CN114837895A - 风力发电机组变桨轴承的更换方法 - Google Patents

风力发电机组变桨轴承的更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风力发电机组施工技术领域，公开了一种风力发电机组变桨轴承的更换方法，风力发电机组包括叶轮以及与所述叶轮传动连接的齿轮组，所述叶轮包括轮毂、轮毂罩、多个变桨轴承以及与所述变桨轴承一一对应设置的多个叶片，所述方法包括步骤：S1，将盘车器与所述齿轮组传动连接，使所述盘车器能够驱动齿轮组以调节所述叶轮的角度；S2，调节所述盘车器从而将与待更换的所述变桨轴承所对应的所述叶片调节至拆卸位，并将所述叶片拆下后吊运至地面放置；S3，调节所述盘车器以调整叶轮角度，使待更换的所述变桨轴承所对应的叶片孔朝向正上方；S4，将待更换的所述变桨轴承拆下并吊运至地面放置。通过上述技术方案，能够降低施工费用以及施工难度。

Description

风力发电机组变桨轴承的更换方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组施工技术领域，具体地涉及一种风力发电机组变桨轴承的更换方法。
背景技术
变桨轴承，也称为叶片轴承，是风力发电机组的一个部件，设置于轮毂和叶片之间，用于调整叶片的气动迎角使风力发电机组处于高效的运行状态。
目前常用变桨轴承更换方式通常需要将整个叶轮从风力发电机组上拆下，吊运至地面后将叶片全部抽出后再进行变桨轴承的更换。由于叶轮长度极大，且吊运过程中需要将竖直状态的叶轮调整为水平后再放置地面，因此，操作复杂，耗时极长。另外，叶轮重量极大，因此在实际施工作业中需要大型吊车，而大型吊车所需的场地同样较大，因此对施工场地提出了进一步的要求。而风力发电机组设置在远离城市的地区，导致交通相对不便，大型车辆难以进入，不仅导致施工难以进行，也导致施工费用较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的变桨轴承更换操作复杂，难度大的并且对场地要求苛刻的问题，提供一种风力发电机组变桨轴承的更换方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种风力发电机组变桨轴承的更换方法，风力发电机组包括叶轮以及与所述叶轮传动连接的齿轮组，所述叶轮包括轮毂、轮毂罩、多个变桨轴承以及与所述变桨轴承一一对应设置的多个叶片，包括步骤：
S1，将盘车器与所述齿轮组传动连接，使所述盘车器能够驱动齿轮组以调节所述叶轮的角度；
S2，调节所述盘车器从而将与待更换的所述变桨轴承所对应的所述叶片调节至拆卸位，并将所述叶片拆下后吊运至地面放置；
S3，调节所述盘车器以调整叶轮角度，使待更换的所述变桨轴承所对应的叶片孔朝向正上方；
S4，将待更换的所述变桨轴承拆下并吊运至地面放置。
可选地，所述风力发电机组变桨轴承的更换方法还包括：
S5，将新的所述变桨轴承吊运并安装到所述轮毂上；
S6，调节所述盘车器以调节所述叶轮角度，并将拆下的所述叶片安装至所述叶轮上。
可选地，在步骤S1中，所述盘车器与所述齿轮组通过制动装置传动连接，所述制动装置包括制动盘以及能够对所述制动盘施加制动力的阻尼组件。
可选地，在步骤S2中，所述拆卸位为待拆卸的所述叶片的延伸方向与水平方向夹角为30度。
可选地，所述齿轮组还具有能够将所述叶轮的角度锁定的锁定装置，在步骤S2中，所述锁定装置将所述叶片锁定于所述拆卸位。
可选地，在步骤S3中，还包括将所述锁定装置解锁，以使得所述盘车器能够调节所述叶轮的角度。
可选地，在步骤S4中，在步骤S4中，若所述变桨轴承的直径大于所述叶片孔的直径，则执行以下步骤：
S4a，根据所述变桨轴承的直径对所述轮毂罩围成叶片孔的部分沿轴向方向切割为移除部分和剩余部分，以使得所述变桨轴承能够从所述移除部分的缺口移出所述轮毂罩。
可选地，被切割下的部分所述轮毂罩为切割部，步骤S5还包括：将所述移除部分重新固定至原位。
