CN201343379Y - 用于大型风电设备维修的起重机 - Google Patents

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CN201343379Y CNU2008201774546U CN200820177454U CN201343379Y CN 201343379 Y CN201343379 Y CN 201343379Y CN U2008201774546 U CNU2008201774546 U CN U2008201774546U CN 200820177454 U CN200820177454 U CN 200820177454U CN 201343379 Y CN201343379 Y CN 201343379Y
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周秋生
韩俊良
刘银娥
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Abstract

本实用新型公开了一种用于大型风电设备维修的起重机,包括钢结构、起升驱动机构、专用吊具和电控系统,其特征在于包括差重变倍率起升绳系、小车牵引及其防晃动装置,所述的差重变倍率起升绳系由钢丝绳、改向滑轮组、小车滑轮组、吊具滑轮组、固定滑轮组和平衡固定装置组成,4种不同的连接方式既可满足机舱内小型部件的正常起重,又可满足中大件的起重需要,而且能兼顾到机舱外叶片的起重之需;所述的设在基础面上和机舱内的起升驱动机构形成独立或互补联动的动力系统;所述的小车牵引及其防晃动装置可平衡起重载荷和可靠移动;本实用新型为大型风电设备维修提供了一条经济安全的起重途径。

Description

用于大型风电设备维修的起重机
技术领域
本实用新型涉及一种专门适用于特定地区或特殊目的的起重机,尤其涉及 风电设备维修起重机。 背景技术
当分布在风场中的每一台风力发电设备投入运行后,不可缺少的定期的维 护和不确定的紧急维修便离不开起重设备。
在现有技术中,应用于风力发电设备,主要指桨叶和机舱内的增速器、发电 机、变压器等维修的起重技术通常有以下几种:
(1) 完全依靠外部的起重机,主要用于微型或小型风力发电设备。
(2) 自带小型起重设备与借助外部起重机,机舱内配有起重量数百公斤级 的小型电动维修起重机,用于日常工具、加油等小件的起重。较重的部件如增 速器、叶片等一旦需要维修或更换,则调用大吨位流动式起重机,将整个叶片 和轮毂或是整个机舱全部拆下修好后再复位。主要用于中型或小型风力发电设 备。
(3) 借助于一种安装在塔筒上部的可拆装的变幅式起重机,这种起重机基 于将大型风电设备按大件分步安装的思路,用于设备的初始安装,当然也具有 维修时分步拆装的起重功能。但这种起重机本身的装卸仍然需依靠外部起重机。
(4) 在其他设备上采用的维修起重机,转用于风机设备的维修。这种起重
设备通常以最大起重件的重量为基准来设置起重量和固定的起升钢丝绳倍率。 该起重量吨位及其以下的所有重量都是通用的。常规的起重机还有采用两套起 升机构即主副钩的方式,来解决起重量变化大导致的大马拉小车的问题。这对 于使用率低的设备来讲是一种浪费。
(5) 海上风电设备安装时采用的双浮吊或单浮吊,也可转用于风电的大部 件组装或其维修。
总之,对于大型风电设备,无论采用整体机舱起重还是分大件起重组装的技术 路线,都需要起升高度超百米、起重量数十甚至超百吨的超大型流动式起重机。 一般风电场大都地处偏僻的草原,海滩,浅海和海岛等交通不便的地区,且各时调用超级大吨位起重机并非易事。电厂备用这样的 设备又很不经济,而且吊装周期长,吊装及运输成本高。使用这种大型流动式 起重机的起重技术,在我国现阶段来说既不便利又很昂贵。
国内外大型风电设备均处于开发的起步阶段,能够满足大型风电设备维修 特别是适应国内实情的维修起重技术仍在探索之中。 发明内容
本实用新型的目的在于开发大型风力发电设备正常维护和应急维修兼备的 起重机。
本实用新型的结束解决方案是这样实现的:
