专利名称：风力发电机偏航系统滑动摩擦片更换方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机部件的更换方法及其装置，尤其是指一种风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，以及该方法所使用到的各种更换装置。
背景技术：
风力发电机偏航系统是风力发电机组非常重要的组成部分，其在风力发电机中的作用是转动机舱，使风力发电机的风轮随时与风向保持一致，以保证风力发电机具有最大的发电能力。偏航系统包括偏航检测与控制部分、偏航机构、扭缆保护装置三大部分，其中偏航机构由偏航动力源，偏航传动装置，偏航执行机构和制动装置组成。
存在着不同类型的风力发电机偏航执行结构来实现风机的对风时的偏航转动，如果采用回转支承类型的偏航轴承，则称为滚动式偏航系统，如果采用在静止平面上相对滑动的摩擦片则称为滑动式偏航系统。在偏航系统滑动摩擦片设计时，要求使用寿命与风力发电机设计寿命相同，即全寿命内无需更换。但在风力发电机运行时，由于各种复杂的因素，导致实际运行的偏航系统滑动摩擦片通常会过快磨损提前失效，从而需要更换偏航系统滑动摩擦片。由于偏航系统滑动摩擦片是被紧压在重达几十吨的风力发电机下，且风力发电机处于几十米的高空中，这这样导致风力发电机偏航系统滑动摩擦片的更换涉及复杂的技术与安全问题。而且风力发电机一般运行在偏远的地区，动用大型吊车进行更换就会产生大量的费用。通过国内专利文献初步检索，没有发现有相关技术的专利文献报道。因此很有必要对现有风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法的不足，提供一种新的风力发电机偏航系统滑动摩擦片的更换方法，并提出实现该方法所需的更换装置，实现更为简单安全地更换滑动摩擦片。该目的首先是通过如下一种技术方案实现的一种风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，利用塔筒上法兰固连的偏航齿圈的螺栓孔来实现风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换，由于风力发电机偏航齿圈与塔筒上法兰通过螺栓联接，且联接螺栓的螺纹结合处在偏航齿圈上，因此，通过旋拧其中一根螺栓，并使其与偏航齿圈上面的风力发电机机舱底板接触，继续加大扭矩，随着螺栓的不断顶起，就可以使风力发电机机舱在该处抬升，从而使得风力发电机机舱与偏航齿圈之间紧压的上摩擦片松开，并轻松抽出摩擦片安装板进行更换；再通过将靠近偏航卡钳位置的一根偏航齿圈与塔筒上法兰的联接螺栓更换成一个螺杆，其头部螺纹拧进偏航齿圈的螺纹里以固定，一块定制的托板被螺母固定在其尾部，该托板的另外一部分被固定在偏航卡钳的下部以承载偏航卡钳，这样随着托板下方的螺母缓缓地往下旋转，偏航卡钳通过托板随着螺母一起缓缓下降，当下降到足够的空间后，就可以将偏航卡钳里的下摩擦片以及其侧面的侧摩擦片更换下来。进一步地，将偏航卡钳下部的拧紧螺栓更换成定制的中空螺栓，这样就可以将一根圆铁棒塞进该螺栓中空孔里，将其上部的下摩擦片顶出偏航卡钳的安装腔，从而顺利更换下摩擦片。当偏航卡钳随双头螺柱下降处足够空间后，只需要松开侧摩擦片的安装螺钉即可将侧摩擦片更换下来。一种实现上述方法的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换装置，包括一个固定在风力发电机塔筒上法兰上的偏航齿圈，偏航齿圈与风力发电机塔筒上法兰通过螺栓联接，上摩擦片安装在摩擦片安装板上，摩擦片安装板的上下表面分别与风力发电机的机舱底板的下表面与偏航卡钳的上表面相接触，通过联接螺栓将上述三者联接紧固，且上摩擦片的下表面紧贴在偏航齿圈的上表面上；所述侧摩擦片与偏航齿圈的内侧表面贴在一起，且侧摩擦片固定安装在偏航卡钳的内侧表面上。本发明的优点在于，通过塔筒上法兰固连的偏航齿圈的螺栓孔来实现风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换，可以在不使用大型吊车的情况下，仅通过本发明涉及的一些小的工装即可在空中完成更换，节约了大量的经济成本。另外，由于本发明涉 及的更换方法是依赖于风力发电机本身的结构来实现的，因此更换过程安全便捷，节约了时间成本，并有效地保障了操作人员的安全。
