专利名称：海上风力发电机叶轮吊装机具的制作方法
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〔0008〕 前述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其中弹簧锁紧组件2主要包括锁销21、套 筒22、螺杆23、弹簧24、螺母25、筒端挡板26、开槽螺母27和开口销28 ；套筒22 —端设有 法兰环，另一端设有筒端挡板26，其轴向设有对称的两个滑槽221 ；该螺杆23穿设在套筒 22内部且两端分别伸出套筒22外部，螺杆23中部套设弹簧24和螺母25，该螺杆23伸出 套筒22筒端挡板26外部的一端拧设开槽螺母27，该开槽螺母27由起到防滑功能的开口 销28锁死，使筒端挡板26与套筒22固定，该螺杆23伸出套筒22设有法兰环的一端套设 锁销21，该锁销21穿设在两块连接板17、17’的锁销孔19和板形体的锁销孔中，使套筒22 法兰环与摆臂组件1的一块连接板螺接；该锁销21和螺母25上分别设有凸出的手柄211、 251，该手柄211、251分别穿设在滑槽外部。
〔0009〕 前述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其中摆臂回转组件3包括底端液压缸31、 销轴32、两个连杆33和33’、滑槽34、滑动接头35以及延长杆36 ；该滑槽34为断面呈口 字去掉上面一横形的槽体，该槽体两侧壁上分别设有滑动孔341、341’ ；两个连杆33、33’分 别位于滑槽34两侧壁的外侧，该两个连杆33、33’的一端分别与滑动接头35连接，且两个 连杆33、33’的另一端分别通过销轴32与摆臂12上部板形体连接，使摆臂12绕销轴32转 动；该滑动接头35为圆柱型钢柱且位于滑槽34内部，该滑动接头35的两端分别与连杆33、 33’的一端在滑动孔341、341’内连接，使滑动接头35沿着滑槽35滑动；延长杆36 —端与 滑动接头35的侧壁铰接，另一端铰接底端液压缸31活塞端；该底端液压缸31的缸体端固 定在机架11底侧，活塞端与延长杆36连接，该底端液压缸31驱使延长杆36运动，进一步 带动摆臂12的运动。
〔0010〕 前述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其中滚动轮调整组件4包括滚轮41、悬臂 轴42、轴承43、螺栓44、调整液压缸45、吊块46、吊点47以及挡板48 ；吊块46为断面呈V 字形的框形体，吊块底部设有滑槽461，该断面呈V字形框形体两侧外壁的上端分别设有两 个对称分布的吊点47，而两侧外壁的下端分别通过多个螺栓44连接挡板48，该两个挡板 48上分别设有两套轴承43，每套轴承43通过悬臂轴42与一个滚轮41连接，四个滚轮41两 两对应位于两侧挡板48之间，断面呈V字形框形体一端底部固定连接调整液压缸45活塞 端，该调整液压缸45缸体端固定在机架11的顶侧，且机架11穿设在滚动轮调整组件4吊 块46底部且位于两个挡板48之间，使滚轮41在机架11的工字钢内滑动。
〔0011〕 本发明海上风力发电机叶轮吊装机具的有益效果，具有将发电机叶轮在空中吊装 和组装的功能，使海上风力发电机安装操作灵活、方便，且可缩短海上作业时间，保证海上 施工安全；另外，该吊装机具海上运输平稳。
图1为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具整体结构示意图。图2为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具滚动轮调整组件结构示意图。图3为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具实施状态示意图。图4为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具摆臂组件结构示意图。