用于吊装叶轮的吊具以及叶轮的吊装方法与流程

本发明涉及一种用于吊装叶轮的吊具以及叶轮的吊装方法，具体地讲，涉及一种用于吊装风力发电机的叶轮的吊具以及使用该吊具吊装叶轮的方法。

背景技术：

直驱型风力发电机组主要由叶片、叶轮、发电机、机舱等组成。目前直驱型风力发电机组吊装多采用分体式吊装，即将叶片、叶轮、发电机、机舱分别运输到直驱型风力发电机组的吊装现场。直驱型风力发电机组的吊装顺序大体为：(1)吊装机舱，将机舱与塔筒相连接；(2)吊装发电机，将发电机与机舱相连接；(3)组装叶片-叶轮，将三支叶片分别与叶轮法兰连接；(4)用两根吊带兜住两支叶片起吊叶片-叶轮组装体并使其与发电机相连接。这种分体式吊装要求吊装场地大，并且各组件单独吊装时间长。

而对于海上型机组的吊装，由于受船甲板或船上平台的限制，要求吊装场地尽可能小，受海况影响要求吊装周期尽可能的短。因此，分体式吊装不适于海上型风机吊装作业。海上型风机最佳的吊装方式是采用整体式吊装，即将机舱、发电机、叶轮在机组总装车间或堆场提前组装，运输至项目现场整体吊装。这就需要在总装车间翻转叶轮从而与发电机连接。

现有技术中用于翻转和吊装叶轮的吊具主要包括T型吊具和剪刀型吊具。T型吊具整体呈T字形，其横梁固定在轮毂人孔处的内部，与横梁垂直安装的竖梁的一端连接到该横梁，其另一端在吊装时连接到起重机。这种吊具由于横梁需要安装在轮毂人孔的内侧，因此在安装时需要先将横梁安装到人孔处，然后再将竖梁安装到横梁，从而导致安装步骤复杂，并且横梁部分通常结构复杂，不适于吊装大兆瓦机组叶轮(重量约一百吨左右)。此外，在完成叶轮的吊装和翻转后，吊具拆卸困难，操作不当极易与导流罩干涉，造成风力发电机组部件的损坏。而剪刀型吊具整体类似剪刀的形状，剪刀型的前端支撑部分通过与变桨轴承孔相连而连接到叶轮的变桨轴承，并且前端部分具有与变桨轴承孔相对应的圆弧形的夹口。然而，由于大兆瓦机组变桨轴承连接孔回转中心圆直径一般在3000mm以上，因此，剪刀型吊具的整体结构就会非常庞大，制造成本昂贵。此外，这种吊具部件繁多，结构复杂，不易维护。

技术实现要素：

本发明提供一种用于叶轮的吊具以及叶轮的吊装方法，以解决现有技术中吊具部件多、体积大、结构复杂、不易维护且成本高等问题。

根据本发明的一方面，提供一种用于吊装叶轮的吊具，所述吊具可包括：法兰对接板，形成有与叶轮轮毂的螺纹孔相对应的连接孔；主体部，从所述法兰对接板向上延伸预定长度；吊装连接件，形成在主体部的与法兰对接板相对的端部，用于在吊装叶轮时连接吊带；吊环，设置在所述主体部的外侧。

所述吊具还可包括形成在所述吊装连接件和所述主体部之间的盘板。

所述吊环可设置在与所述吊具的重心对应的位置。

所述法兰对接板可呈平板形式的圆环状，所述主体部从法兰对接板的内侧向上延伸。

所述法兰对接板可包括多个缺口，使得法兰对接板呈缺口状的圆环状。

所述主体部可呈锥筒状，并且主体部的大圆端面可形成有所述法兰对接板，主体部的小圆端面可形成有所述吊装连接件。

所述吊具还可包括焊接到吊装连接件和盘板上的增强板，以提高吊装连接件的强度。

所述吊环可拆卸地连接到主体部，或者可通过焊接固定地形成在主体部上。

根据本发明的另一方面，提供一种利用如上所述的吊具吊装叶轮的方法，所述方法可包括：将主吊车的吊带连接到吊具的吊装连接件；将吊具的法兰对接板连接到叶轮的轮毂人孔处的螺纹孔；将辅助吊车的吊带连接在叶轮轮毂的吊耳上；起吊叶轮；当主吊车将叶轮吊起预定高度且确定叶轮的翻转不会使导流罩与地面干涉时，主吊车停止起吊；辅助吊车开始起吊，带动叶轮翻身，直到主吊车不再承受叶轮的重量。

所述方法还可包括：在安装好叶轮后，使吊带与吊装连接件分离，并将吊带连接到吊具的吊环，将吊具移出叶轮的导流罩。

根据本发明的示例性实施例，在大重量的风力发电机组的叶轮的翻转作业中，实现了所使用的吊具结构的小型化和简单化，并降低了制造成本。

根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具无需在叶轮轮毂的人孔处设计吊耳结构，简化了轮毂结构，减轻了轮毂重量，降低了轮毂的制造难度。

根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具既可以应用于叶轮的翻转作业，也可以用于叶轮的平移作业，实现了吊具进行多种作业的通用化。