图I示出了通过风力发电机偏航齿圈与塔筒上法兰联接螺栓孔，用螺栓顶起风力发电机机舱的剖面示意图2示出了通过托板与螺母的配合放下偏航卡钳从而更换偏航下、侧摩擦片的示意图。
具体实施例方式下面将通过附图和实施例对本发明做更详细地描述。通过附图可以看出，本发明涉及一种风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，利用塔筒上法兰固连的偏航齿圈的螺栓孔来实现风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换，由于风力发电机偏航齿圈与塔筒上法兰通过螺栓联接，且联接螺栓的螺纹结合处在偏航齿圈上，因此，通过旋拧其中一根螺栓，并使其与偏航齿圈上面的风力发电机机舱底板接触，继续加大扭矩，随着螺栓的不断顶起，就可以使风力发电机机舱在该处抬升，从而使得风力发电机机舱与偏航齿圈之间紧压的上摩擦片松开，并轻松抽出摩擦片安装板进行更换；再通过将靠近偏航卡钳位置的一根偏航齿圈与塔筒上法兰的联接螺栓更换成一个螺杆，其头部螺纹拧进偏航齿圈的螺纹里以固定，将一块定制的托板被螺母固定在其尾部，该托板的另外一部分被固定在偏航卡钳的下部以承载偏航卡钳，这样随着托板下方的螺母缓缓地往下旋转，偏航卡钳通过托板随着螺母一起缓缓下降，当下降到足够的空间后，就可以将偏航卡钳里的下摩擦片以及其侧面的侧摩擦片更换下来。进一步地，将偏航卡钳下部的拧紧螺栓更换成定制的中空螺栓，这样就可以将一根圆铁棒塞进该螺栓中空孔里，将其上部的下摩擦片顶出偏航卡钳的安装腔，从而顺利更换下摩擦片。当偏航卡钳随双头螺柱下降处足够空间后，只需要松开侧摩擦片的安装螺钉即可将侧摩擦片更换下来。一种实现上述方法的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换装置，包括一个固定在风力发电机塔筒上法兰上的偏航齿圈，偏航齿圈与风力发电机塔筒上法兰通过螺栓联接，上摩擦片安装在摩擦片安装板上，摩擦片安装板的上下表面分别与风力发电机的机舱底板的下表面与偏航卡钳的上表面相接触，通过联接螺栓将上述三者联接紧固，且上摩擦片的下表面紧贴在偏航齿圈的上表面上；所述侧摩擦片与偏航齿圈的内侧表面贴在一起，且侧摩擦片固定安装在偏航卡钳的内侧表面上；下摩擦片放置在所述偏航卡钳腔体内，并通过压紧螺栓使下摩擦片紧贴在偏航齿圈的下表面上。实施例一
附图I示意性示出了本发明中提及的更换上摩擦片5和下摩擦片11的一个具体实施方法及装置。通过附图可以看出风力发电机偏航系统包括一个固定在风力发电机塔筒上法兰I上的偏航齿圈2，两者通过螺栓联接，并且所述的偏航系统进一步包括粘接在摩擦片安 装板6内的上摩擦片5，所述摩擦片安装板6的上下表面分别与风力发电机的机舱底板3的下表面与偏航卡钳9的上表面相接触，通过联接螺栓10将上述三者联接紧固，所述偏航系统进一步包括用紧固螺钉8固定在所述偏航卡钳9侧面的侧摩擦片7以及通过压紧螺栓13放置在所述偏航卡钳9腔体内的下摩擦片11，所述侧摩擦片7与下摩擦片11分别与所述的偏航齿圈2的侧表面与下表面接触。下摩擦片11安装在下摩擦片支撑环15上，支撑环15下垫有弹性垫16，弹性垫16的弹性力向上顶起下摩擦片11，使得下摩擦片11紧贴在偏航卡钳9的下表面；弹性垫16为环状体，套在弹性垫支撑座17上，并由调整螺栓13顶紧，通过调整螺栓13旋转可调整弹性垫的弹力大小，在调整好以后通过锁紧螺母12锁紧定位。在更换所述上摩擦片5时(见附图1)，首先将风力发电机机舱底板3与偏航卡钳9的联接螺栓10松开，以保证风力发电机机舱底板3被顶起以后，其与偏航卡钳9上表面的摩擦片安装板6之间有间隙的可能。然后拆掉该偏航卡钳9附近的塔筒上法兰I与偏航齿圈2之间的一到两根联接的螺栓，更换成定制的顶起螺栓14，通过给所述的顶起螺栓14施加力矩，使其与风力发电机机舱底板3接触并最终顶起风力发电机。由于风力发电机机舱底板3材质较顶起螺栓软，因此在中间添加坚硬材质的垫块4。当风力发电机机舱底板3与偏航卡钳9之间被顶起足够大的缝隙以后，即可将两者之间的摩擦片安装板6连同粘接在上面的上摩擦片5 —起从该缝隙中抽出并更换。其中,所述的顶起螺栓14的端部加工成一段圆柱体，该圆柱体的外圆直径略小于所述螺栓的螺纹底径。实施例二