图5A为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具弹簧锁紧组件结构示意图。图5B为图5A所示结构的剖示图。图6为本发明海上风力发电机叶轮吊装机具摆臂回转组件示意图。图中主要标号说明1摆臂组件、2弹簧锁紧组件、3摆臂回转组件、4滚动轮调整组 件、11机架、12摆臂、13减摇尾、14销轴、15左限位块、16右限位块、17连接板、18尾孔、19 锁销孔、21锁销、211手柄、22套筒、221滑槽、23螺杆、24弹簧、25螺母、251手柄、26筒端 挡板、27开槽螺母、28开口销、31底端液压缸、32销轴、33连杆、34滑槽、341滑动孔、341’ 滑动孔、35滑动接头、36延长杆、41滚轮、42悬臂轴、43轴承、44螺栓、45调整液压缸、46吊 块、461滑槽、47吊点、48挡板、A叶轮、G叶轮重心。
具体实施例方式如图1至图6所示，本发明海上风力发电机叶轮吊装机具，其主要包括摆臂组件1、 弹簧锁紧组件2、摆臂回转组件3、滚动轮调整组件4以及液压缸动力组件；该摆臂组件1底 侧通过销轴与摆臂回转组件3连接，顶侧与滚动轮调整组件4连接；该液压缸动力组件包括 底端液压缸31和调整液压缸45，调整液压缸45两端分别通过销轴连接摆臂组件1与滚轮 调整组件4，底端液压缸31两端分别与摆臂组件1和摆臂回转组件3连接，以控制摆臂回转 组件3回转运动。如图1至图6所示，本发明海上风力发电机叶轮吊装机具，其中，该摆臂组件1为 吊装机具组件，其主要包括机架11、摆臂12、减摇尾13、销轴14、左限位块15、右限位块16、 连接板17和17’以及尾孔18 ;该机架11为工字钢结构，左限位块15通过螺栓固定在机架 11顶侧左端，右限位块16通过螺栓固定在机架11顶侧中部，机架11右端连接起减摇作用 的减摇尾13，左端底侧设有两块连接板17、17’，该两块连接板17、17’分别设有对应的锁销 孔和销轴孔；该摆臂12上部为板形体，该板形体上部设有锁销孔19和销轴孔且穿设在两块 连接板17、17’之间，该销轴14穿设在两块连接板17、17’和板形体的销轴孔后，使两块连 接板17、17’与摆臂12连接，弹簧锁紧组件2的锁销21穿设在两块连接板17、17’和板形 体的锁销孔19中，该摆臂12板形体下部接设断面呈U字形的板体，该U字形板体内侧设有 三条加强摆臂12强度的加强筋板，且U字形板体开口处的两端分别设有尾孔18。该弹簧 锁紧组件2主要包括锁销21、套筒22、螺杆23、弹簧24、螺母25、筒端挡板26、开槽螺母27 和开口销28 ;套筒22 —端设有法兰环，另一端设有筒端挡板26，其轴向设有对称的两个滑 槽221 ;该螺杆23穿设在套筒22内部且两端分别伸出套筒22外部，螺杆23中部套设弹簧 24和螺母25，该螺杆23伸出套筒22筒端挡板26外部的一端拧设开槽螺母27，该开槽螺 母27由起到防滑功能的开口销28锁死，使筒端挡板26与套筒22固定，该螺杆23伸出套 筒22设有法兰环的一端套设锁销21，该锁销21穿设在两块连接板17、17’的锁销孔19和 板形体的锁销孔中，使套筒22法兰环与摆臂组件1的一块连接板螺接；该锁销21和螺母25上分别设有凸出的手柄211、251，该手柄211、251分别穿设在滑槽外部。该摆臂回转组件3 包括底端液压缸31、销轴32、两个连杆33和33’、滑槽34、滑动接头35以及延长杆36 ;该 滑槽34为断面呈口字去掉上面一横形的槽体，该槽体两侧壁上分别设有滑动孔341、341’ ； 两个连杆33、33’分别位于滑槽34两侧壁的外侧，该两个连杆33、33’的一端分别与滑动接 头35连接，且两个连杆33、33’的另一端分别通过销轴32与摆臂12上部板形体连接，使摆 臂12绕销轴32转动；该滑动接头35为圆柱型钢柱且位于滑槽34内部，该滑动接头35的 两端分别与连杆33、33’的一端在滑动孔341、341’内连接，使滑动接头35沿着滑槽35滑 动；延长杆36 —端与滑动接头35的侧壁铰接，另一端铰接底端液压缸31活塞端；该底端液 压缸31的缸体端固定在机架11底侧，活塞端与延长杆36连接，该底端液压缸31驱使延长 杆36运动，进一步带动摆臂12的运动。