此外，根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具在作业过程中不会与风力发电机组件产生干涉，并且能够实现方便地安装和拆卸。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具的主视图；

图2是示出根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具的立体图；

图3是示出在使用根据实施例的吊具起吊叶轮时的示意图；

图4是示出在使用根据实施例的吊具翻转叶轮过程中的示意图；

图5是叶轮完成翻转后的示意图；

图6是图5中的A部分的放大图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图1是示出根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具的主视图；图2是示出根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具的立体图。下面将参照图1和图2描述根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具的结构。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的吊具10包括法兰对接板1、吊装连接件2以及主体部3，将法兰对接板1和吊装连接件2分别形成在主体部3的两端。在利用吊具10对叶轮进行吊装时，吊具10的法兰对接板1结合到叶轮轮毂11(参见图3和图4)的人孔处，吊装连接件2将吊具10连接到主吊车(未示出)的吊带8。

法兰对接板1上设置有与叶轮轮毂11的人孔处所开设的螺纹孔相对应的连接孔(未示出)。具体地，法兰对接板1呈平板形式的圆环形状且圆环中部的孔与轮毂的人孔相对应，所述连接孔贯穿该圆环状的法兰对接板1。

此外，为节省材料，减轻吊具的重量且安装方便，法兰对接板1可形成为不连续的圆环形状。例如，如图1和图2所示，法兰对接板1形成有具有预定间隔的三个缺口，从而将法兰对接板1分为三个形状相同的对接子板。

然而，对接子板的数量不限于此，可根据需要设置其他数量的对接子板。法兰对接板1的形状也不受具体限制，只要其能够将吊具10与轮毂11人孔处的螺纹孔连接即可。

此外，当吊具10结合到轮毂11时，结合到主体部3的吊装连接件2应位于导流罩12的外侧，以使主体部3在叶轮的起吊和翻转过程中承受叶轮产生的重力和弯矩且主吊车的吊带8不会与导流罩12发生干涉，因此主体部3应具有预定长度来实现上述功能。

根据本发明的实施例，主体部3呈具有预定长度的锥筒形状。如图2所示，锥筒的小圆端面和大圆端面分别形成有吊装连接件2和法兰对接板1。具体地讲，锥筒的大圆端面形成在法兰对接板1的圆环面的内侧。即，法兰对接板1上的连接孔位于锥筒形的主体部3的外侧，以便于实现法兰对接板1与人孔处设置的螺纹孔的连接。

此外，在法兰对接板1形成为具有如图1所示的三个缺口的情况下，主体部3的大圆端面侧在与缺口相对应的位置处可形成相应的三个切除槽3a，从而节省材料并减轻吊具10的整体重量。即，切除槽3a的数量可与缺口的数量和位置相对应。

然而，主体部3的形状不限于此，例如，为平衡和调节吊具10的整体重量，可调整切除槽3a的形状和大小，必要时也可不形成切除槽。或者，除形成与法兰对接板1的缺口相对应的切除槽外，还可在主体部3的其他部位上形成被切除的部分。可选地，在法兰对接板1不形成缺口的情况下，主体部3也可形成切除槽3a。

另外，主体部3不限于锥筒形状，能够将吊装连接件2连接到法兰对接板1并承受叶轮在起吊和翻转过程中产生的重力和弯矩的任何形状都是可行的。

为了平衡吊具10的重量并且为了便于吊装连接件2与主体部3的结合，可在吊装连接件2与主体部3的小圆端面之间设置盘板5。优选地，盘板5呈圆形的板状，吊装连接件2与主体部3分别(例如，通过焊接)形成在盘板5的相对的两个表面。然而，盘板5的形状不限于此，而是可根据需求设置成任何形状，例如，盘板5可被设置为正方形或多边形。

吊具10通过吊装连接件2连接到主吊车的吊带8，因此，在吊装连接件2上形成有通孔(未示出)，连接件7穿过该通孔将吊具10与主吊车的吊带8彼此连接。优选地，根据本发明的实施例的连接件7为卸扣。然而，本发明的实施例的连接件7不限于此，只要能够可拆卸地将吊具10的吊装连接件2连接到主吊车的吊带8并能够承受吊具10的重量即可。

为了提高吊装连接件2的强度，吊装连接件2侧部可形成有增强板6，增强板6可同时焊接在吊装连接件2和盘板5上。在这种情况下，增强板6上形成有与吊装连接件2对应的通孔，从而使卸扣7可同时穿过吊装连接件2和增强板6来实现吊具10与主吊车之间的连接。

根据本发明的实施例的吊装连接件2优选为吊耳板。然而，吊装连接件2不限于吊耳板，在吊装重量较低的叶轮时，吊装连接件2及增强板6可使用吊环螺钉替代。

吊具10还包括设置在主体部3上的吊环4。吊环4用于在完成叶轮的吊装和翻转后，将吊具10移出导流罩12。具体地讲，在完成叶轮的吊装或翻转后，将吊带8从吊装连接件2上拆卸下来并连接到吊环4，从而将吊具10移出导流罩12。为了在将吊具10移出导流罩12时确保吊具10能够保持平衡不会发生翻转，吊环4设置在与吊具10的重心对应的位置，即图2所示状态下与吊具10的重心处于同一水平面上的位置，并且在安装吊具10时确保在完成叶轮的翻转后，吊环4位于主体部3的正上方(即图6中所示的位置)。

