本发明涉及风力发电机组装配领域，特别涉及风力发电机组底座翻身装置、风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法。
背景技术：
近年来风电行业发展迅速，尤其是随着海上风电项目的崛起，风力发电机组的大功率和大型化发展趋势越来越明显。随着风力发电机组的大型化，风力发电机组的各部件的体积和重量也相应增大。
对于直驱风力发电机组而言，底座是风力发电机组偏航系统中重要承重部件，连接偏航轴承与发电机定轴，并支撑风机偏航传动的相关附件。随着底座重量和体积增大，高强度连接螺栓的数量增多。然而，现有底座偏航系统装配方式中仍采用人工装配，劳动强度大、操作效率低且装配质量无法保障。
此外，在现有的装配方式中，通常利用人工操作行车和吊具来执行起吊和翻转风力发电机组底座，一次只能做到90度翻转，并且存在操作难度大和生产效率低等问题。另外，在利用行车操作吊运和翻转的过程中，稍有不当则会造成零件损坏，并且常常因吊带/吊具的强度难以满足要求而导致存在安全隐患。
因此，现有的底座偏航系统装配方式已无法满足大型风力发电机组装配的效率、质量以及安全要求。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种风力发电机组底座翻身装置、风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法，以提高装配效率，保证装配质量，降低操作安全风险。
根据本发明的一方面，提供一种风力发电机组底座翻身装置，该风力发电机组底座翻身装置可包括翻转组件和支撑翻转组件的梁架主体，翻转组件包括：回转支承轴承，包括连接在一起且可相对转动的固定圈和转动圈，固定圈固定连接到梁架主体，转动圈能够围绕回转轴转动；安装盘，一侧结合到转动圈，另一侧为安装风力发电机组的底座的安装面。
可选地，安装盘的安装面上可设置有多个压块，压块能够沿安装面的径向运动，以与底座前端的内圆周面抵接。
可选地，安装盘上还可设置有多个压杆，压杆能够沿垂直于安装面的方向伸缩并具有挂接端部，以使挂接端部的内表面与底座前端的内部立面抵接。
可选地，压杆可结合到压块，能够随压块沿径向运动。
可选地，安装盘上可安装有第一升降机和第二升降机，第一升降机驱动压块运动，第二升降机驱动压杆运动。
可选地，第一升降机的负荷可大于第二升降机的负荷。
可选地，梁架主体可包括安装在地面上的底架、竖直安装在底架两侧上的立柱以及水平安装在立柱上的横梁，横梁能够沿立柱上下运动，固定圈固定连接到横梁。
可选地，安装盘的安装面的角度可与底座的前端仰角相同。
可选地，安装盘的安装面上可设置有至少一个定位柱，能够与底座前端的内圆周面抵接。
根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组底座偏航系统装配平台，风力发电机组底座偏航系统装配平台可包括至少一个上述风力发电机组底座翻身装置，以及邻近风力发电机组底座翻身装置设置的至少一台机械臂。
根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组底座偏航系统装配方法，风力发电机组底座偏航系统装配方法可包括：在底座的偏航轴承安装面朝下的状态下将底座安装到翻身装置；通过翻身装置使底座翻转为偏航轴承安装面朝上；在底座的偏航轴承安装面上进行相关附件的安装。
可选地，在将底座安装到翻身装置以后，可调整底座的高度。
可选地，相关附件的安装步骤可包括：将操作平台放置在底座的偏航轴承安装面上；对相关附件进行预固定之后，移除操作平台，并通过翻身装置使底座转动到使偏航轴承安装面朝向邻近翻身装置设置的机械臂的状态，利用机械臂紧固相关附件。
可选地，在完成相关附件的安装之后，可通过翻身装置使底座回转为使偏航轴承安装面朝下。