该滚动轮调整组件4包括滚轮41、悬臂轴42、轴承 43、螺栓44、调整液压缸45、吊块46、吊点47以及挡板48 ;吊块46为断面呈U字形的框形 体，吊块底部设有滑槽461，该断面呈U字形框形体两侧外壁的上端分别设有两个对称分布 的吊点47，而两侧外壁的下端分别通过多个螺栓44连接挡板48，该两个挡板48上分别设 有两套轴承43,每套轴承43通过悬臂轴42与一个滚轮41连接，四个滚轮41两两对应位于 两侧挡板48之间，断面呈U字形框形体一端底部固定连接调整液压缸45活塞端，该调整液 压缸45缸体端固定在机架11的顶侧，且机架11穿设在滚动轮调整组件4吊块46底部且 位于两个挡板48之间，使滚轮41在机架11的工字钢内滑动。本发明海上风力发电机叶轮吊装机具使用时，吊装机具上部的吊点通过吊带悬挂 在主吊吊钩上，副吊通过吊带连接在与机具相对的叶片根部。开始时主吊和副吊同步骤上 升，将风力发电机的叶轮A水平提起；当风力发电机的叶轮上升到预定高度(保证翻转后叶 轮与甲板不相撞)后，副吊停止上升，主吊继续提升；随着主副吊之间产生的高度差，吊装机 具的摆臂围绕着机架的连接销轴转动，风力发电机的叶轮开始翻转。待副吊完全不承受载 荷后，翻转过程结束，此时的弹簧销锁死装置的锁销被释放，将摆臂与工字钢的相对位置固 定。根据叶轮与发动机舱的对准情况调整叶轮仰角，通过控制调整液压缸拖动滚轮组来实 现滚轮调整组件和摆臂回转组件两部分之间的相对位置变化，完成叶轮仰角补偿过程。过 程完成后人工拆除吊装机具与轮毂的连接关系，主吊将吊具下放到甲板上。拧动弹簧销锁 死装置的开槽螺母，通过调整液压缸推动滚轮，释放摆臂与机架工字钢之间的固定关系；通 过控制底端液压缸将摆臂收回并再次用弹簧销锁死装置的锁销锁死。本发明海上风力发电机叶轮吊装机具的工作原理如何解决仰角补偿问题是本发明的主要任务，该吊装机具是通过改变主吊点与叶 轮重心G之间的相对位置关系来实现仰角补偿，主吊点与重心之间相对位置的调整主要通 过调整液压系统牵拉或推动滚轮组件实现。本发明的摆臂回转组件是整个吊装机具的主要部件，它将其他四个组件衔接一体 来完成预定动作。为了实现叶轮的空中翻转，该吊装机具分成上部构件和下部构件，上部和 下部构件间通过销轴连接，从而保证两个构件间能够自由摆动。上部构件包括滚动轮调整 组件及摆臂组件，摆臂组件的机架采用焊接板工字钢结构，以保证工字钢和滚动轮之间形 成对称的纯滚动运动副。下部构件包括摆臂回转组件和弹簧锁紧组件，叶轮在翻转完毕后， 弹簧锁紧组件自动将摆臂和工字钢机架锁死，通过调整液压缸牵拉或推动滚轮调整组件左 右移动，滚轮滚动改变吊点与叶轮重心G的相对位置，从而打破了原来静止状态的这种平衡，使叶轮A发生偏转。当叶轮偏转到和发动机舱主轴垂直时，控制调整液压系统锁死，此 时的弹簧销锁死装置的锁销被释放，将摆臂与工字钢的相对位置固定，仰角补偿过程完成， 如图3所示。由于滚轮与工字钢机架之间的运动属于纯滚动，所以调整液压缸只需要很小 压力便可拖动滚轮调整组件；滚轮通过悬臂轴固定在挡板上，挡板用螺栓组与吊块固结，吊 块下部的滑槽卡在工字钢顶侧，保证其只能沿着工字钢机架的水平方向滚动，由于叶轮重 量比较大，所以采用滚轮与工字钢组合成无滑滚动摩擦副，以减小液压缸的尺寸与液压油 源的压力，并且这样连接更加可靠，使结构更紧凑。如图4所示，摆臂组件包括机架11、摆臂12、减摇尾13、销轴14、左限位块15和右 限位块16，机架11为板体焊接的工字钢结构；摆臂组件是本机具整个结构承载体，摆臂12 通过其尾部的两组尾孔18与叶轮A固结，其上部通过销轴与工字钢底部的连接板17、17’铰 接。吊具开始工作时，摆臂12初始位置与工字钢保持平行，其尾端固结在叶轮A轮毂上，副 吊吊带系在叶轮A轮毂另一边的叶片尾部，主吊吊起吊具，副吊同时工作，将叶轮A水平抬 起，当叶轮A上升到预定高度或者需要安装的位置后，副吊不动，主吊继续升高，摆臂12就 会绕销轴14摆动，叶轮开始翻转；左限位块15和右限位块16是为了限制滚动轮的滚动范 围，以免滚轮组滑脱，导致液压缸45过载。