基于风机轮毂安装的起吊系统的制作方法

本发明属于风力发电机(以下简称风机)技术领域。

技术背景

随着风机装机规模的增大，塔筒的高度也不断增加，大型兆瓦级风机的机舱和叶轮位于上百米的高空中，这事实上给风机的维护带来了困难。在维护和更换风机零部件时，常采用大型地面吊车，费用昂贵，且在偏远地区和山区，这种方法很难实现。目前一些风机机舱内也安装了行走式吊车，可用于机舱内零部件的维护，但无法用于机舱外设备的维护，比如轮毂或发电机。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提出以下技术方案：一种基于风机轮毂安装的起吊系统，包括固定于塔筒上的机舱，发电机的一侧与机舱固定而另一侧与轮毂紧固。装在轮毂上的变桨轴承与叶片之间具有可拆装的螺栓连接结构。其特征在于：起重机的立柱下端固定有法兰底座而上方设有吊臂、滑轮与吊索。法兰底座上设有通孔，螺栓通过该通孔与变桨轴承紧固。在机舱内设有卷扬机，吊索从卷扬机引出，通过风机自身结构进入轮毂并从轮毂上任一安装变桨轴承的开孔处穿出。吊索的穿出端穿过起重机的滑轮后连接吊钩。起重机为悬臂式起重机。当轮毂内部空间足够时，卷扬机安装于该轮毂内部。

一种上述的起吊系统的安装使用方法包括以下步骤：

1)利用发电机控制，缓慢旋转叶轮，将其中一个变桨轴承旋转到6点钟位置(相当于钟表短针位置，从上风向看，下同)。将叶轮制止，将变桨轴承上的作出标记的叶片拆下，利用卷扬机下放到地面或车辆或其它接收位置。

2)利用卷扬机将起重机吊起到变桨轴承的位置，将起重机底座利用螺栓安装在变桨轴承上。

3)将叶轮制动打开，通过发电机旋转叶轮，将安装起重机的变桨轴承旋转到12点钟位置，再次制止叶轮，保持起重机的工作位置。

4)所述起重机和卷扬机，与风机变桨系统协同完成起吊工件。

5)起吊工作完成后，将叶轮制动打开，将起重机旋转到起初的6点钟位置，再将叶轮制动，利用卷扬机卸下起重机，继而安装好作出标记的叶片，风机即可进入常规工作状态。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、相比使用大型地面吊车节省费用。尤其适合于偏远地区和山区等地面吊车不易到达的区域。

2、较好的利用了风机自身结构，原理简单，易于实现；起重机只是需要时才安装到轮毂，不占用风机空间。

3、相对现有的将吊车安装在机舱内等方式，在风机上的作业覆盖面更大，可完成机舱，发电机和轮毂所属零部件的起吊工作。

4、它还结合了风机自身控制系统，操作方便，自动化程度高。

附图说明

现结合5张附图详细说明本发明的结构与安装过程：

图1是本发明一种基于轮毂安装的起吊系统的示意图。

图2至图5是悬臂式起重机在轮毂上安装过程示意图。

图中：12、卷扬机，13、法兰底座，14、吊索，15、滑轮，16、吊臂，17、立柱，18、轴心，21、变桨轴承，22、轮毂，23、叶片，23a、作出标记的叶片，30、发电机，40、机舱，50、塔筒，60、工件

具体实施方式

图1所示，以直驱风机为例，包括固定于塔筒50上的机舱40，发电机30的一侧与机舱40固定而另一侧与轮毂22紧固。

叶轮这个组件包括了轮毂22和叶片23。叶片23通过变桨轴承21安装在轮毂上，具有变桨功能。变桨轴承21与叶片23之间具有可拆装的螺栓连接结构。发电机30具有电动机功能，可通过发电机30驱动叶轮旋转，上述功能属于常规风机技术。

起吊系统包括起重机和卷扬机12。起重机不需要一直安装在风机上，只有在风机维护需要起吊时，才将其安装到轮毂22上。起重机为悬臂式起重机，其包括吊臂16、立柱17和滑轮装置15、吊索14。其作业半径的变化，可以靠吊臂16的摆动或伸缩，具体实现不仅仅限于附图中所表示的液压方法。起重机具体设计细节，包括起吊能力和作业半径属于常规技术，可按实际应用设计，此处不予详述。起重机的立柱17下端固定有有法兰底座13，起重机安装时，通过法兰底座13安装到轮毂22的一处变桨轴承21上，用螺栓紧固，如同叶片23在此处的安装一样。