可以在确定吊具10的重心后将吊环4焊接到主体部3上。然而，为了防止设计时出现失误，吊环4也可以可拆卸地结合到主体部3，例如，可通过螺钉、螺栓或卡扣等实现吊环4的可拆卸的连接。这样，当发现吊环4并未位于与吊具10的重心对应的位置时，可随时更换吊环4的位置。

如上所述的盘板5的尺寸和重量可用于调节吊环4的位置(即，吊具10的重心的位置)。具体地讲，如果盘板5的重量增大，则吊环4的位置朝向盘板5的方向移动，如果盘板5的重量减小，则吊环4的位置朝向法兰对接板1的方向移动。因此，通过调节盘板5的重量，能够设置合适的吊点位置。其中，所述合适的吊点位置为：在叶轮完成翻转后，吊具10与叶轮脱离时，与吊环4相连的吊带8以及吊具10不与导流罩12发生干涉的位置。盘板5的形状不受具体限制，只要盘板5能够实现吊装连接件2与主体部3之间的结合固定并将吊具10的重心调整到合适的吊点位置即可。简单而言，吊环4用于吊起呈横卧状态的吊具10。

根据本发明的示例性实施例的吊具10的法兰对接板1通过螺栓9结合到人孔处的螺纹孔，从而将吊具10连接到叶轮。法兰对接板1上的连接孔也可以是能够实现螺纹连接的螺纹孔，也可以是不存在螺纹的通孔并仅通过人孔处的螺纹孔进行连接。

根据本发明的实施例的用于吊装叶轮的吊具10在吊装时连接到人孔处螺栓孔，因此，吊具10的外形尺寸较小，并且其所有结构组成部件可通过焊接成为一体，结构简单，安全可靠并易于维护。

图3是示出在使用根据实施例的吊具起吊叶轮时的示意图；图4是示出在使用根据实施例的吊具翻转叶轮过程中的示意图；图5是叶轮完成翻转后的示意图；图6是图5中的A部分的放大图。下面将参照图3-图6描述利用根据本发明的示例性实施例的吊具10来吊装和翻转叶轮方法。

首先，通过连接件7将主吊车的吊带8连接到吊具10的吊装连接件2。并将辅助吊车的吊带13连接在叶轮轮毂11的吊耳(未标注)上。

然后，通过螺栓9将吊具10的法兰对接板1与轮毂11的人孔处的螺栓孔连接，从而实现主吊车与叶轮之间的连接。

接下来，主吊车通过吊带8起吊叶轮，辅助吊车随吊，不承受叶轮的重量。

当主吊车将叶轮吊起预定高度且确定叶轮的翻转不会使导流罩12与地面干涉时，主吊车停止起吊并保持。

然后，如图4所示，辅助吊车开始起吊，带动叶轮围绕连接件7(如图4中所示的旋转中心C)旋转翻身。在此过程中，辅助吊车的承重逐渐加大，主吊车的承重逐渐减小。当仅辅助吊车承受叶轮重量时，叶轮完成翻转(如图5和图6所示)。

接下来，将翻转后的叶轮与发电机连接。在叶轮和发电机连接完毕后，需要拆卸用于吊装叶轮的吊具10。

在拆卸吊具10时，首先通过拆除连接件7解除吊带8与吊装连接件2之间的连接，然后将吊带8连接到吊环4。如图5和图6所示，由于吊环4位于导流罩12的外侧，因此，当吊带8与吊环4连接后不会与导流罩12干涉。

然后，拆卸吊具10的法兰对接板1与人孔处的螺纹孔之间的螺栓9，从而使吊具10与叶轮分离，此时吊带8承受吊具10的重量，将吊具10移出导流罩10。由于吊环4位于吊具10的重心位置，因此在起吊吊具10时，吊具10不会发生偏转，在移出导流罩12的过程中也不会与导流罩12发生干涉，从而不会损坏风力发电机组的部件。

此外，需要注意的是，虽然上面描述了叶轮翻转的过程，然而，如果无需翻转叶轮而仅进行叶轮的平移运转作业，则可仅通过主吊车的吊带8连接到根据本发明的实施例的吊具10来实现。也就是说，可以省略连接辅助吊车的步骤。

根据本发明的示例性实施例，在大重量的风力发电机组的叶轮的翻转作业中，实现了所使用的吊具结构的小型化和简单化，并降低了制造成本。

根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具无需在叶轮轮毂的人孔处设计吊耳结构，简化了轮毂结构，减轻了轮毂重量，降低了轮毂的制造难度。

根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具既可以应用于叶轮的翻转作业，也可以用于叶轮的平移作业，实现了吊具进行多种作业的通用化。

此外，根据本发明的示例性实施例的用于吊装叶轮的吊具在作业过程中不会与风力发电机组件产生干涉，并且能够实现方便地安装和拆卸。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，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。