附图2示意性示出了本发明的另一个实施例，是一种更换上摩擦片5和下摩擦片11的一个具体实施方法及装置。通过附图可以看出其基本结构域实施例一是一样的，只是下摩擦片11的调整螺栓不一样，所述的调整螺栓为中空螺栓18，中空螺栓18的中心有一通孔，在通孔内插入有一圆铁棒19。在更换偏航系统下摩擦片11以及侧摩擦片7时(见附图2)。将靠近偏航卡钳9的一根联接偏航齿圈2与塔筒上法兰I的螺栓更换为定制的螺杆22，其一端螺纹拧进偏航齿圈2螺纹孔中，另一端拧上一个螺母21 ;在螺母21上表面放置一块定制的开孔的托板20，该托板20的另一个孔穿过顶起偏航下摩擦片11的压紧螺栓18 ;所述托板20被压紧螺栓18上的锁紧螺母12压紧在偏航卡钳9的下表面上。当缓慢旋松螺杆22上的螺母21时，托板20缓慢下降，由于偏航卡钳9的重量是压在该托板20上，因此偏航卡钳9将会与托板20一起跟随螺母21缓缓下降。当所述偏航卡钳9下降足够的长度后，偏航卡钳9与偏航齿圈2之间就有足够的空间，此时用一根圆铁棒19从中空螺栓18的孔中伸入到所述偏航卡钳9的型腔中，从而将下摩擦片11顶出来，实现更换。为了将下摩擦片11从偏航卡钳9的型腔中拿出来，在前述放置托板20时，需要将偏航卡钳9下面的调整螺栓13改为中空螺栓18，这样，此时就可以用一根圆铁棒19从该中空螺栓18的空中伸入到偏航卡钳9的型腔中，从而将下摩擦片11顶出来，实现更换。当偏航卡钳9与偏航齿圈2有足够的空间后，只需要 拆卸掉侧摩擦片7的紧固螺钉8即可实现侧摩擦片7的更换。其中所述的中空螺栓18是在普通螺栓的基础上在其中间加工出一个圆形的通孔，该通孔的直径略大于所述圆铁棒19的直径。
权利要求
1.一种风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，其特征在于，利用塔筒上法兰固连的偏航齿圈的螺栓孔来实现风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换，由于风力发电机偏航齿圈与塔筒上法兰通过螺栓联接，且联接螺栓的螺纹结合处在偏航齿圈上，因此，通过旋拧其中一根螺栓，并使其与偏航齿圈上面的风力发电机机舱底板接触，继续加大扭矩，随着螺栓的不断顶起，就可以使风力发电机机舱在该处抬升，从而使得风力发电机机舱与偏航齿圈之间紧压的上摩擦片松开，并轻松抽出摩擦片安装板进行更换；再通过将靠近偏航卡钳位置的一根偏航齿圈与塔筒上法兰的联接螺栓更换成一个螺杆，其头部螺纹拧进偏航齿圈的螺纹里以固定，一块定制的托板被螺母固定在其尾部，该托板的另外一部分被固定在偏航卡钳的下部以承载偏航卡钳，这样随着托板下方的螺母缓缓地往下旋转，偏航卡钳通过托板随着螺母一起缓缓下降，当下降到足够的空间后，就可以将偏航卡钳里的下摩擦片以及其侧面的侧摩擦片更换下来。
2.如权利要求I所述的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，其特征在于，将偏航卡钳下部的拧紧螺栓更换成定制的中空螺栓，这样就可以将一根圆铁棒塞进该螺栓中空孔里，将其上部的下摩擦片顶出偏航卡钳的安装腔，从而顺利更换下摩擦片，当偏航卡钳随双头螺柱下降处足够空间后，只需要松开侧摩擦片的安装螺钉即可将侧摩擦片更换下来。
3.如权利要求I或2所述的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，其特征在于，在更换所述上摩擦片时，将所述风力发电机机舱底板与偏航卡钳的联接螺栓松开，拆掉所述偏航卡钳附近的塔筒上法兰与偏航齿圈之间的一到两根联接的螺栓，更换成定制的顶起螺栓，通过给所述的顶起螺栓施加力矩，使其与风力发电机机舱底板接触并最终顶起风力发电机，当风力发电机机舱底板与偏航卡钳之间被顶起足够大的缝隙以后，即可将两者之间的摩擦片安装板连同粘接在上面的上摩擦片一起从该缝隙中抽出并更换。