如图5A、图5B所示，当摆臂12摆到竖直位置后，即摆臂弧形开口朝向最下端时，吊 装机具与叶轮A的重心全部加载在销轴14上，这时弹簧锁紧组件的锁销21刚好和摆臂上 的锁销孔对准，在弹簧弹力作用下，锁销21穿过摆臂锁销孔和机架11连接板的锁销孔中自 动锁紧，这样便将摆臂和工字钢机架固定在一起。该弹簧锁紧组件主要包括锁销21、套筒 22、螺杆23、弹簧24、螺母25、筒端挡板26和开槽螺母27 ;起吊开始时，旋动开槽螺母27， 使螺杆23转动，推动螺母25压紧弹簧24，此时锁销21尾端被摆臂尾部限制，这样，弹簧24 被逐渐压紧至最大预载荷。当摆臂12摆动到其锁销孔与锁销21对准时，弹簧24预紧力释 放，锁销穿过锁销孔，摆臂被锁死固定。叶轮吊装完成后，吊装机具被下放到船面上，手工逆 向旋动螺杆，使螺母25退回，弹簧24上的载荷全部释放，手工拉回锁死的锁销21。当手工 拉回锁销21后，驱动底端液压缸31，使滑块35沿着滑槽34水平移动，通过连杆33、33’使 摆臂12回摆，从而使摆臂12尾端的尾孔18与锁销21错开，锁销21轴向移动的自由度又 被限制，这是摆臂回转的工作过程，如图6所示。如图1至图6所示，本发明主要工作过程如下(1)主吊吊着吊装机具，副吊通过吊带吊起与吊装机具正对着的叶片根部，同时将 叶轮水平抬起，当叶轮上升到一定高度即大概需要安装的位置，副吊不动，主吊继续上升， 叶轮翻转。(2)叶轮翻转完毕后，弹簧销锁死摆臂与工字钢机架。撤去副吊。(3)待叶轮稳定，调整液压系统工作，调整叶轮的仰角达最佳安装位置。(4)安装完毕后，将吊具与叶轮分离，吊具下放。(5)拔出锁死的锁销21，底端液压缸通压力油，摆臂回到初始位置。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于 本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种海上风力发电机叶轮吊装机具，其特征在于，主要包括摆臂组件(1)、弹簧锁紧 组件(2)、摆臂回转组件(3)、滚动轮调整组件(4)以及液压缸动力组件；该摆臂组件(1)底 侧通过销轴与摆臂回转组件(3)连接，顶侧与滚动轮调整组件(4)连接；该液压缸动力组件 包括底端液压缸(31)和调整液压缸(45)，调整液压缸(45)两端分别通过销轴连接摆臂组 件(1)与滚轮调整组件(4)，底端液压缸(31)两端分别与摆臂组件(1)和摆臂回转组件(3) 连接，以控制摆臂回转组件(3)的回转运动。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其特征在于，所述摆臂组件 (1)为吊装机具组件，其主要包括机架(11)、摆臂(12)、减摇尾(13)、销轴(14)、左限位块 (15)、右限位块(16)、连接板(17、17’)和尾孔(18);该机架(11)为工字钢结构，左限位块 (15)通过螺栓固定在机架(11)顶侧左端，右限位块(16)通过螺栓固定在机架(11)顶侧中 部，机架(11)右端连接起减摇作用的减摇尾(13)，左端底侧设有两块连接板(17、17’)，该 两块连接板(17、17’)分别设有对应的锁销孔和销轴孔；该摆臂(12)上部为板形体，该板形 体上部设有锁销孔(19)和销轴孔且穿设在两块连接板(17、17’ )之间，该销轴(14)穿设在 两块连接板(17、17’)和板形体的销轴孔后，使两块连接板(17、17’)与摆臂(12)连接，弹簧 锁紧组件(2)的锁销(21)穿设在两块连接板(17、17’)和板形体的锁销孔中，该摆臂(12) 板形体下部接设断面呈U字形的板体，该U字形板体内侧设有三条加强摆臂(12)强度的加 强筋板，且U字形板体开口处的两端分别设有尾孔(18)。
