CN202148134U - 一种风电机组单叶片吊装专用吊梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组单叶片吊装专用吊梁，所述吊梁为箱式梁结构，吊梁上面设置有多处上部吊点，吊梁下面设置有多处下部吊点，所述下部吊点为由自动弹簧卡销与连接在吊梁下面的两块下部吊板组装而成的可开闭式挂钩结构；吊梁可由三段梁组成，各段梁之间通过法兰盘和螺栓连接；吊装时，上部吊点通过钢丝绳与吊车吊钩连接，下部吊点通过吊带吊起单叶片，吊装完成时，可通过拉绳拽拉自动弹簧卡销来摘除吊带。本实用新型的吊梁适用于风电机组的单叶片吊装，具有结构简单、功能安全有效、节约使用成本、方便高空摘取吊带并且方便运输等优点。

Description

一种风电机组单叶片吊装专用吊梁

技术领域

本实用新型涉及风电叶片吊装技术领域，具体地，涉及风力发电机组单叶片高空吊装的专用吊具——吊梁。

背景技术

国内传统风电机组叶片安装或者维修拆卸均是将轮毂与叶片整体进行吊装，很少对单叶片高空进行拆卸或者安装，但一旦当某片叶片出现破损需要更换时，若整体吊下轮毂和叶片将费时费力以及需要大吨位的多辆吊车，对现场施工面积和环境要求高，成本较高且耗费时间长，不利快速恢复机组进行发电，此时如何能方便快捷省时省力且节约成本的进行单叶片吊装成为急需解决的问题。

目前，单叶片吊装时存在的主要问题是高空中如何摘吊带，其次还存在长吊梁的运输困难问题、在使用过程中的叶片卡位和平衡找正问题以及叶片在高空中打力矩需要旋转的余量等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的主要缺点和不足，提供一种结构简单、功能安全有效、节约使用成本并方便高空摘取吊带的风电机组单叶片吊装专用吊梁。

实现上述目的的技术方案如下：

一种风电机组单叶片吊装专用吊梁，所述吊梁为箱式梁结构，吊梁上面设置有多处上部吊点，吊梁下面设置有多处下部吊点，所述下部吊点为由自动弹簧卡销与连接在吊梁下面的两块下部吊板组装而成的可开闭式挂钩结构。

进一步地，所述吊梁由三段梁组成，各段梁之间通过法兰盘和螺栓连接，所述法兰盘一侧面与吊梁之间设置有法兰盘加强筋。

进一步地，所述三段梁中的中段梁上面设置的上部吊点有两处，每个端梁上面设置的上部吊点有两处，每个端梁下面设置的下部吊点有三处。

进一步地，所述吊梁的内部中间焊接有立筋。

进一步地，所述下部吊点中的自动弹簧卡销由卡销、拉销套筒、弹簧及拉环组成；所述卡销由一根轴和设置在轴上的两块挡板组成；所述拉销套筒的底部设有插孔，下部吊点中的两块下部吊板上也均设置有插孔，拉销套筒的顶端环面与其中一块下部吊板外侧焊接，且上述的三个插孔同轴设置，卡销的轴插入插孔内，卡销的两块挡板分别与拉销套筒的底部外侧、与拉销套筒焊接的下部吊板的外侧卡合；所述弹簧套装在两块挡板之间的轴上并置于拉销套筒内；所述拉环设置在与拉销套筒的底部外侧卡合的挡板上。

进一步地，所述下部吊板均设置有下部吊板侧筋。

进一步地，所述上部吊点包括上部吊板，上部吊板上设置有吊孔环，上部吊板两侧面与吊梁之间设置有多个吊板加强筋。

进一步地，所述整个吊梁的两端部分别设置有端部盖板。

本实用新型采用上述技术方案带来的有益效果是：

1、吊梁使用箱式梁结构，安全稳固；上部设置的多处吊点通过钢丝绳与吊车吊钩连接，吊梁下部的多处吊点通过吊带将风电机组的单叶片进行吊装，吊梁下部吊点为由自动弹簧卡销与连接在吊梁下面的两块下部吊板组装而成的可开闭式挂钩结构，当吊装完后，可通过拉绳拽拉自动弹簧卡销来实现高空摘除吊带。