一种用于大型风电设备的维修起重机,包括钢结构、起升驱动机构、专用 吊具和电控系统,其特征在于钢结构装在机舱内舱罩骨架上方并成为其一部分, 在其左右梁上安装轨道并支撑着小车牵引及其防晃动装置的车轮,在其前后端 梁上安装有起升驱动机构、改向滑轮组、固定滑轮组、平衡固定装置、牵引机 构和固定滑轮;差重变倍率起升绳系中钢丝绳的一端固定在起升驱动机构上,
贯穿差重变倍率起升绳系的各滑轮后,另一端连接到专用吊具、平衡固定装置、 平衡固定装置或起升驱动机构上,而起升驱动机构则安装在钢结构下方的基础
面上;平衡固定装置和固定滑轮组分别固定在钢结构1的轮毂上;小车滑轮组 设置在小车牵引及其防晃动装置的中间部位,其下方分别悬挂专用吊具和与专 用吊具分别相连的吊具滑轮组,而与专用吊具相连的吊具滑轮组则悬挂在固定 滑轮组的下方。
所述的差重变倍率起升绳系由钢丝绳、改向滑轮组、小车滑轮组、吊具滑 轮组、固定滑轮组和平衡固定装置组成,具有4种不同的连接方式,形成I 、
ii、 m和iv种起重工作路径,其中:
路径I ,钢丝绳的一端固定在起升机构上,另一端经改向滑轮,小车滑轮 至专用吊具;
路径II,钢丝绳的一端固定在起升机构上,另一端经改向滑轮,小车滑轮 组绕过吊具滑轮组,回到小车滑轮组至改向滑轮组和平衡固定装置上固定;
路径in,钢丝绳的一端固定在起升机构上,另一端经改向滑轮,安装于轮 毂外部上方的固定滑轮,穿过轮毂上开的小孔,绕过吊具滑轮组上到轮毂内部
上方的固定滑轮,再下到吊具滑轮组反至轮毂内部上方的固定点固定;
路径IV,钢丝绳的一端固定在起升机构上,另一端经改向滑轮,小车滑轮组绕过吊具滑轮组,回到小车滑轮组,至改向滑轮后固定在平衡固定装置上或 再经改向滑轮,小车滑轮组绕过吊具滑轮组至小车滑轮,经改向滑轮至固定点 或经固定滑轮到达起升机构上固定。
所述的起升驱动机构经改向滑轮而至固定点或到达起升机构上固定,是指 起升驱动机构和起升驱动机构连接着钢丝绳的两端,中途经平衡固定装置或改 向滑轮而形成的独立或互补联动关系。
所述的小车牵引及其防晃动装置由小车、牵引机构、牵引绳、连接点和固 定滑轮组成,其中所述的牵引绳经在牵引机构的巻筒上固定后分别直接和绕过 固定滑轮连接到小车的前后侧,牵引机构和固定滑轮均固定在钢结构上。
与现有技术相比较,本实用新型的优点主要表现在:
1. 根据不同的起重量,按照重量与倍率成正比的原理,选择了多级变倍率 方式。以日常维护优先确定主要参数,兼顾偶然可能出现的最大起重量,重量 与速度得到合理的匹配,能够获得最经济的使用效果。是替代超大型流动起重 机或浮吊,实施大型风电设备维修,既经济又安全的起重途径。
2. 利用轮毂的承载能力和有限空间,实现了机舱外叶片从机上到基础面的 起重功能。
3. 起重机在机舱内设置,可满足舱内各部件从机上到基础面的起重需求, 维护和维修使用及时。
4. 如果需要在大起重量时提高其速度,可以在机舱、地面或船甲板上增加 一台起升驱动机构,即所称的基础面起升驱动机构。
5. 当机舱内无法设置起升驱动机构,只需将连接在机舱内起升驱动机构上 的钢丝绳端头固定在钢结构上,基础面上起升驱动机构同样可以满足起重需要。
6. 起重过程中施工人员不必出舱外即可完成作业,杜绝了高空舱外作业的
安全隐患。 附图说明
本实用新型有附图4幅,其中:
图l是本实用新型的主视图; 图2是本实用新型的左视图;
图3是本实用新型的差重变倍率起升绳系的结构示意图; 图4是小车牵引及防晃动装置的示意图。
在图中:l钢结构 2起升驱动机构3差重变倍率起升绳系 4小车牵引及防晃动装置 5专用吊具 6电气控制系统 2.1装在机舱中的起升驱动 机构 2. 2装在基础面的起升驱动机构 3. l钢丝绳 3.2.1〜3.2.5改向滑 轮组 3.3. 1〜3.3.7小车滑轮组 3.4. 1〜3.4.6吊具滑轮组 3.5. l〜 3.5.3固定滑轮组 3.6. 1〜3.6.3平衡固定装置4.1小车4.2牵引机构 4.3牵引绳4.4连接点4.5固定滑轮5. l吊钩5.2吊环5.3吊耳5.4 吊梁。
具体实施方式
