轴向力以便在收缩盘146松动之后将齿轮箱126与转子轴122分离。应当认识到，框架组件302的反作用可便于使用比风力涡轮100的构件（如主轴承144）的反作用将所需的更短的液压缸。在维护构件时，使用较短的液压缸可便于技术人员进入和符合人体工程学。
仍然参考图4且还参考图12，在一个实施例中，系统300可包括轴向支承元件392。轴向支承元件392可具有联接到框架组件302的第一端部394。在一个实施例中，轴向支承元件392还可包括第二端部396，该第二端部定位成反作用于齿轮箱支承系统398。在一个实施例中，轴向支承元件392可为可缩回的螺纹螺柱。轴向支承元件392可定位成来对抗框架组件302响应于向上竖直负载（L2）的旋转移动。
参考图13，示出了用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的方法400的一个实施例的流程图。方法400可使用例如上面参考图1-12论述的一体化修理系统300来实施。图13描绘了为了说明和论述的目的以特定顺序执行的步骤。使用本文提供的公开，本领域的普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可调整、修改、重新布置、同时执行或以各种方式修改方法400的各个步骤或本文公开的任何其它方法。
如402处所示，方法400包括将转子轴接收在由框架组件限定的通路中。如404处所示，方法400包括将框架组件的至少一个支承腿固定到一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中的安装位置。如406处所示，方法400包括将至少一个夹紧元件定位在框架组件的内部，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力。如408处所示，方法400包括前移可操作地联接到至少一个夹紧元件和框架组件的至少一个千斤顶元件，以将至少一个夹紧元件定位成与转子轴接触。如410处所示，方法400包括将转子轴与齿轮箱分离。如412处所示，方法400包括利用框架组件接收由转子轴响应于支承的转子而产生的竖直负载。如414处所示，方法400包括经由框架组件将接收到的竖直负载传递到底板支承框架。另外，如416处所示，方法400包括维护风力涡轮的构件。
此外，技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的可互换性。类似地，描述的各种方法步骤和特征，以及各个此类方法和特征的其它已知等同物，可由本领域的普通技术人员混合和匹配，以构造出根据本公开的原理的另外系统和技术。当然，将理解的是，上文所述的所有此类目的或优点不一定可根据任何特定实施例实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，本文所述的系统和技术可以以一种方式实施或执行，其实现或优化如本文教导的一个优点或优点组合，而不需要实现如本文教导或启示的其它目的或优点。
本书面描述使用了示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求书的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它示例意图在权利要求书的范围内。
出于完整性的原因，在以下编号的条款中阐述了本公开的各个方面：
条款1. 一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的一体化修理系统，风力涡轮具有转子，转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片，转子经由由至少一个主轴承支承的转子轴可操作地联接到齿轮箱，修理系统包括：至少一个安装位置，其一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中；框架组件，框架组件包括固定到安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的转子轴的通路；至少一个夹紧元件，该至少一个夹紧元件定位在框架组件的内部，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力；以及至少一个千斤顶元件，其与框架组件和至少一个夹紧元件接合，至少一个千斤顶元件可与框架组件一起操作以向转子轴提供支承并且提供转子轴沿至少一个方向的移动，其中当齿轮箱在修理过程期间在机舱中移动时，修理系统将主轴支承在塔架上，使得转子保持安装在转子轴上。
条款2. 根据条款1所述的修理系统，其中转子轴经由收缩盘联接到齿轮箱，收缩盘限定相对于转子轴的厚度，其中框架组件限定相对于转子轴的径向分离距离，该径向分离距离大于由收缩盘限定的厚度，在框架组件联接到底板支承框架时，该径向分离距离允许收缩盘在框架组件和转子轴之间沿转子轴通过。