可选地，可通过一台机械臂交替地对两个翻身装置上的底座执行相关附件的安装操作。
根据本发明的风力发电机组底座翻身装置、风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法，可保证装配质量和稳定性，降低操作难度，提高生产效率。同时，由于无需采用行车和吊带来执行翻转操作，大大降低了操作中的安全风险。另外，通过采用本发明的底座翻身装置，可实现360度翻转，提高了装配操作的灵活性。此外，通过使多套翻身装置与一台机械臂配合操作，可提高装配效率。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的风力发电机组底座翻身装置。
图2和图3分别示出了翻转组件的两侧的配置。
图4示出了根据本发明实施例的包括两套翻身装置和一台机械臂的风力发电机组底座偏航系统装配平台。
图5、图6和图7示出了将底座安装在翻转组件上的过程。
图8和图9示出了使安装在翻转组件上的底座翻转的过程。
图10、图11、图12和图13示出了在风力发电机组底座偏航系统装配平台上执行相关附件安装的过程。
附图标记说明：
10：翻身装置，1：底架，2：化学螺栓；3：立柱，4：横梁，5：液压系统；6：锁紧销助力油缸，7：锁紧销，8：翻转组件，81：固定圈，82：转动圈，83：安装盘，84：安装面板，85：定位柱，91：压块，92第一升降机，93：第一减速机和第一伺服电机组件，94：压杆，95：丝杠，96：第二升降机，97：第二减速机和第二伺服电机组件，11：可移动液压升降车，12：悬臂，20：翻身装置，30：机械臂，40：操作平台，50：底座，51：偏航轴承，52：制动器与刹车盘组件。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
参照图1至图13，将详细描述根据本发明的实施例的风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法。
参照图1，根据本发明的实施例的风力发电机组底座偏航系统装配平台可包括用于执行翻转操作的风力发电机组底座翻身装置(可简称翻身装置)10。通过使用该翻身装置10翻转底座，可方便地装配底座上的相关附件。
翻身装置10可包括用于翻转风力发电机组底座50(可简称底座，参见图4)的翻转组件8和支撑翻转组件8的梁架主体。
参照图2和图3，翻转组件8可包括用于结合底座的安装盘83和用于支撑安装盘83的回转支承轴承。回转支承轴承可与一般轴承具有类似的结构，用于可旋转地支撑安装盘83，并将安装盘83结合到梁架主体。回转支承轴承可包括连接在一起且可相对彼此转动的固定圈81和转动圈82。固定圈81和转动圈82可同心设置。固定圈81可结合到梁架主体，转动圈82可围绕回转轴转动。
由于安装盘83可随转动圈82旋转，因此，可在安装底座50以及底座50上的相关附件的过程中方便地翻转底座50，以满足各种安装或装配角度。
参照图1，翻身装置10的梁架主体可包括安装在地面上的底架1、安装在底架1上的立柱3以及安装在立柱3上的横梁4。
参照图1，底架1可通过化学螺栓2与地面连接，以稳定地支撑整套设备。两个立柱3可竖直立在底架1上，以支撑和/或引导水平安装的横梁4。
作为示例，在立柱3的邻近横梁4的位置处还可设置有液压系统5。可通过该液压系统5来控制横梁4的上下运动。
但是实施例不限于液压升降方式或丝杆升降方式，还可采用机械形式实现横梁4的上下运动，例如，也可以通过操作行车利用横梁4吊环升降横梁4。
可通过设置锁紧机构来固定横梁4。作为示例，在横梁4两侧可设置有锁紧销助力油缸6，锁紧销7固定在油缸上，随着油缸伸缩而运动。同时，在立柱3上还可设置有销孔，因此，可通过位于横梁4侧部的锁紧销助力油缸6推动锁紧销7，并使锁紧销7插入到立柱3上的销孔中，从而锁紧横梁4。