可选地，使用连接板将切割下的所述轮毂罩固定至原位，所述连接板贴合固定于所述轮毂罩切割位置的内侧。
可选地，使用轮毂罩修复材料对所述轮毂罩的切割处进行修复，以使得所述轮毂罩的内侧表面平滑。
可选地，对所述轮毂罩的切割处使用密封材料进行密封。
通过上述技术方案，利用盘车器调整叶轮相对位置，从而实现在空中单独将需要更换的变桨轴承对应的叶片拆下，不再需要将整个叶轮拆下，减少了对吊车载重能力的要求以及对场地面积的要求，从而减轻了施工难度。
附图说明
图1是本发明所述的盘车器与齿轮组相连的结构示意图；
图2是本发明中采用连接板对切割位置进行修复的结构示意图；
图3是采用传统施工方式更换变桨轴承场地占用的示意图；
图4是采用本申请的施工方案更换变桨轴承场地占用的示意图；
附图标记说明
10-叶轮，11-轮毂，12-叶片，20-齿轮组，30-盘车器，40-制动装置，41-制动盘，42-阻尼组件，51-剩余部分，52-移除部分，60-连接板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右，顶、底”通常是指本技术方案提供的装置在工作状态下的相对位置，“内、外”是指轮廓线围合范围所示的空间关系。
为了实现上述目的，本发明提供一种风力发电机组变桨轴承的更换方法，风力发电机组包括叶轮10以及与所述叶轮10传动连接的齿轮组20，所述叶轮10包括轮毂11、轮毂罩、多个变桨轴承以及与所述变桨轴承一一对应设置的多个叶片12，包括步骤：
S1，将盘车器30与所述齿轮组20传动连接，使所述盘车器30能够驱动齿轮组20以调节所述叶轮10的角度；
S2，调节所述盘车器30从而将与待更换的所述变桨轴承所对应的所述叶片12调节至拆卸位，并将所述叶片12拆下后吊运至地面放置；
S3，调节所述盘车器30以调整叶轮10角度，使待更换的所述变桨轴承所对应的叶片12孔朝向正上方；
S4，将待更换的所述变桨轴承拆下并吊运至地面放置。
需要说明的是，风力发电机组通过叶轮10在自然风力的驱动下进行旋转，从而驱动发电装置进行发电。叶轮10包括轮毂11，轮毂11与齿轮组20传动相连，轮毂11上设置有变桨轴承，叶片12通过变桨轴承可转动地安装于轮毂11上，为保护轮毂11免受自然侵蚀，轮毂11外侧包覆设置有轮毂罩，相应地，轮毂罩上具有能够使叶片12一端通过并安装在变桨轴承上的叶片12孔。齿轮组20通常设置于风力发电机组的机舱内，机舱通常具有额外的空间能够容纳维修人员进入以及盘车器的安装，盘车器30可通过吊运的方式运送至机舱内，然后与齿轮组进行连接，安装前需要对盘车器进行调平，连接方式可通过传动组件进行连接，如通过刹车装置进行连接，刹车装置与齿轮组20传动连接，盘车器与传动装置可采用销接、螺栓连接等方式进行连接。
传统更换变桨轴承的方式通常需要将叶轮10整个完全从风力发电机组上拆下，在地面进行分解并更换，更换完成后再将叶轮10整个安装回去。然而叶轮10的体积巨大且设置于高空区域，因此，传统施工方式需要大量的人力物力，导致施工成本较高。如图3所示的传统施工方式为例，风机高度80米，叶轮10的重量63吨，为吊运叶轮10，需要三台吊车，其中一台为650T左右，两台为50T左右，吊车的载重能力会随着吊臂伸长而减少，因此需要650T的吊车进行吊运，该吊车为主吊车，主要承载叶轮10的重量，其他两台为辅助吊车。由于叶轮在拆卸时处于竖直的立式状态，需要将其调整为水平状态才能够放置到设置于地面施工区域内的工装上，辅助吊车的功能便在于调整叶轮10的状态，以及在地面上对叶轮10进行拆解或转运中提供协助，加快施工进度。如图3所示，仅车辆及施工人员所需的施工区域面积就已经达到了40m*50m，如果需要将叶轮10完全放置在地面上，所需施工区域将更大。另外，对于施工所用的吊车来说，特别是650T左右的吊车，体积巨大，不仅所需费用较高，且车辆相对笨重，对于设置于山地、悬崖等场地的风力发电机组，吊车驶入到位都有一定难度。综上所述，传统施工方案使用吊车数量多，导致施工费用较高，对施工场地要求苛刻，部分施工场地不符合要求的地区不能进行施工，另外，施工参与人员多，导致施工管理困难。