条款3. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个千斤顶元件是沿第一径向方向可移动的至少第一千斤顶元件，修理系统进一步包括与框架组件接合的至少第二千斤顶元件，第二千斤顶元件沿第二径向方向可移动，第二径向方向与第一径向方向偏离至少90度。
条款4. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个千斤顶元件包括液压致动器或螺旋千斤顶，螺旋千斤顶包括在第一螺柱端部和第二螺柱端部之间延伸的螺纹螺柱，第二螺柱端部限定固持特征以及由夹紧元件的对应承窝可接收的圆形脚。
条款5. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个夹紧元件进一步包括可移除的耐磨层。
条款6. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个安装位置包括具有至少一个凸台的底板支承框架的腹板，至少一个凸台限定通孔，通孔具有的直径对应于至少一个紧固件的直径，并且其中至少一个支承腿的联接部分包括对接部，该对接部包括定位在第一轴向位置处的第一部分和定位在第二轴向位置处的第二部分，第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离对应于到至少一个安装位置的厚度，第一部分和第二部分各自限定用于接收至少一个紧固件的通孔。
条款7. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个安装位置进一步包括至少一个加强支柱，该至少一个加强支柱定向成接受由转子响应于风事件而产生的最大负载。
条款8. 根据任何前述条款的修理系统，进一步包括至少一个张紧千斤顶元件，其与框架组件接合并定向成压靠底板支承框架，以便将至少一个紧固件固定在由至少一个安装位置和对接部限定的通孔内。
条款9. 根据任何前述条款的修理系统，其中至少一个安装位置包括具有对应于支承腿的轮廓的轮廓的安装表面，安装表面限定用于接收多个螺纹紧固件的多个紧固件开口，多个螺纹紧固件构造在对应的多个紧固件开口内。
条款10. 根据任何前述条款的修理系统，进一步包括：销承载托盘，其具有在第一托盘端部和第二托盘端部之间延伸的支承表面，第一托盘端部可移除地联接到至少一个支承腿；以及螺旋进给组件，其可操作地联接到第二托盘端部并且定向成沿轴向方向移动至少一个紧固件，以便联接或分离框架组件和底板支承框架。
条款11. 根据任何前述条款的修理系统，进一步包括：悬挂带，其联接到框架组件并且构造成在转子轴和底板支承框架之间通过以便对抗转子轴的向下力。
条款12. 根据任何前述条款的修理系统，进一步包括：至少一个齿轮箱推动元件，齿轮箱推动元件具有接收在由框架组件限定的凹部中的第一端部和定向成在齿轮箱上施加轴向力的第二端部。
条款13. 根据任何前述条款的修理系统，进一步包括：轴向支承元件，轴向支承元件具有联接到所述框架组件的第一端部和定位成反作用于齿轮箱支承系统的第二端部。
条款14. 一种用于修理风力涡轮塔架上的机舱内的构件的方法，该风力涡轮具有转子，该转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片，该转子经由由至少一个主轴承支承的转子轴可操作地联接到齿轮箱，该方法包括：将转子轴接收在由框架组件限定的通路中；将框架组件的至少一个支承腿固定到一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中的安装位置；将至少一个夹紧元件定位在框架组件的内部，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力；前移可操作地联接到该至少一个夹紧元件和框架组件的至少一个千斤顶元件，以将该至少一个夹紧元件定位成与转子轴接触；将转子轴与齿轮箱分离；利用框架组件接收由转子轴响应于支承转子而产生的竖直负载；经由框架组件将接收到的竖直负载传递到底板支承框架；以及维护风力涡轮的构件。
条款15. 根据任何前述条款的方法，其中风力涡轮进一步包括包围转子轴的收缩盘，收缩盘限定相对于转子轴的厚度，该厚度大于转子轴的外径，该方法进一步包括：在框架组件联接到底板支承框架时，使收缩盘在转子轴和框架组件之间沿转子轴通过。
条款16. 根据任何前述条款的方法，进一步包括：通过将可移除的耐磨层联接到至少一个夹紧元件，使至少一个夹紧元件与转子轴的外径相符。
条款17. 根据任何前述条款的方法，其中至少一个安装位置包括具有至少一个凸台的底板支承框架的腹板，该至少一个凸台限定通孔，通孔具有的直径对应于至少一个紧固件的直径，并且其中将至少一个支承腿固定到安装位置进一步包括：将腹板与至少一个支承腿的联接部分接合，其中联接部分包括对接部，该对接部包括：定位在第一轴向位置处的第一部分，以及定位在第二轴向位置处的第二部分，第一部分和第二部分各自进一步限定用于接收至少一个紧固件的通孔；以及将至少一个紧固件插入到通孔中以便将底板支承框架的腹板固定在对接部内。
