专利名称：风力发电结构系统组合吊装方法及旋转吊臂机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电系统结构工艺设计及安装技术领域，主要涉及塔架 结构与旋转吊臂机构设计制造装配，特别涉及风力发电结构系统组合吊装方 法及旋转吊臂机构。
背景技术：
目前，我国大规模使用1. 5MW风机，(机舱)发电机组重量一般在52—60 吨之间，塔架高度在65—82米之间。如此大的重量，如此高的高度必须使 用350吨一400吨以上的履带起重机或500吨以上的汽车起重机才能完成如 此艰巨的吊装任务，设备安装需要提升高度高，重量大。为了获取投资的规 模效益和经济效益，风力发电机的单机功率和重量尺寸不断向大型化发展。 我国风力发展所釆用的大量主力机型为750KW、 850KW、 1500KW、 2000KW，国 际上，已大量安装3MW (3000KW)和5MW (5000KW)风力发电机，3MW风机机 舱为115吨，塔架高度在70米一90米之间，5匿风机发电机组(机舱)重 量290吨，轮毂与机舱长度24米，塔架高度80米一90米。通常吊装环境极 度恶劣，由于风电场大都选在戈壁荒漠、山区草原、沿海滩涂和岛屿等地区。 大风、酷暑、严寒时刻影响着吊装任务的完成，只能引进和采用法国、美国 等一些厂商(2000吨)1500吨以上大型的(汽车式)履带式起重机，这些 起重机价格昂贵，对行驶道路和吊装场地要求较高，不太适合我国国情。
发明内容
为了克服大型(汽车式)履带式起重机，价格昂贵，对行驶道路和吊装 场地要求较高，不太适合我国国情的特点。研究了一种能拆装方便、快速整 体移动、经济、性能可靠，能适应各种地形地质条件风电或塔类专用的吊具 和吊装方法，即是本发明的风力发电结构系统组合吊装方法及旋转吊臂 机构。
本发明风力发电结构系统组合吊装方法技术方案是这样实现的，主要特 征包括在支承风力发电机组的塔架上端部设计安装了用于吊装发电机 组的旋转吊臂机构和耳轴座，所述的旋转吊臂机构能够以耳轴座上的活 动销为中心回转，在于所述的旋转吊臂机构主要特征包括有在头部装 配了起重用的吊臂起重滑轮组、吊钩组、起重钢丝绳；在于所述的旋转 吊臂机构中部装配有起重钢丝绳所用的浮动滑轮，在于所述的起重钢丝
绳经过浮动滑轮后与地面的起重巻扬机或起重机巻扬匹配；在于所述的旋
转吊臂机构尾部装配有固定配重平衡缆绳用的缆绳索紧器；在于所述的 旋转吊臂机构下部销轴孔与塔架上端部耳轴座上的销轴间隙装配，在于 所述的旋转吊臂机构的吊臂是V型或弧型；在于所述的塔架下端部设计
安装了用于吊装的配重平衡机构，在于所述的配重平衡机构特征包括
有在塔架下端部设计安装了用于调整旋转吊臂角度的配重浮动臂，配 重浮动臂的活动回转轴被固定在塔架下端部的定位孔上，在于所述的配重 浮动臂的臂头端设计安装了用于调整配重位置的配重滑轮组和配重平衡缆 绳，在于所述的配重滑轮组上缠绕了配重用钢丝绳，并与配重、配重位置 巻扬机匹配。
本发明风力发电结构系统组合吊装方法的特征在于吊装过程中，首先把耳轴座安装在塔架上端设计位置，利用塔架的自身作为起重的主臂， 利用耳轴座上被安装的旋转吊臂机构作为起重副臂，在塔架下端设计安 装了用于吊装的配重平衡机构，特征在于所述的吊装过程中通过运转地 面起重巻扬机或吊车上起重巻扬机升降被吊物体，通过运转配重位置巻扬 机或吊车上配重巻扬机调整旋转吊臂机构仰角，调整被吊物体安装的水平 位置；在采用吊车上起重巻扬机或配重巻扬机时，车上巻扬机的钢丝绳与 吊车吊臂脱离。