本申请中，利用盘车器30调整叶轮10相对角度，从而实现在空中单独将需要更换的变桨轴承对应的叶片12拆下，不再需要将整个叶轮10拆下，减少了对吊车载重能力的要求以及对场地面积的要求，从而减轻了施工难度。以图4所示的实施方式为例进行说明，由于只需拆除一支叶片12即可，自然地，可以不再使用传统方案中那么大载重量的主吊车，如图4所示，可采用两台300T的吊车或其中一台大于300T的吊车，吊车的载重量选型取决于叶片12的尺寸和叶轮的设置高度。作为参考，一台主吊车站在距离叶根大约19米位置，叶片12受力点在距离叶片12防雨罩的2米位置，一台辅吊车站在距离叶片12大约35米位置，叶片12受力点在距离叶根的36米位置，正常情况下叶根的都是主吊车，叶尖位置为辅吊车，在拆卸叶片12的时候两台吊车必须同时操作才可以将叶片12与轮毂11分离，再同步平稳的放置在地面工装上面。吊车与叶片12的连接位置可选择叶片12上设置的吊运点，此处通常设置有防护层加固。
如图4所示的施工方案，所需的场地面积变为40m*25m，由于减少了吊车的使用，相应地，可以使用较少的施工人数。在单个叶片12拆下后，叶轮10处于失衡状态，此时可使用盘车器30调节叶轮10的角度，使得拆除的叶片12对应的叶片12孔朝向正上方，此时，工作人员能够进入叶片12孔内，拆卸变桨轴承，拆下后，利用吊车吊运至地面即完成了变桨轴承的拆卸。
更进一步地，所述风力发电机组变桨轴承的更换方法还包括：S5，将新的所述变桨轴承吊运并安装到所述轮毂11上；S6，调节所述盘车器30以调节所述叶轮10角度，并将拆下的所述叶片12安装至所述叶轮10上。上述步骤S5以及S6为将新的变桨轴承安装至轮毂11，并重新将叶片12安装回去后恢复风力发电机组运行。另外，在步骤S6后还可将安装的盘车器30拆下，用于其他的风力发电机组施工。
为了更加精确地调节叶轮10的相对角度，如图1所示，在步骤S1中，所述盘车器30与所述齿轮组20通过制动装置40传动连接，所述制动装置40包括制动盘41以及能够对所述制动盘41施加制动力的阻尼组件42。制动盘可理解为刹车盘，阻尼组件42可通过对制动盘41施加摩擦力以使得盘车器30的调节过程变得较为缓慢且容易停下，从而达到精确调节叶轮10相对角度的目的。
作为一种具体地实施方式，在步骤S2中，所述拆卸位为待拆卸的所述叶片12的延伸方向尖端朝下并与水平方向夹角为30度。拆卸位的选择通常为叶轮能够锁定相对角度的位置，防止在操作过程中叶片12突然转动造成危险。
更进一步地，所述齿轮组20还具有能够将所述叶轮10的角度锁定的锁定装置，在步骤S2中，所述锁定装置将所述叶片12锁定于所述拆卸位。
相应地，在步骤S3中，还包括将所述锁定装置解锁，以使得所述盘车器30能够调节所述叶轮10的角度。
对于某些风力发电机组来说，轮毂罩的叶片12孔直径可能小于变桨轴承直径，对于这种情况，在步骤S4中，若所述变桨轴承的直径大于所述叶片12孔的直径，则执行以下步骤：S4a，根据所述变桨轴承的直径对所述轮毂罩围成叶片孔的部分沿轴向方向切割为移除部分52和剩余部分51，以使得所述变桨轴承能够从所述移除部分52的缺口移出所述轮毂罩。切割下的轮毂罩部分即移除部分52，最少需要切割一半以上，优选地，切割四分之三左右。切割前需要仔细测量轮毂罩尺寸以确定切割位置，并做好标记，方便施工作业。且切割时需要考虑变桨轴承厚度，避免出现变桨轴承不能顺利吊运。切割工具可采用角磨机等，对于切割下的部分，可放置于机舱顶安全可靠位置。
对于需要切割轮毂罩的情况来说，步骤S5还包括：将所述移除部分52重新固定至原位。对于固定方式，可根据轮毂罩材质进行选择，能够保证切割部的能够稳定安装回去即可。
更进一步地，使用连接板60将切割下的所述轮毂罩固定至原位，所述连接板60贴合固定于所述轮毂罩切割位置的内侧。连接板60的材质可选择玻璃钢板，如图2所示，玻璃钢板贴合固定于轮毂罩切割位置内侧，由于此时工作人员处于高空作业，因此选择修补材料时需要考虑作业难度以及修复的紧实度。