如图1〜4所示的一种用于大型风电设备的维修起重机,包括钢结构l,起 升驱动机构2,差重变倍率起升绳系3,小车及其牵引和防晃动装置4,专用吊 具5和电气控制系统6,其特征在于所述的钢结构1装在机舱内舱罩骨架上方并 成为其一部分,在其左右梁上安装轨道并支撑着小车牵引及其防晃动装置4的 车轮,在其前后梁上安装有起升驱动机构2.1、改向滑轮组3.2、固定滑轮组 3.5.3、平衡固定装置3.6. 1、 3.6.3、牵引机构4. 2和固定滑轮4. 5;差重变倍 率起升绳系3中钢丝绳3. 1的一端固定在起升驱动机构2. 1上,贯穿差重变倍 率起升绳系3的各滑轮后,另一端连接到专用吊具5. 1、平衡固定装置3. 6. 1或 3. 6. 3、平衡固定装置3. 6. 2或起升驱动机构2. 2上,而起升驱动机构2. 2则安 装在钢结构1下方的基础面上;平衡固定装置3. 6. 2和固定滑轮组3. 5. 1、 3. 5. 2 分别固定在钢结构1的轮毂上;小车滑轮组3.3设置在小车牵引及其防晃动装 置4的中间部位,其下方分别悬挂专用吊具5.1和与专用吊具5.2、 5.4分别相 连的吊具滑轮组3.4. 1、 3.4.2、 3.4.5、 3.4.6,而与专用吊具5. 3相连的吊具 滑轮组3.4.3、 3.4.4则悬挂在固定滑轮组3.5. 1, 3. 5. 2的下方。
以起升驱动机构2为动力,通过变换绳系的缠绕方式,即路径I, II, III 和IV,使用专用吊具5. 1〜5.4,即可实现机舱内小型部件的正常起重功能,又 可满足实施中大件大修时的起重需要,而且还能够兼顾到机舱之外的叶片的起 重之需。本实用新型中的小车采用双联驱动牵引装置,不仅能够牵引小车行走, 有效地防止小车因机舱晃动可能产生的水平移动和跳动,而且可平衡起重小型 部件时起升绳的单向张力,保证小车运行安全可靠及停位准确。
对起重机电气和控制设计,采用了变频调速驱动系统,具有起重量和起升 高度显示与限制保护,能确保起重机的运行平稳,安全可靠。
下面结合附图对实用新型的结构特征作进一步说明:
1.钢结构在符合风电整机及机舱空间最小布置要求的前提下,钢结构1包括左梁、 右梁、前端梁、后端梁和轮毂,其中左右梁和前后端梁装在机舱内舱罩骨架上 方并成为其一部分,前后梁分别置于左右梁的上方并于其固接。在其左右梁上 安装轨道并支撑着小车牵引及其防晃动装置4的车轮;在其前端梁上安装有改
向滑轮组3.2. 1、 3.2.2和3.2.5及固定滑轮4.5;在其后端梁上安装有起升驱 动机构2. 1、改向滑轮组3. 2. 3和3. 2. 4、固定滑轮组3. 5. 3、平衡固定装置3. 6. 1 和3. 6. 3、牵引机构4. 2;平衡固定装置3. 6. 2和固定滑轮组3. 5. 1、 3. 5. 2分
别固定在轮毂上。
2. 起升驱动机构
起升驱动机构2均为由电动机、减速器、制动器和巻筒等组成的常规结构。 起升驱动机构的正常设计为:起升驱动机构2. 1设置在机舱内,而起升驱 动机构2.2设置在基础地面上。在两个起升驱动机构之间,设置了平衡固定装 置3. 6. 1和改向滑轮3. 2. 3及3. 2. 4,提供了两个起升机构可以独立或联合工作 的选择条件。 一方面,起升驱动机构2. 1至平衡固定装置3. 6. 1和平衡固定装 置3.6. 1至起升驱动机构2. 2是两个相对独立的起重系统;另一方面,起升驱 动机构2. 1经改向滑轮3. 2. 3及3. 2. 4至起升驱动机构2. 2又是一个两起升机 构互补联动的起重系统。这一互补联动系统,可提高起重机的起升速度或起升 高度,更能增强起重系统的应急应变能力。特别是,有大起重量和起升高度要 求的起重机,单独使用起升驱动机构2.2更具经济性。
3. 差重变倍率起升绳系
差重变倍率起升绳系3,是将几种常规的起升钢丝绳缠绕方式进行了有机 的结合,构成了一个新的起升绳系统。它以易行的变换绳缠绕方式,使轻重不 一的部件在所对应的重量档位上具有其相关的经济起升和下降速度。重量与速 度得到了合理的匹配,能够获得最经济的使用效果。