本发明实用新型旋转吊臂机构的主要特征在于包括有吊臂、吊臂头 部装配的起重滑轮组、吊钩组、起重钢丝绳，在于所述的吊臂中部装配 有浮动滑轮，在于所述的吊臂尾部装配有缆绳索紧器；在于所述的吊臂 下部设计装配有耳轴座，其特征在于所述的耳轴座，包括由销轴端帽、销 轴、挡环、塔架壳体、外护板、挡板等组成内固定式的结构，所述的销轴是 由塔架内部向塔架外插出；其特征在于所述的耳轴座，包括由销轴、挡环、 与塔架外壳装配固定的外护板、塔架壳体、挡板、底板组成一体的外固定式 的结构，在于所述的销轴是由塔架外部向塔架内侧方向插入，在于所述的 外护板的内接触面是与塔架外壳接触面相同的形状面，并与塔架螺栓连接或
焊接，在于所述的旋转吊臂机构是v型或弧型。
本发明用于吊装的配重平衡机构的主要特征在于包括有风力发电塔 架、被安装在风力发电塔架下端定位孔的配重浮动臂、安装在配重浮动臂头 端的配重滑轮组、配重平衡缆绳、缆绳索紧器、配重位置巻扬机组及配重组 成。
图i是v型旋转吊臂机构组合吊装方法示意图。
图2是弧型旋转吊臂机构提升组合吊装方法示意图。
图3是弧型旋转吊臂机构安装位组合吊装方法示意图。
图4是弧型旋转吊臂机构示意图。
图5是弧型旋转吊臂机构俯视示意图。
图6是V型旋转吊臂机构示意图。
图7是耳轴座内固定式装配示意图。
图8是耳轴座外固定式装配示意图。
其中，l发电机组，2旋转吊臂，3耳轴座，4风力发电塔架，5配重浮 动臂，6配重位置巻扬机，7配重，8配重滑轮组，9起重巻扬机，IO配重平 衡缆绳，ll缆绳索紧器，12起重钢丝绳，13起重滑轮组，14吊钩滑轮组合， 15浮动滑轮，16销轴端帽，17销轴，18挡环，19加强板，20加强杆，21 外护板，22挡板，23底板。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
之一的采用V型旋转吊臂机构
实现风力发电结构系统组合吊装方法作进一步说明
如图1所示，是V型旋转吊臂机构组合吊装方法示意图。图中旋转
吊臂机构2被安装在塔架的上端部，使得旋转吊臂机构2能以耳轴座3
的活动销轴17为中心回转，在于所述的旋转吊臂机构主要特征包括有
在头部装配了起重用的吊臂起重滑轮组13、吊钩滑轮组合14、起重钢丝 绳12;在于所述的旋转吊臂机构中部装配有起重钢丝绳12用的浮动滑 轮15，在于所述的起重钢丝绳12经过浮动滑轮15后与地面的起重巻扬的旋转吊臂机构尾部装配有固定配 重平衡缆绳10用的缆绳索紧器11;在于所述的旋转吊臂机构下部销轴孔 与塔架上端部耳轴座3的销轴17间隙配合装配，在于所述的旋转吊臂机
构的吊臂是v型或弧型。在于所述的塔架下端部设计安装了用于调整旋
转吊臂角度的配重平衡机构，在于所述的配重平衡机构包括有配重浮动臂
5，配重浮动臂5的活动回转轴被固定在塔架4下端部的定位孔上，在于 所述的配重浮动臂5的臂头端设计安装了用于调整配重7位置的配重滑轮 组8、配重平衡缆绳IO、缆绳索紧器ll，在于所述的配重滑轮组8上缠绕 了配重用钢丝绳，并与配重7、配重位置巻扬6机匹配。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
之二的采用弧型旋转吊臂机构 实现风力发电结构系统组合吊装方法作进一步说明
如图2、图3所示，是弧型旋转吊臂机构组合吊装方法示意图。图 中旋转吊臂机构2被安装在塔架4的上端部，使得旋转吊臂机构2能以 耳轴座3的活动销轴17为中心回转，在于所述的旋转吊臂机构主要特 征包括有在头部装配了起重用的吊臂起重滑轮组13、吊钩滑轮组合 14、起重钢丝绳12;在于所述的旋转吊臂机构中部装配有起重钢丝绳12 用的浮动滑轮15，在于所述的起重钢丝绳12经过浮动滑轮15后与地面 的起重巻扬机9或起重机巻扬9匹配;在于所述的旋转吊臂机构尾部装配