另外，为保证轮毂罩性能，使用轮毂罩修复材料对所述轮毂罩的切割处进行修复，以使得所述轮毂罩的内侧表面平滑。而轮毂罩主要用于保护内部的轮毂11免受环境侵袭，例如雨雪等，因此，切割处需要进行密封防止雨水侵袭以及灰尘渗入轮毂罩内部。密封材料可选用中性硅酮耐候密封胶。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种风力发电机组变桨轴承的更换方法，风力发电机组包括叶轮(10)以及与所述叶轮(10)传动连接的齿轮组(20)，所述叶轮(10)包括轮毂(11)、轮毂罩、多个变桨轴承以及与所述变桨轴承一一对应设置的多个叶片(12)，其特征在于，包括步骤：
S1，将盘车器(30)与所述齿轮组(20)传动连接，使所述盘车器(30)能够驱动齿轮组(20)以调节所述叶轮(10)的角度；
S2，调节所述盘车器(30)从而将与待更换的所述变桨轴承所对应的所述叶片(12)调节至拆卸位，并将所述叶片(12)拆下后吊运至地面放置；
S3，调节所述盘车器(30)以调整叶轮(10)角度，使待更换的所述变桨轴承所对应的叶片(12)孔朝向正上方；
S4，将待更换的所述变桨轴承拆下并吊运至地面放置。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，所述风力发电机组变桨轴承的更换方法还包括：
S5，将新的所述变桨轴承吊运并安装到所述轮毂(11)上；
S6，调节所述盘车器(30)以调节所述叶轮(10)角度，并将拆下的所述叶片(12)安装至所述叶轮(10)上。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，在步骤S1中，所述盘车器(30)与所述齿轮组(20)通过制动装置(40)传动连接，所述制动装置(40)包括制动盘(41)以及能够对所述制动盘(41)施加制动力的阻尼组件(42)。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，在步骤S2中，所述拆卸位为待拆卸的所述叶片(12)的延伸方向与水平方向夹角为15度。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，所述齿轮组(20)还具有能够将所述叶轮(10)的角度锁定的锁定装置，在步骤S2中，所述锁定装置将所述叶片(12)锁定于所述拆卸位。
6.根据权利要求5所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，在步骤S3中，还包括将所述锁定装置解锁，以使得所述盘车器(30)能够调节所述叶轮(10)的角度。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，在步骤S4中，若所述变桨轴承的直径大于所述叶片(12)孔的直径，则执行以下步骤：
S4a，根据所述变桨轴承的直径对所述轮毂罩围成叶片孔的部分沿轴向方向切割为移除部分(52)和剩余部分(51)，以使得所述变桨轴承能够从所述移除部分(52)的缺口移出所述轮毂罩。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，步骤S5还包括：将所述移除部分52重新固定至原位。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，使用连接板(60)将切割下的所述移除部分(52)固定至原位，所述连接板(60)贴合固定于所述轮毂罩切割位置的内侧。
10.根据权利要求9所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，使用轮毂罩修复材料对所述轮毂罩的切割处进行修复，以使得所述轮毂罩的内侧表面平滑。
11.根据权利要求10所述的风力发电机组变桨轴承的更换方法，其特征在于，对所述轮毂罩的切割处使用密封材料进行密封。
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