4.如权利要求I或2所述的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换方法，其特征在于，在更换侧摩擦片和下摩擦片时，将靠近偏航卡钳的一根联接偏航齿圈与塔筒上法兰的螺栓更换为螺杆，其一端螺纹拧进偏航齿圈螺纹孔中，另一端拧上一个螺母，在所述螺母上表面放置一块定制的开孔的托板，该托板的另一个孔穿过顶起偏航下摩擦片的压紧螺栓，所述托板被压紧螺栓上的锁紧螺母压紧在偏航卡钳的下表面上，缓慢旋松所述螺杆上的螺母时，所述托板缓慢下降，由于所述偏航卡钳的重量是压在所述托板上，因此偏航卡钳将会与托板一起跟随所述螺母缓缓下降，当所述偏航卡钳下降足够的长度后，偏航卡钳与偏航齿圈之间就有足够的空间，此时用一根圆铁棒从中空螺栓的孔中伸入到所述偏航卡钳的型腔中，从而将下摩擦片顶出来，实现更换，当所述偏航卡钳与偏航齿圈有足够的空间后，拆卸掉侧摩擦片的紧固螺钉即可实现侧摩擦片的更换。
5.一种实现上述方法的风力发电机滑动摩擦型偏航系统的滑动摩擦片的更换装置，包括一个固定在风力发电机塔筒上法兰上的偏航齿圈，偏航齿圈与风力发电机塔筒上法兰通过螺栓联接，其特征在于，上摩擦片安装在摩擦片安装板上，摩擦片安装板的上下表面分别与风力发电机的机舱底板的下表面与偏航卡钳的上表面相接触，通过联接螺栓将上述三者联接紧固，且上摩擦片的下表面紧贴在偏航齿圈的上表面上；侧摩擦片与偏航齿圈的内侧表面贴在一起，且侧摩擦片固定安装在偏航卡钳的内侧表面上；下摩擦片放置在所述偏航卡钳腔体内，并通过压紧螺栓使下摩擦片紧贴在偏航齿圈的下表面上。
6.如权利要求4所述的更换装置，其特征在于，在偏航卡钳附近的塔筒上法兰与偏航齿圈之间设有顶起螺栓，通过给所述的顶起螺栓施加力矩，使其与风力发电机机舱底板接触并最终顶起风力发电机。
7.如权利要求6所述的更换装置，其特征在于，在所述顶起螺栓顶部与风力发电机机舱底板之间添加坚硬材质的垫块。
8.如权利要求5所述的更换装置，其特征在于，所述的顶起螺栓的端部有一段圆柱体，圆柱体的外圆直径略小于所述螺栓的螺纹底径。
9.如权利要求4所述的更换装置，其特征在于，联接偏航齿圈与塔筒上法兰的螺栓更为螺杆，其一端螺纹拧进偏航齿圈螺纹孔中，另一端拧上一个螺母；在螺母上表面放置一块定制的开孔的托板，托板的另一个孔穿过顶起偏航下摩擦片的压紧螺栓；所述托板被压紧螺栓上的锁紧螺母压紧在偏航卡钳的下表面上。
10.如权利要求9所述的更换装置，其特征在于，下摩擦片安装在下摩擦片支撑环上，支撑环下垫有弹性垫，弹性垫的弹性力向上顶起下摩擦片，使得下摩擦片紧贴在偏航卡钳的下表面；弹性垫为环状体，套在弹性垫支撑座上，并由调整螺栓顶紧，通过调整螺栓旋转可调整弹性垫的弹力大小，在调整好以后通过锁紧螺母锁紧定位；所述的调整螺栓为中空螺栓，中空螺栓的中心有一通孔，在通孔内插入有一圆铁棒。
全文摘要
风力发电机偏航系统滑动摩擦片更换方法及其装置，通过旋拧风力发电机偏航齿圈与塔筒上法兰联接螺栓，使其与偏航齿圈上面的风力发电机机舱底板接触，随着螺栓的不断顶起，风力发电机机舱在该处抬升，风力发电机机舱与偏航齿圈之间紧压的上摩擦片松开，即可抽出摩擦片安装板进行更换；再通过将靠近偏航卡钳位置的一根偏航齿圈与塔筒上法兰的联接螺栓更换成一个螺杆，头部螺纹拧进偏航齿圈的螺纹里固定，将一块定制的托板被螺母固定在其尾部，托板的一部分被固定在偏航卡钳的下部以承载偏航卡钳，随着托板下方的螺母往下旋转，偏航卡钳通过托板随着螺母一起下降，当下降到足够的空间后，就可将偏航卡钳里的下摩擦片以及其侧面的侧摩擦片更换下来。
文档编号B25B27/00GK102825420SQ20121036861
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者凡增辉, 晏红文, 刘高辉, 熊维军, 黄睿 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司