条款18. 根据任何前述条款的方法，进一步包括：通过前移或缩回至少一个千斤顶元件来沿径向方向移动转子轴的端部。
条款19. 根据任何前述条款的方法，进一步包括：
使悬挂带在转子轴和底板支承框架之间通过；将悬挂带联接到框架组件；响应于冲击转子的风事件，在转子轴的与转子相对的端部上产生向下力；以及利用悬挂带接收转子轴的端部的向下力。
条款20. 一种风力涡轮，包括：塔架；安装在塔架顶上的机舱；安装到机舱的转子，该转子包括具有固定到其上的一个或多个转子叶片的可旋转的毂；将转子可操作地联接到定位在机舱内的齿轮箱的转子轴；支承转子轴的至少一个主轴承；定位在机舱内并支承主轴承和齿轮箱的底板支承框架；以及用于维护机舱内的构件的一体化修理系统，该修理系统包括：至少一个安装位置，其一体地形成到风力涡轮的底板支承框架中；框架组件，框架组件包括固定到安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的转子轴的通路；至少一个夹紧元件，该至少一个夹紧元件定位在框架组件的内部，以便将转子轴接收在其中并向转子轴提供夹紧力；以及至少一个千斤顶元件，其与框架组件和至少一个夹紧元件接合，至少一个千斤顶元件可与至少一个框架组件一起操作以向转子轴提供支承并且提供转子轴沿至少一个方向的移动，其中当齿轮箱在修理过程期间在机舱中移动时，修理系统将主轴支承在塔架上，使得转子保持安装在可旋转的毂上。

Claims (10)

1.一种用于维护风力涡轮塔架上的机舱内的构件的一体化修理系统，所述风力涡轮具有转子，所述转子具有安装到可旋转的毂的至少一个转子叶片，所述转子经由转子轴可操作地联接到齿轮箱，所述修理系统包括：
至少一个安装位置，其一体地形成到所述风力涡轮的底板支承框架中；
框架组件，所述框架组件包括固定到所述安装位置的至少一个支承腿并限定接收穿过其中的所述转子轴的通路；
至少一个夹紧元件，所述至少一个夹紧元件定位在所述框架组件的内部，以便将所述转子轴接收在其中并向所述转子轴提供夹紧力；以及
至少一个千斤顶元件，其与所述框架组件和所述至少一个夹紧元件接合，所述至少一个千斤顶元件可与所述框架组件一起操作以向所述转子轴提供支承并且提供所述转子轴沿至少一个方向的移动，
其中当所述齿轮箱在修理过程期间在所述机舱中移动时，所述修理系统将所述转子轴支承在塔架上，使得所述转子保持安装在所述转子轴上。
2.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述转子轴经由收缩盘联接到所述齿轮箱，所述收缩盘限定相对于所述转子轴的厚度，其中所述框架组件限定相对于所述转子轴的径向分离距离，所述径向分离距离大于由所述收缩盘限定的厚度，在所述框架组件联接到所述底板支承框架时，所述径向分离距离允许所述收缩盘在所述框架组件和所述转子轴之间沿所述转子轴通过。
3.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个千斤顶元件是沿第一径向方向可移动的至少第一千斤顶元件，所述修理系统进一步包括与所述框架组件接合的至少第二千斤顶元件，所述第二千斤顶元件沿第二径向方向可移动，所述第二径向方向与所述第一径向方向偏离至少90度。
4.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个千斤顶元件包括液压致动器或螺旋千斤顶，所述螺旋千斤顶包括在第一螺柱端部和第二螺柱端部之间延伸的螺纹螺柱，所述第二螺柱端部限定固持特征以及由所述夹紧元件的对应承窝可接收的圆形脚。
5.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个夹紧元件进一步包括可移除的耐磨层。
6.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置包括具有至少一个凸台的所述底板支承框架的腹板，所述至少一个凸台限定通孔，所述通孔具有的直径对应于至少一个紧固件的直径，并且其中所述至少一个支承腿的联接部分包括对接部，所述对接部包括定位在第一轴向位置处的第一部分和定位在第二轴向位置处的第二部分，所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离对应于所述至少一个安装位置的厚度，所述第一部分和所述第二部分各自限定用于接收所述至少一个紧固件的通孔。
7.根据权利要求6所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置进一步包括至少一个加强支柱，所述加强支柱定向成接受由所述转子响应于风事件而产生的最大负载。