有固定配重平衡缆绳IO用的缆绳索紧器11;在于所述的旋转吊臂机构下
部销轴孔与塔架上端部耳轴座3的销轴17间隙配合装配，在于所述的旋 转吊臂机构的吊臂是V型或弧型。在于所述的塔架下端部设计安装了用 于调整旋转吊臂角度的配重平衡机构，在于所述的配重平衡机构包括有配重浮动臂5，配重浮动臂5的活动回转轴被固定在塔架4下端部的定位孔 上，在于所述的配重浮动臂5的臂头端设计安装了用于调整配重7位置的 配重滑轮组8、配重平衡缆绳IO、缆绳索紧器ll，在于戶万述的配重滑轮组 8上缠绕了配重用钢丝绳，并与配重7、配重位置巻扬6机匹配。
综上所述，本发明风力发电结构系统组合吊装方法的特征在于吊装过 程中，首先把耳轴座3安装在塔架4上端设计位置，利用塔架4的自身 作为起重的主臂，利用耳轴座3上被安装的旋转吊臂机构作为起重副臂， 在塔架4下端设计安装了用于吊装的配重平衡机构，特征在于所述的吊 装过程中通过运转地面起重巻扬机9或吊车上起重巻扬机9升降被吊物体 2，通过运转配重位置巻扬机6或吊车上配重巻扬机6调整旋转吊臂机构仰 角，调整被吊物体2安装的水平位置；在采用吊车上起重巻扬机9或配重 巻扬机6时，车上巻扬机的钢丝绳与吊车吊臂脱离。
如图4、图5所示，弧型旋转吊臂机构示意图。本发明实用新型旋转 吊臂机构的主要特征在于包括有弧型旋转吊臂、吊臂头部装配的起重 滑轮组13、吊钩滑轮组合14、起重钢丝绳12，在于所述的弧型旋转吊 臂中部装配有浮动滑轮15，并在弧型旋转吊臂尾部的加强板19上装配 有缆绳索紧器11;在于所述的弧型旋转吊臂下部位设计装配有耳轴座3; 在于所述的旋转吊臂机构的旋转吊臂是弧型，设计弧型的目的是防止吊 臂与被吊装物体相碰。
如图6所示，V型旋转吊臂机构示意图。本发明实用新型V型旋转吊 臂机构的主要特征与弧型旋转吊臂机构的特征相同、不同之处在于V型吊 臂的中部装配有加强杆20，在于所述的V型旋转吊臂机构的吊臂是V型，设计V型的目的是防止吊臂与被吊装物体相碰。
如图7 、图8所示，耳轴座内、外固定式装配示意图。其特征在于所 述的耳轴座3，包括由销轴端帽16、销轴17、挡环18、塔架4外壳、旋转 吊臂2、外护板21、挡板22等组成内固定式的结构，所述的销轴17是由 塔架4内部向塔架4外侧方向插入耳轴座3的销轴孔内；其特征在于所述 的耳轴座3，包括由销轴17、挡环18、与塔架4外壳装配固定的外护板21、 旋转吊臂2、外塔架4壳体、挡板22、底板23组成一体的外固定式的结构， 在于所述的销轴17是由塔架4外侧向塔架4内部方向插入耳轴座3的销轴 孔内，在于^f述的外护板21的内接触面是与塔架4外壳接触面相同的形状 面，并与塔架螺栓连接或焊接。
本发明用于吊装的配重平衡机构的主要特征在于包括有风力发电塔 架4、被安装在风力发电塔架4下端定位孔的配重浮动臂5、安装在配重浮 动臂5头端的配重滑轮组8、配重平衡缆绳10、缆绳索紧器11、配重位置巻 扬机组6及配重7和起重钢丝绳12组成。
上述方法通过理论实践足可以证明， 一个大型旋转吊臂机构制造的重 量在30吨左右，在采用一台350吨的吊车，杆长91米，回转半径18 米，起重量为75吨时，足可以把它吊到80米的塔架上端部进行安装和 装配。 一台350吨的吊车在杆长35米时，最大起重量为230吨，足可 以满足5MW的风力发电机组的卸车要求，通过采用本发明风力发电结构 系统组合吊装方法来实现风力发电机组安装比采用2000吨级的大型吊车 成本相比，可以节省40%以上。