但是梁架主体的构造不限于此，还可包括其他辅助底座翻身或装配的构造，例如，在立柱3的顶表面上可设置有悬臂12，悬臂12可用于底座的相关附件的吊装，在立柱3的侧部可设置有可移动液压升降车11，以辅助底座的相关附件的运送和装配以及运送操作人员。
翻身装置10的翻转组件8可安装在梁架主体的横梁4上并能够随横梁4上下运动，以便在安装和翻转底座时调节底座的高度。
参照图3，作为示例，固定圈81可结合到梁架主体的横梁4的外侧，并且固定圈81和转动圈82可大体呈环状并分别位于外圈和内圈。位于外圈的固定圈81的内表面和位于内圈的转动圈82的外表面可彼此结合并相对于彼此转动。但是实施例不限于此，还可使固定圈位于内圈并使转动圈位于外圈。
固定圈81可通过螺栓固定连接到梁架主体的横梁4的竖直前表面上，转动圈82可通过螺栓与安装盘83结合。
可通过例如电机、减速机等组件驱动转动圈82。参照图3，转动圈82的内周表面可形成有齿，因而可通过电机和连接到电机的齿轮(组件)来驱动转动圈82旋转。
在转动圈82的外侧竖直面上可设置有用于安装底座50的安装盘83。
安装盘83可呈盘状，一侧结合到转动圈82，另一侧为安装风力发电机组底座的安装面。
安装盘83的安装面的角度可与底座50前端仰角相同，使得在将底座50安装到安装盘83时以及旋转180度之后，底座50的偏航轴承安装面能够保持与水平面平行，以利于底座50的安装，同时便于在偏航轴承安装面上安装相关附件(例如，偏航轴承、安装到偏航轴承的偏航刹车盘和安装在底座上的偏航制动器)。
在安装盘83的安装面上可设置有紧固机构，以在安装底座时稳定地固定底座50。
作为示例，参照图3，紧固机构可以是包括多个压块91的夹紧机构，压块91可沿安装面的径向方向运动，以与底座50前端的内圆周面抵接。因此，可在翻转底座50过程中保证底座50不会移位，以保证翻转操作准确到位以及翻转操作的安全性。通过控制压块91的运动行程(或位置)可实现不同直径的底座50的安装。
参照图3，示出了多个压块91等间距均匀布置的情况，但是实施例不限于此，也可根据实际承受力的情况调整压块91的布置方式。另外，图3中示出了压块91的数量为四个的情况，但是实施例不限于此，压块91的数量也可以是两个、三个、五个或更多个。
参照图2，可通过第一升降机92驱动压块91的运动，第一升降机92可安装在安装盘83的安装面上。另外，通过对应的第一减速机和第一伺服电机组件93驱动第一升降机92的动作，第一减速机和第一伺服电机组件93可安装在安装面上。
作为示例，第一升降机92可以是75吨丝杠升降机。但是实施例不限于此，还可使用其他吨位级别的丝杠升降机或使用液压升降机等其他驱动构件驱动压块91。
在安装盘83的安装面中央可设置有支撑框架，第一升降机92以及对应的第一减速机和第一伺服电机组件93可设置在支撑框架的外壁上。
第一升降机92的丝杠可布置为与安装面平行，该丝杠的一端可从对应的第一减速机和第一伺服电机组件93接收驱动力，丝杠的另一端可设置有压块91，从而通过接收的驱动力驱动压块91运动。
在安装盘83的安装面上可设置有压块引导部，以引导压块91的线性运动。另外，该压块引导部还可在压块91承受压紧力时，起到一定的支撑保护以防止移位或变形损坏的作用。
作为示例，压块引导部可以上形成在安装盘83的安装面上的引导槽。但是实施例不限于此，例如，参照图2和图3，在安装盘83的安装面上可另外设置有能够拆卸的安装面板84，并在该安装面板84中形成引导槽。
另外，安装盘83的安装面上可设置有至少一个定位柱85，在安装底座50时，定位柱85可位于安装面的上部区域，并能够与底座50前端的内圆周面抵接，以辅助定位和支撑底座50的前端。