3.根据权利要求1或2所述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其特征在于，所述弹簧锁 紧组件(2)主要包括锁销(21)、套筒(22)、螺杆(23)、弹簧(24)、螺母(25)、筒端挡板(26)、 开槽螺母(27)和开口销(28);套筒(22)—端设有法兰环，另一端设有筒端挡板(26)，其轴 向设有对称的两个滑槽(221);该螺杆(23)穿设在套筒(22)内部且两端分别伸出套筒(22) 外部，螺杆(23)中部套设弹簧(24)和螺母(25)，该螺杆(23)伸出套筒(22)筒端挡板(26) 外部的一端拧设开槽螺母(27)，该开槽螺母(27)由起到防滑功能的开口销(28)锁死，使筒 端挡板(26 )与套筒(22 )固定，该螺杆(23 )伸出套筒(22 )设有法兰环的一端套设锁销(21)， 该锁销(21)穿设在两块连接板(17、17’)的锁销孔(19)和板形体的锁销孔中，使套筒(22) 法兰环与摆臂组件(1)的一块连接板螺接；该锁销(21)和螺母(25)上分别设有凸出的手柄 (211、251)，手柄(211、251)分别穿设在滑槽外部。
4.根据权利要求1或2所述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其特征在于，所述摆臂回 转组件(3 )包括底端液压缸(31)、销轴(32 )、两个连杆(33、33 ’)、滑槽(34)、滑动接头(35 ) 以及延长杆(36);该滑槽(34)为断面呈口字去掉上面一横形的槽体，该槽体两侧壁上分别 设有滑动孔(341、341’);两个连杆(33、33’)分别位于滑槽(34)两侧壁的外侧，该两个连杆 (33、33’)的一端分别与滑动接头(35)连接，且两个连杆(33、33’)的另一端分别通过销轴 (32)与摆臂(12)上部板形体连接，使摆臂(12)绕销轴(32)转动；该滑动接头(35)为圆柱 型钢柱且位于滑槽(34)内部，该滑动接头(35)的两端分别与连杆(33、33’)的一端在滑动 孔(341、341’)内连接，使滑动接头(35)沿着滑槽(35)滑动；延长杆(36) —端与滑动接头 (35)的侧壁铰接，另一端铰接底端液压缸(31)活塞端；该底端液压缸(31)的缸体端固定在 机架(11)底侧，活塞端与延长杆(36 )连接，该底端液压缸(31)驱使延长杆(36 )运动，进一 步带动摆臂(12)的运动。
5.根据权利要求1或2所述的海上风力发电机叶轮吊装机具，其特征在于，所述滚动轮调整组件(4)包括滚轮(41)、悬臂轴(42)、轴承(43)、螺栓(44)、调整液压缸(45)、吊块 (46)、吊点(47)以及挡板(48);吊块(46)为断面呈U字形的框形体，吊块底部设有滑槽 (461)，该断面呈U字形框形体两侧外壁的上端分别设有两个对称分布的吊点(47)，而两侧 外壁的下端分别通过多个螺栓(44)连接挡板(48)，该两个挡板(48)上分別设有两套轴承 (43)，每套轴承(43)通过悬臂轴(42)与一个滚轮(41)连接，四个滚轮(41)两两对应位于 两侧挡板(48)之间，断面呈U字形框形体一端底部固定连接调整液压缸(45)活塞端，该调 整液压缸(45)缸体端固定在机架(11)的顶侧，且机架(11)穿设在滚动轮调整组件(4)吊 块(46 )底部且位于两个挡板(48 )之间，使滚轮(41)在机架(11)的エ字钢内滑动。
全文摘要
本发明提供一种海上风力发电机叶轮吊装机具，其包括摆臂组件、弹簧锁紧组件、摆臂回转组件、滚动轮调整组件及液压缸动力组件；该摆臂组件底侧通过销轴与摆臂回转组件连接，顶侧与滚动轮调整组件连接；该液压缸动力组件包括底端液压缸和调整液压缸，调整液压缸两端分别通过销轴连接摆臂组件与滚轮调整组件，底端液压缸两端分别与摆臂组件和摆臂回转组件连接，以控制摆臂回转组件的回转运动；该吊装机具吊点悬挂在主吊吊钩上，摆臂尾端与叶轮轮毂固结，在副吊协助下方便快捷实现叶轮的空中翻转和仰角补偿，以满足叶轮仰角要求，有效提高海上安装效率，节约海上安装费用。
文档编号B66C1/10GK102659015SQ20121017161
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者李宝明, 汪莉, 王立权, 王辉, 郝军, 高嵩 申请人:中国海洋石油总公司, 哈尔滨工程大学, 海洋石油工程股份有限公司