权利要求
1.本发明涉及风力发电结构系统组合吊装方法及旋转吊臂机构，其特征在于所述的风力发电结构系统组合吊装方法，首先把耳轴座安装在塔架上端部设计位置，利用塔架的自身作为起重的主臂，利用耳轴座上被安装的V型或弧型旋转吊臂机构作为起重副臂，并在塔架下端设计安装了用于吊装的配重平衡机构；其次是通过运转地面起重卷扬机或吊车上起重卷扬机升降被吊物体，然后是通过运转配重位置卷扬机或吊车上配重卷扬机调整旋转吊臂机构仰角，调整被吊物体安装的水平位置；在采用吊车上起重卷扬机或配重卷扬机时，车上卷扬机的钢丝绳与吊车吊臂脱离。
2. 根据权利要求1所述的风力发电结构系统组合吊装方法及旋转吊臂机构，其特征在于所述的旋转吊臂机构包括有在头部装配了起重用的吊臂起重滑轮组、吊钩组、起重钢丝绳；在于所述的旋转吊臂机构中部装配有起重钢丝绳用的浮动滑轮，在于所述的起重钢丝绳经过浮动滑轮后与地面的起重巻扬机或起重机巻扬匹配；在于所述的旋转吊臂机构尾部装配有固定配重平衡缆绳用的缆绳索紧器；在于所述的旋转吊臂机构下部销轴孔与塔架上端部耳轴座上的销轴间隙装配，所述的旋转吊臂机构能够以耳轴座上的活动销为中心回转，在于所述的旋转吊臂机构的吊臂是v型或弧型；
3. 根据权利要求1所述的风力发电结构系统组合吊装方法及旋转吊臂机构，其特征在于所述的旋转吊臂机构包括在所述的旋转吊臂机构下部设计装配有耳轴座，其特征之一在于所述的耳轴座，包括由销轴端帽、销轴、挡环、塔架壳体、外护板、旋转吊臂、挡板等组成内固定式的结构；其特征之二在于所述的耳轴座，包括由销轴、挡环、与塔架外壳装配固定的外护板、塔架壳体、旋转吊臂、挡板、底板组成一体的外固定式的结构，在于所述外护板的内接触面是与塔架外壳接触面相同的形状面，并与塔架螺栓连接或焊接。
4. 根据权利要求l所述的风力发电结构系统组合吊装方法，其特征在于所述的塔架下端部设计安装了用于吊装的配重平衡机构，在于所述的配重平衡机构的主要特征是在塔架下端部设计安装了用于调整旋转吊臂角度的配重浮动臂，配重浮动臂的活动回转轴被固定在塔架下端部的定位孔上，在于所述的配重浮动臂的臂头端设计安装了用于调整配重位置的配重滑轮组和配重平衡缆绳，在于所述的配重滑轮组上缠绕了配重用钢丝绳，并与配重、配重位置巻扬机匹配。
5. 根据权利要求4所述的风力发电结构系统组合吊装方法，其特征在于所述的配重平衡机构包括有风力发电塔架、配重浮动臂、配重滑轮组、配重平衡缆绳、缆绳索紧器、配重位置巻扬机组及配重和起重钢丝绳组成。
全文摘要
本发明涉及风力发电系统结构工艺设计及安装技术领域，主要涉及塔架结构与旋转吊臂机构设计制造装配，特别涉及风力发电结构系统组合吊装方法。特征在于吊装过程中，首先利用塔架的自身作为起重的主臂，利用耳轴座上被安装的旋转吊臂机构作为起重副臂，在塔架下端设计安装了用于吊装的配重平衡机构；特征在于吊装过程中通过运转地面起重卷扬机或吊车上起重卷扬机升降被吊物体，通过运转配重位置卷扬机或吊车上配重卷扬机调整旋转吊臂机构仰角，调整被吊物体安装的水平位置；克服了必须采用大型起重机吊装大型发电机组的价格昂贵方法，研究了一种能拆装方便、快速整体移动、经济、性能可靠，能适应各种地形条件的吊具和吊装方法。
文档编号B66C23/16GK101492143SQ20091001048
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者博 姜, 姜春禹, 姜长平 申请人:姜长平