2、吊梁由三段梁组成，方便运输时小型货车运输。

3、在吊梁内部中间加焊立筋，可增强箱式梁强度以提高承载力。

4、在自动弹簧卡销中，卡销由一根轴和设置在轴上的两块挡板组成，当弹簧卡销自由状态时，卡销被顶住，卡销位于两块下部吊板之间，能够承受往下的拉力；当拉动拉环时，弹簧压缩，卡销退出两块下部吊板间，此时可以方便地进行吊带的装拆。

5、法兰盘及上部吊板、下部吊板均设置有加强筋或侧筋，可提高整体结构的稳固性。

6、本实用新型的吊梁适用于风电机组单叶片吊装，相对于整个轮毂及叶片的吊装具有方便快捷省时省力且节约成本的优点。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为中段梁的主视结构示意图；

图2为中段梁的俯视结构示意图；

图3为中段梁的左(右)视结构示意图；

图4为左段端梁的主视结构示意图；

图5为左段端梁的俯视结构示意图；

图6为左段端梁的右视结构示意图；

图7为右段端梁的主视结构示意图；

图8为右段端梁的俯视结构示意图；

图9为右段端梁的右视结构示意图；

图10为下部吊点的剖视结构示意图；

图11为吊梁的吊装使用状态图；

图12为吊梁受力示意图；

图13为吊梁自重产生弯矩示意图；

图14为吊梁吊重时产生弯矩示意图；

图15为吊梁受力后挠曲线示意图。

具体实施方式

本实用新型的一种风电机组单叶片吊装专用吊梁，吊梁尺寸根据叶片长度及叶片重心位置以方便选择吊点确定吊梁长度为9米；吊梁使用箱式梁结构，安全稳固；由三段梁组成，方便运输时小型货车运输，使用时通过法兰盘和螺栓进行连接成为一根整梁，三段梁中的中段梁上面设置两处上部吊点，每个端梁上面设置两处上部吊点，每个端梁下面设置有三处下部吊点，具体如下：

如图1、2、3所示，中段梁包括箱式梁1、法兰盘2、法兰盘加强筋3及上部吊点；上部吊点包括上部吊板4，上部吊板4上设置有吊孔环5，上部吊板4两侧面与箱式梁1之间设置有多个吊板加强筋6，箱式梁1内部中间还设置有一根立筋7。

如图4、5、6、7、8、9所示，端梁包括箱式梁1、法兰盘2、法兰盘加强筋3及上部吊点(上部吊板4、吊孔环5、吊板加强筋6)，箱式梁1内部中间还设置有一根立筋7；箱式梁1的一端部还设置有端部盖板8。

端梁还包括下部吊点，下部吊点为由自动弹簧卡销9与连接在吊梁下面的两块下部吊板10组装而成的可开闭式挂钩结构，下部吊板10均设置有下部吊板侧筋17。

如图10所示，下部吊点中的自动弹簧卡销由卡销11、拉销套筒12、弹簧13及拉环14组成；卡销11由一根轴15和设置在轴15上的两块挡板16组成；拉销套筒12的底部设有插孔，下部吊点中的两块下部吊板10上也均设置有插孔，拉销套筒12的顶端环面与其中一块下部吊板10外侧焊接，且上述的三个插孔同轴设置，卡销11的轴15插入插孔内，卡销11的两块挡板16分别与拉销套筒12的底部外侧、与拉销套筒焊接的下部吊板10的外侧卡合；弹簧13套装在两块挡板16之间的轴15上并置于拉销套筒12内；拉环14设置在与拉销套筒的底部外侧卡合的挡板16上。

本实施例中的各配件组安装成零件均通过焊接实现。

本实施例的吊梁适用6吨以下叶片，利用该吊梁进行风电机组单叶片吊装时，使用方法如图11所示，吊装时，吊车吊钩20通过钢丝绳21吊住吊梁22的上部吊点，吊梁22下部吊点的卡销处挂两根吊带23，通过此两根吊带23来吊起叶片19，将叶片19吊装安装到轮毂18上。吊梁22下部吊带23挂哪处卡销的选择根据叶片长度和重心点来决定；前吊带采用勒死扣，后吊带采用错开挂于两下部吊点的卡销上，以夹住叶片且方便打力矩时的叶片转动。同时在各个关键部位绑上风绳25方便控制吊装时的位置。吊装完成后，通过拉拽拉绳24启动自动弹簧卡销脱销将吊带23脱出，从而卸下吊梁22。吊装时，单叶片叶尖可套装叶尖保护套26。