另外，在安装盘83上还可设置有至少一个压杆94，以辅助定位和固定底座50的前端。
压杆94可沿垂直于安装面的方向伸缩并具有挂接端部，以使挂接端部的内表面与底座50的前端的内部立面抵接(参照图7)，使得底座50前端的端表面与安装盘83的安装面紧密结合，从而更稳定地固定底座50，以充分地保证翻转操作准确到位并增加操作安全性。
参照图3，示出了多个压杆94等间距均匀布置的情况，但是实施例不限于此，也可根据实际承受力的情况调整压杆94的布置方式。另外，尽管图3中示出了压杆94的数量为四个的情况，但是实施例不限于此，压杆94的数量还可以是任意整数。
参照图3和图4，压杆94的沿轴向方向的运动通过安装在安装面的背面的第二升降机96驱动，第二升降机96的动作可通过对应的第二减速机和第二伺服电机组件97驱动。第二升降机96的负荷可小于第一升降机92的负荷。
作为示例，第一升降机92可以是35吨丝杠升降机。但是实施例不限于此，还可使用其他吨位级别的丝杠升降机或使用液压升降机等其他驱动构件驱动压杆94。
第二升降机96的丝杠95布置为垂直于安装面，丝杠95的一端可连接到压杆94，可通过丝杠的伸缩驱动压杆94沿垂直于安装面方向的运动。
安装盘83的背面可具有空腔，该空腔可作为安装空间，从而可使第二升降机96以及对应的第二减速机和第二伺服电机组件97容置于该空腔中。
此外，压杆94可沿径向运动，以与底座50前端的内孔直径相适应，从而可稳定地固定内孔直径不同的各种尺寸的底座50。
在这种情况下，连接到压杆94的第二升降机96和第二减速机和第二伺服电机组件97也可沿径向方向运动。
作为示例，参照图3，在安装面的背面可设置有至少一组导轨和插入在导轨中并能够沿导轨运动的至少一个滑动构件。作为示例，导轨可通过例如螺栓连接等方式结合到安装面的背面，且滑动构件可平行于安装面的背面滑动。
第二升降机96和对应的第二减速机和第二伺服电机组件97可设置在滑动构件上，从而可随压杆94的径向运动而运动，进而可保证能够向压杆稳定地提供轴向运动的驱动力。
作为示例，第二升降机96和对应的第二减速机和第二伺服电机组件97可设置在同一个滑动构件上或者可分别设置在两个不同的滑动构件上。
作为示例，参照图3，压杆94还可结合到压块91，从而能够随压块91一起沿径向运动。但是实施例不限于此，还可通过单独的驱动机构来驱动压杆94沿径向方向的运动。
本发明的实施例的用于固定底座的紧固机构不限于如上所述的包括多个压块91和压杆94的夹紧机构，还可通过例如螺栓连接等方式直接将底座50安装到安装盘83上，进而将底座50安装到翻身装置10上之。
在将底座50安装到翻身装置10上之后，通过翻身装置10上的相应的液压系统或电机执行驱动，使得底座50可随着横梁4的升降而上下运动，并且使得底座50可随着回转支承轴承的旋转而翻转。
作为示例，本发明中使用的电机可通过主控柜的操作面板进行控制，也可通过无线手轮进行操控。无线手轮可以对设备进行微调，主要在设备调试阶段使用。
在执行装配操作时，可通过预先设定的程序来执行横梁升降位置的调整以及底座翻转角度的调整。
另外，作为示例，如上所述的升降操作和翻转操作可通过传感器控制加机械结构限位的双重限位方式来执行限位控制。
正常操作的情况下，可使用例如位置传感器等传感器执行限位控制。在传感器出现故障时，则可通过机械限位结构来补充执行限位控制。作为示例，对于翻转角度的控制，在90度、180度和270度的翻转角度处，除了设置传感器之外，还可在翻转组件8和/或梁架主体上设置限位块，以实现机械限位，从而可在发生突发情况时防止机械设备意外损坏。
但是实施例不限于此，也可通过其他控制方式来控制翻身装置10的操作。
参照图4，风力发电机组底座偏航系统装配平台还可包括邻近翻身装置10设置的机械臂30，以辅助底座偏航系统的装配。作为示例，机械臂30上可连接有液压扳手，以在底座偏航系统装配时紧固螺栓。