差重变倍率起升绳系3由钢丝绳3.1,改向滑轮组3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, 3. 2. 4, 3. 2. 5,小车滑轮组3. 3. 1, 3. 3. 2, 3. 3. 3, 3. 3. 4, 3. 3. 5, 3. 3. 6, 3. 3. 7, 吊具滑轮组3.4.1, 3.4.2, 3.4.3, 3.4.4, 3.4.5, 3.4.6,固定滑轮3.5.1, 3.5.2, 3.5.3,平衡固定装置3.6. 1, 3.6.2, 3.6.3组成。见附图3差重变倍 率起升绳系。
钢丝绳3. 1的一端固定在起升驱动机构2. 1上,另一端分别至下列4种起 重工作路径:路径I,改向滑轮3.2. 1, 3.2.2,小车滑轮组3.3. 1至专用吊具5. 1。适 用于机舱内部设备的经常性维护,可起重如工具及加油等小部件从机舱后部的 舱口出入。
路径II ,改向滑轮3. 2. 1,小车滑轮组3. 3. 2, 3. 3. 3绕过吊具滑轮组3. 4. 1, 3. 4. 2,回到小车滑轮组3. 3. 4至改向滑轮3. 2. 3和平衡固定装置3. 6. 1上固定。 适用于起重机舱内中等重量设备的正常性维修,可起重如发电机和变压器等从 机舱后部的舱口出入。
路径III,改向滑轮3.2.1, 3.2.2,安装在轮毂外部上方的固定滑轮3.5. 1, 穿过轮毂上开的小孔,绕过吊具滑轮组3.4.3上到轮毂内部上方的固定滑轮 3.5.2,再下到吊具滑轮组3.4.4反至轮毂内部上方的固定点3.6.2固定。适用 于起重机舱外的叶片及其变浆驱动等部件的正常性维修,可起重这些件从轮毂 上安装叶片的孔出入。
路径IV,改向滑轮3. 2. 1,小车滑轮组3. 3. 2, 3. 3. 3绕过吊具滑轮组3. 4. 1, 3.4.2,回到小车滑轮组3.3.4,至改向滑轮3.2.3,平衡固定装置3. 6. 1上固 定或再经改向滑轮3.2.4,小车滑轮组3.3.5, 3.3.6绕过吊具滑轮组3.4.5, 3. 4. 6至小车滑轮3. 3. 7,经改向滑轮3. 2. 5至固定点3. 6. 3或到达起升驱动机 构2. 2上固定。起升驱动机构2. 2放在基础面,需要经固定滑轮3. 5. 3改向。 适用于起重机舱内最重部件的正常性维修,可起重如增速器从机舱后部的舱口 出入。,
在该系统中,小车滑轮组3.3. 1, 3.3.2, 3.3.3, 3.3.4, 3.3.5, 3.3.6, 3.3.7设置在小车及其牵引和防晃动装置4上。吊具5. 1, 5.2, 5.3, 5.4和吊 具滑轮组3. 4. 1, 3. 4. 2, 3. 4. 3, 3. 4. 4, 3. 4. 5, 3. 4. 6按需配置。固定滑轮3. 5. 1, 3.5.2, 3.5.3分别与轮毂或机舱内的钢结构1相联接。平衡固定装置3.6.1, 3. 6. 2, 3. 6. 3分别与轮毂或机舱内的钢结构1相联接。
4.小车及其牵引和防晃动装置
小车及其牵引和防晃动装置4由小车4. 1,牵引机构4.2,牵引绳4.3,连 接点4.4,固定滑轮4.5等组成。见附图4小车牵引及其防晃动装置。
牵引机构4. 2所产生的驱动扭矩驱动牵引绳4. 3,牵引绳4. 3绕过固定滑 轮4.5,连接在小车行走方向的前后侧形成闭合传动链。牵引机构4.2和固定滑 轮4. 5均固定在钢结构1上,无论小车4. 1行走与否,均受到牵引绳4. 3的约 束,因此,可有效地防止小车4. l因轨道晃动而产生随意移动。5. 专用吊具
专用吊具5由吊钩5. 1,吊环5.2,吊耳5.3,吊梁5.4组成。其中吊梁5.4 又是由两个吊环5. 2与连接梁组合而成的。
根据不同的起重对象和起重工艺选用不同的吊具。
6. 电气控制系统
该起重机电气和控制设计,采用了变频调速驱动系统,起重量和起升高度 显示与限制保护,以确保起重机的运行平稳,安全可靠。

Claims (4)