8.根据权利要求6所述的修理系统，其特征在于，进一步包括至少一个张紧千斤顶元件，其与所述框架组件接合并定向成压靠所述底板支承框架，以便将所述至少一个紧固件固定在由所述至少一个安装位置和所述对接部限定的所述通孔内。
9.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，所述至少一个安装位置包括具有对应于所述支承腿的轮廓的轮廓的安装表面，所述安装表面限定用于接收多个螺纹紧固件的多个紧固件开口，所述多个螺纹紧固件构造在对应的多个紧固件开口内。
10.根据权利要求1所述的修理系统，其特征在于，进一步包括：
销承载托盘，其具有在第一托盘端部和第二托盘端部之间延伸的支承表面，所述第一托盘端部可移除地联接到所述至少一个支承腿；以及
螺旋进给组件，其可操作地联接到所述第二托盘端部并且定向成沿轴向方向移动所述至少一个紧固件，以便联接或分离所述框架组件和所述底板支承框架。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502004008643D1 (de) 2004-07-13 2009-01-22 Eickhoff Maschinenfabrik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Getriebetausch bei einer Windkraftanlage
DE102004060770B3 (de) * 2004-12-17 2006-07-13 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit Halteeinrichtung für eine Rotorwelle
US7721434B2 (en) 2005-07-27 2010-05-25 General Electric Company Methods and apparatus for replacing objects on horizontal shafts in elevated locations
WO2011051369A2 (en) * 2009-10-28 2011-05-05 Vestas Wind Systems A/S A wind power installation and methods of using a machine frame in a wind power installation
US7944079B1 (en) 2010-04-21 2011-05-17 General Electric Company Systems and methods for assembling a gearbox handling assembly for use in a wind turbine
US8500400B2 (en) 2011-09-20 2013-08-06 General Electric Company Component handling system for use in wind turbines and methods of positioning a drive train component
US9103326B2 (en) * 2012-07-31 2015-08-11 General Electric Company Wind turbine bedplate support frame
DK201500527A1 (da) 2014-10-07 2016-04-18 Liftra Ip Aps Hovedakselfixstur til fiksering af hovedakslen på en vindmølle ved gennemførelse af montage- og reparationsarbejder.
US10655609B2 (en) 2017-02-23 2020-05-19 General Electric Company System and method for removal of a wind turbine gearbox from a main rotor shaft
CN108661864B (zh) * 2017-03-29 2022-03-22 通用电气公司 用于风轮机的齿轮箱组件的修理方法
CN110242513A (zh) 2019-05-30 2019-09-17 宁夏新能源研究院（有限公司） 一种齿轮箱空中分离更换系统及其更换方法
US11085251B2 (en) * 2019-06-13 2021-08-10 Automated Recycling Systems, Inc. Casing guide and clamp assembly

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