作为示例，可在翻身装置10两侧各设置一台机械臂30，且两台机械臂30可分别连接一个液压扳手，以分别对偏航轴承和偏航制动器的螺栓进行紧固。
另外，由于机械臂30为六轴机械臂30，操作角度灵活性较高，因此可使一台机械臂30对邻近的两套底座翻身装置10的螺栓进行紧固，以提高生产效率和机械臂30的利用率。
参照图4，可通过一台机械臂30交替辅助两套翻身装置10、20上的底座50的相关附件的装配。作为另一示例，风力发电机组底座偏航系统装配平台也可仅包括一套翻身装置和一台机械臂30，或者还可连续设置更多套翻身装置，并在每两套翻身装置之间设置一台机械臂30，使两套翻身装置共享一台机械臂，实现多组双工位生产，从而提高效率。
但实施例不限于此，也可不采用机械臂30，或采用其他设备辅助底座50相关附件的装配。
另外，在风力发电机组底座偏航系统装配平台的关键部位还可安装有摄像头，以便于工作人员快速了解装配装置的操作状况和底座的装配情况，从而可实时准确地控制或调整装配操作。
通过根据本发明的上述风力发电机组底座偏航系统装配平台，可容易地执行翻转操作，并且可实现360度翻转。另外，通过采用根据本发明的实施例的夹紧机构，可快速地夹持和固定底座，并且可夹持和固定前端内孔尺寸不同的各种尺寸规格的底座。
下面将参照图5至图11描述根据本发明的示例性实施例的风力发电机组底座偏航系统装配方法。
根据本发明的风力发电机组底座偏航系统装配方法可包括：在底座50的偏航轴承安装面朝下的状态下将底座50安装到翻身装置10(参照图8)；通过翻身装置10使底座翻转为偏航轴承安装面朝上(参照图9)；在底座50的偏航轴承安装面上进行相关附件的安装。
由于在底座50的偏航轴承安装面朝下的状态下执行底座安装，降低了底座50安装难度。同时，通过翻身装置10使底座翻转180度，使得底座50的偏航轴承安装面朝上，从而可在底座50的偏航轴承安装面上容易地安装相关附件。
在安装底座50之前，可利用底座支撑工装，在预制工位进行底座清理、检测等准备工序。此时，可使底座50的偏航轴承安装面朝向底座支撑工装放置。其后，通过底座吊运工具平稳地起吊底座50，并利用行车将底座50吊运到翻身装置10的翻转组件8附近，以便于将底座50安装到翻转组件8。
如图5至图7所示，将底座50安装到翻转组件8的步骤可包括：将底座前端挂在翻转组件8的定位柱85上；调节压块91的行程，使压块91接触并压紧底座50前端的内周表面；调节压杆94的行程，使压杆94的挂接端部接触并压紧底座50前端的内部立面。
可按照如下所述的操作顺序来操作压块91和压杆94：先使下部的压块91接触底座50前端的内周表面，再使上部的压块91接触底座50前端的内周表面，以初步固定底座；动作压杆94，使压杆94接触并压紧底座50前端的内部立面，使得底座50前端面与翻转组件8的安装面紧密接触；同时动作多个压块91，压紧底座50前端的内周表面。
先动作下部的压块91并使其与底座50接触之后再动作上部的压块91的目的在于，可以使底座50保持在稳定夹持状态，从而保证操作稳定性并提高安全性，而不会出现由于先动作上部压块91导致的悬空状态。
压块91和压杆94的动作可通过控制对应的升降机来控制。
在完成底座的安装之后，可通过上下调节横梁4将底座50调整到预定高度。
作为示例，可在通过液压系统5将横梁4调节到预定高度之后，通过锁紧销助力油缸6推动锁紧销7来锁定横梁4的位置。
如图8和图9所示，可驱动翻转组件8使得底座50旋转为偏航轴承安装面朝上，例如，旋转180度。具体地，可通过电机驱动回转支承轴承的转动圈82旋转，使得底座50的偏航轴承安装面旋转为朝上并与水平面平行。
其后，可在底座的偏航轴承安装面上进行相关附件的安装。