另外，经检测，吊梁的强度和刚度也均符合要求，具体检测结果如下：

根据材料力学经典强度理论，需要对吊梁进行强度及刚度校核。

1)强度校核

梁的材料采用Q235，通过查阅机械设计手册知其弯曲容许正应力[σ]＝150MPa。

根据弯曲正应力计算公式进行校核，公式如下：

${\mathrm{\σ}}_{\max }=\frac{M_{\max }}{W_z}\≤\left[\mathrm{\σ}\right]$

叶片重量6t，吊梁自重1.5t，可分别计算出吊梁受力及所受弯矩如图12、13、14所示。

且知此尺寸箱型梁惯性矩I＝316583208mm⁴。

则W_z＝316583208÷(370/2)＝1711260.58

在弯矩最大的点(吊梁上部吊点处)，校验其弯曲最大正应力如下：

σ_max＝M_max/W_z

＝{3000×9.8×3635+0.5×(1500×9.8)×3635²/9000}÷1711260.58×10⁶N/m²

＝68.46MPa＜150MPa＝[σ]

由此可见此吊梁的强度完全符合要求。

2)刚度校核(如图15所示)

通过查阅机械设计手册知，材料弹性模量E＝2×10⁵MPa，吊车梁的容许挠度值为[w]＝1/500。

根据挠曲线计算公式(为了简化计算，参考悬臂梁的计算模型)，采用叠加法，计算如下：

W_max＝W自重+W承重＝F1³/3EI+q1⁴/8EI

＝{(3000×9.8×4500³)÷(3×2×10⁵×316583208)+(1500×9.8÷9000×4500⁴÷(8×2×10⁵×316583208)}mm

＝15.43mm

[w]＝1/500＝9000/500＝18mm

由W_max＝15.43mm＜18mm＝[w]

可知吊梁在刚度方面也完全满足要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述吊梁为箱式梁结构，吊梁上面设置有多处上部吊点，吊梁下面设置有多处下部吊点，所述下部吊点为由自动弹簧卡销与连接在吊梁下面的两块下部吊板组装而成的可开闭式挂钩结构。

2.根据权利要求1所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述吊梁由三段梁组成，各段梁之间通过法兰盘和螺栓连接，所述法兰盘一侧面与吊梁之间设置有法兰盘加强筋。

3.根据权利要求2所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述三段梁中的中段梁上面设置的上部吊点有两处，每个端梁上面设置的上部吊点有两处，每个端梁下面设置的下部吊点有三处。

4.根据权利要求1所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述吊梁的内部中间焊接有立筋。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述下部吊点中的自动弹簧卡销由卡销、拉销套筒、弹簧及拉环组成；

所述卡销由一根轴和设置在轴上的两块挡板组成；

所述拉销套筒的底部设有插孔，下部吊点中的两块下部吊板上也均设置有插孔，拉销套筒的顶端环面与其中一块下部吊板外侧焊接，且上述的三个插孔同轴设置，卡销的轴插入插孔内，卡销的两块挡板分别与拉销套筒的底部外侧、与拉销套筒焊接的下部吊板的外侧卡合；

所述弹簧套装在两块挡板之间的轴上并置于拉销套筒内；

所述拉环设置在与拉销套筒的底部外侧卡合的挡板上。

6.根据权利要求5所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述下部吊板均设置有下部吊板侧筋。

7.根据权利要求6所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述上部吊点包括上部吊板，上部吊板上设置有吊孔环，上部吊板两侧面与吊梁之间设置有多个吊板加强筋。

8.根据权利要求7所述的风电机组单叶片吊装专用吊梁，其特征在于，所述整个吊梁的两端部分别设置有端部盖板。

Images