卷扬机12为起重机提供吊索动力，可优选的安装(或临时安装)在机舱40内，当轮毂22内空间足够时，也可安装于其内部。卷扬机的吊索14，应能从卷扬机12开始，通过风机自身结构的通道进入轮毂22，并从轮毂上任一安装变桨轴承21的开孔处穿出。吊索14的穿出端可继续穿过起重机的滑轮15后连接吊钩，或穿出端与起重机自身留在底座13处的吊索连接，连接要保证足够的强度。

起吊系统工作时，依靠风机自身的变桨系统，带动安装在变桨轴承21上的起重机立柱17实现绕轴心18的回转，加上吊臂16的摆动或伸缩，再结合通过卷扬机12对吊索的收放，便可将工件60吊起、平移和下放。

对于轮毂22处的被吊工件60起吊，当所需作业半径过小而吊臂16不易到达时，可单独使用卷扬机12，直接将吊索14穿出变桨轴承21的孔道，吊住被吊工件进行起吊和下放，而事先不必将起重机安装到轮毂22上。

起吊系统10的安装使用包括以下步骤：

首先，如图2所示，利用发电机控制，旋转叶轮，将其中一个变桨轴承21旋转到6点钟位置(相当于钟表短针位置，从上风向看，下同)，将叶轮制动，将此变桨轴承21上的作出标记的叶片23a拆下，利用卷扬机12下放到地面或车辆或其它接收位置。

再利用卷扬机12将起重机吊起到变桨轴承21的位置，将起重机底座13利用螺栓安装在变桨轴承21上，见图3和图4。

然后，将叶轮制动打开，通过发电机旋转叶轮，将安装起重机的变桨轴承21旋转到12点钟位置，再次制动叶轮，保持起重机的工作位置，见图5。

最后，起重机和卷扬机12，与风机变桨系统协同完成起吊工作。

起吊工作完成后，将叶轮制动打开，将起重机旋转到起初的6点钟位置，再将叶轮制动，利用卷扬机12卸下起重机，继而安装好作出标记的叶片23a，风机即可进入常规工作状态。

起吊系统的运行，要结合风机自身的动作来完成，包括：起重机绕轴心18的回转，靠风机自身的变桨机构来执行。叶轮的制动与锁定，是由风机自身的叶轮制动系统实现的。叶轮的旋转，是通过发电机30作为电动机的反向功能实现的。通过风机自身的变桨控制和发电机控制，可实现起吊系统所需的起重机回转、叶轮旋转和锁定。上述动作的实现都属于现有常规风机的成熟技术，本领域内技术人员不难理解，这里也不再赘述。起吊系统还要具备卷扬机12收放吊索和吊臂16伸缩摆动的控制系统。操作人员只要对控制系统下达指令，便可实现起吊系统的控制。

以上是以直驱风机为例，该发明在其它类型风机上的实施，可参照以上的具体实施方法。本发明所述内容包括附图，更多的是本发明中心思想的一种具体化表达，包括起重机的结构形式、卷扬机12的安装形式等，任何对上述形式常规化的修改与变化，都被认为在本发明中心思想的范围之内。

技术特征：

技术总结
一种基于风机轮毂安装的起吊系统，包括固定于塔筒上的机舱，发电机的一侧与机舱固定而另一侧与轮毂紧固。装在轮毂上的变桨轴承与叶片之间具有可拆装的螺栓连接结构。其特征在于：起重机的立柱下端固定有法兰底座而上方设有吊臂、滑轮与吊索。法兰底座上设有通孔，螺栓通过该通孔与变桨轴承紧固。相比使用大型地面吊车节省费用。尤其适合于偏远地区和山区等地面吊车不易到达的区域。利用风机自身结构，原理简单，易于实现。起重机只是需要时才安装到轮毂，不占用风机空间。相对现有的将吊车安装在机舱内等方式，在风机上的作业覆盖面更大，可完成机舱，发电机和轮毂所属零部件的起吊工作。它还结合了风机自身控制系统，操作方便，自动化程度高。

技术研发人员：范玉林;王哲;高德忠;宋清玉
受保护的技术使用者：一重集团大连工程技术有限公司;中国第一重型机械股份公司
技术研发日：2017.07.31
技术公布日：2017.10.24