如图10至图12所示，相关附件的安装步骤可包括：将操作平台40放置在底座50的偏航轴承安装面上；施工人员可爬上操作平台40进行安装操作，用螺栓进行预紧；移除操作平台40，并通过翻身装置10使底座50翻转到使偏航轴承安装面朝向邻近翻身装置10设置的机械臂30的状态，例如翻转90度，并利用机械臂30进行紧固。
参照图13，相关附件的安装步骤还可包括：利用翻转组件使底座50回转为使偏航轴承安装面朝上(例如回转90度)，并重复相关附件的安装步骤继续安装其他相关附件。此时，可重新放回操作平台。
作为示例，当需要依次安装多个附件时，可多次重复如上所述的相关附件的安装步骤来完成多个附件的安装。
对于底座偏航系统的装配，所要安装的附件通常包括偏航轴承51、制动器、刹车盘。各个附件的安装顺序为先按照上述相关附件的安装步骤单独安装偏航轴承51，再重复如上所述的包括预紧、翻转和紧固的安装步骤依次安装制动器、刹车盘。
但是各个附件的安装顺序不限于附图中示出的顺序，例如，还可先单独完成偏航轴承51单独的安装，然后在其它工位把制动器与刹车盘整体组装好，再通过行车将组装好的制动器与刹车盘组件52一次性吊运至预定位置，并安装到位。
在相关附件的安装步骤中，作为示例，参照图10，可利用行车(未示出)或悬臂12将操作平台40和相关附件等放置在底座50上。另外，设置操作平台40的目的是为了便于操作人员站在平台上进行偏航系统相关附件的安装。此外，可利用可移动液压升降车11将操作人员从地面运送到操作平台40。
在完成全部相关附件的安装之后，可利用翻转组件使底座50回转为使偏航轴承安装面朝下，以便于卸下底座50。作为示例，可先将吊具预吊在底座50的起吊孔中，然后释放压杆94和压块91，最后通过行车利用吊具将装配好的底座50吊运到预定位置。
另外，可使锁紧销助力油缸6回退并带动锁紧销7退出，并通过液压系统5作用控制横梁4返回到初始高度，以进行下一台底座50的安装。
参照图4，还可通过一台机械臂30交替地对两个翻身装置10上的底座50执行相关附件的安装步骤，以实现双工位操作，提高作业效率和机械臂30的利用率。
作为示例，在邻近一台机械臂30设置两套翻身装置10的情况下，在机械臂30对第一套翻身装置10上的底座进行装配时，使第二套翻身装置10执行相关附件的预安装，待上述两个操作均完成之后，改变两套翻身装置10的操作模式，使机械臂30对第二套翻身装置10上的底座进行装配时，使第一套翻身装置10执行相关附件的预安装。
然而，本发明的实施例不限于上述翻身装置10和机械臂30的配合方式，还可采用多套翻身装置10和多台机械臂30配合的操作方式，实现多工位操作。
综上所述，根据本发明的风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法，可保证装配质量和稳定性，提升产品质量和产能，降低操作难度，提高劳动生产效率。具体地，可以有效减少装配工序人数1～2人，并使装配工时降低50％。
尤其与传统行车吊装形式相比，由于无需采用行车和吊带来执行翻转操作，大大减少了操作过程中可能存在的风险源的数量，并降低了风险源的级别，从而降低了操作中的安全风险。此外，通过使用根据本发明的风力发电机组底座偏航系统装配平台及装配方法，可大大减少车间行车占用时间，间接提高了车间其它工序的装配效率。
另外，通过采用本发明的翻转组件，可实现360度任意角度的翻转，提高了装配灵活性，从而有利于提高装配质量和效率。另外，根据本发明的示例性实施例的翻转组件具有可调节行程的压块91和压杆94，因此可对不同尺寸规格的机组底座偏航系统执行机械化装配操作，从而可提高设备和厂房的利用率。
上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。