1、一种用于大型风电设备维修的起重机,包括钢结构(1)、起升驱动机构(2)、专用吊具(5)和电控系统(6),其特征在于钢结构(1)装在机舱内舱罩骨架上方并成为其一部分,在其左右梁上安装轨道并支撑着小车牵引及其防晃动装置(4)的车轮,在其前后端梁上安装有起升驱动机构(2.1)、改向滑轮组(3.2)、固定滑轮组(3.5.3)、平衡固定装置(3.6.1、3.6.3)、牵引机构(4.2)和固定滑轮(4.5);差重变倍率起升绳系(3)中钢丝绳(3.1)的一端固定在起升驱动机构(2.1)上,贯穿差重变倍率起升绳系(3)的各滑轮后,另一端连接到专用吊具(5.1)、平衡固定装置(3.6.1或3.6.3)、平衡固定装置(3.6.2)或起升驱动机构(2.2)上,而起升驱动机构(2.2)则安装在钢结构(1)下方的基础面上;平衡固定装置(3.6.2)和固定滑轮组(3.5.1、3.5.2)分别固定在钢结构1的轮毂上;小车滑轮组(3.3)设置在小车牵引及其防晃动装置(4)的中间部位,其下方分别悬挂专用吊具(5.1)和与专用吊具(5.2、5.4)分别相连的吊具滑轮组(3.4.1、3.4.2、3.4.5、3.4.6),而与专用吊具(5.3)相连的吊具滑轮组(3.4.3、3.4.4)则悬挂在固定滑轮组(3.5.1,3.5.2)的下方。
2、 根据权利要求l所述的用于大型风电设备维修的起重机,其特征在于所 述的差重变倍率起升绳系(3)由钢丝绳(3.1)、改向滑轮组(3.2)、小车滑轮 组(3.3)、吊具滑轮组(3.4)、固定滑轮组(3.5)和平衡固定装置(3.6)组 成,具有4种不同的连接方式,形成I、 II、 m和iv种起重工作路径,其中:路径I,钢丝绳(3.1)的一端固定在起升机构(2.1)上,另一端经改向 滑轮(3.2.1, 3.2.2),小车滑轮(3.3.1)至专用吊具(5.1);路径II,钢丝绳(3.1)的一端固定在起升机构(2.1)上,另一端经改向 滑轮(3. 2. 1),小车滑轮组(3. 3. 2, 3. 3. 3)绕过吊具滑轮组(3. 4. 1, 3. 4. 2), 回到小车滑轮组(3.3.4)至改向滑轮组(3.2.3)和平衡固定装置(3.6.1)上 固定;路径III,钢丝绳(3.1)的一端固定在起升机构(2.1)上,另一端经改向 滑轮(3.2.1, 3.2.2),安装于轮毂外部上方的固定滑轮(3.5.1),穿过轮毂上开的小孔,绕过吊具滑轮组(3.4.3)上到轮毂内部上方的固定滑轮(3.5.2), 再下到吊具滑轮组(3.4.4)反至轮毂内部上方的固定点(3.6.2)固定;路径IV,钢丝绳(3.1)的一端固定在起升机构(2.1)上,另一端经改向 滑轮(3.2.1),小车滑轮组(3.3.2, 3. 3. 3)绕过吊具滑轮组(3.4. 1, 3.4.2), 回到小车滑轮组(3. 3. 4),至改向滑轮(3. 2. 3)后固定在平衡固定装置(3. 6. 1) 上或再经改向滑轮(3. 2. 4),小车滑轮组(3. 3. 5, 3. 3. 6)绕过吊具滑轮组(3. 4. 5, 3.4.6)至小车滑轮(3.3.7),经改向滑轮(3.2.5)至固定点(3.6.3)或经固 定滑轮(3.5.3)到达起升机构(2.2)上固定。
3、 根据权利要求l所述的用于大型风电设备维修的起重机,其特征在于所 述的起升驱动机构(2. 1)经改向滑轮(3. 2. 3, 3. 2. 4, 3. 2. 5)而至固定点(3. 6. 3) 或到达起升机构(2. 2)上固定,是指起升驱动机构(2. 1)和起升驱动机构(2. 2) 连接着钢丝绳(3. 1)的两端,中途经平衡固定装置(3. 6. 1)或改向滑轮(3. 2. 3、 3.2.4)而形成的独立或互补联动关系。
4、 根据权利要求1所述的用于大型风电设备维修的起重机,其特征在于所 述的小车牵引及其防晃动装置(4)由小车(4. 1)、牵引机构(4.2)、牵引绳(4.3)、 连接点(4.4)和固定滑轮(4.5)组成,其中所述的牵引绳(4.3)经在牵引机 构(4.2)的巻筒上固定后分别直接和绕过固定滑轮(4.5)连接到小车(4.1) 的前后侧,牵引机构(4.2)和固定滑轮(4.5)均固定在钢结构(1)上。
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