用于主轉(zhuǎn)子軸的組裝方法及其安裝工具的制作方法

用于主轉(zhuǎn)子軸的組裝方法及其安裝工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于組裝主轉(zhuǎn)子軸單元的安裝工具及其組裝方法。該安裝工具包括用于支承轉(zhuǎn)子軸的發(fā)電機(jī)端的第一元件，可轉(zhuǎn)動(dòng)的支承板，通過接合連接元件連接至安裝工具的第二元件。轉(zhuǎn)子軸通過安裝至發(fā)電機(jī)端的起重元件由一臺起重機(jī)單元轉(zhuǎn)動(dòng)，然后抬離安裝工具并置于地面上。軸承單元隨后安裝至轉(zhuǎn)子軸外表面。然后轉(zhuǎn)子軸提升至安裝工具上，使得連接元件接合，并且轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)至第一元件上。這提供了一種安裝工具，不需要使用兩臺起重機(jī)單元來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸，并減少了工時(shí)量，組裝轉(zhuǎn)子軸單元的所需工時(shí)多達(dá)6小時(shí)。由于重心位于第一元件和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間，這種安裝工具還為工人提供了一種穩(wěn)定的工具。
【專利說明】用于主轉(zhuǎn)子軸的組裝方法及其安裝工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于組裝風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸單元的安裝工具，其包括:
[0002]-支承支架，其包括至少第一元件和第二元件，該第一元件和第二元件設(shè)為容置并固定風(fēng)力渦輪機(jī)的主轉(zhuǎn)子軸，其中該轉(zhuǎn)子軸具有發(fā)電機(jī)端和轉(zhuǎn)子端，
[0003]-其中當(dāng)該轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中時(shí)，該第一元件朝向該轉(zhuǎn)子軸的發(fā)電機(jī)端放置，并且第一接觸面設(shè)置在該第一元件上，用于接觸該轉(zhuǎn)子軸上的第一外表面的至少一部分。
[0004]本發(fā)明還涉及一種用于組裝風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的主轉(zhuǎn)子軸單元的方法，其中該方法包括以下步驟:
[0005]-使用起重裝置，例如起重機(jī)單元，將具有發(fā)電機(jī)端和轉(zhuǎn)子端的主轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具的第一元件和第二元件上；
[0006]-將該發(fā)電機(jī)端連接至起重裝置，例如通過安裝至該發(fā)電機(jī)端的起重元件來連接，用于相對該轉(zhuǎn)子端轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)子軸。

【背景技術(shù)】
[0007]風(fēng)力渦輪機(jī)及其葉片的尺寸和重量有所增加，這意味著轉(zhuǎn)子輪轂的尺寸和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有所增加，并且主轉(zhuǎn)子軸和機(jī)艙的其他零件的尺寸必須隨風(fēng)力渦輪機(jī)上增加的載荷而變化?，F(xiàn)今，由于主轉(zhuǎn)子軸必須將風(fēng)載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞至機(jī)艙中的傳動(dòng)系統(tǒng)，例如通過齒輪箱傳遞，因此主轉(zhuǎn)子軸成為大型且笨重的結(jié)構(gòu)。這使得在組裝工序期間轉(zhuǎn)子軸難以操作，并通常要求使用兩臺起重機(jī)。
[0008]當(dāng)主轉(zhuǎn)子軸置于垂直位置時(shí)，通常安裝兩個(gè)主軸軸承。當(dāng)軸擱在其支承支架上處于水平位置時(shí)，通常通過將至少一條帶連接至主軸的發(fā)電機(jī)端，并將至少另一條帶連接至轉(zhuǎn)子端，來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸。然后，這些帶連接至起重機(jī)的導(dǎo)線，使得一臺起重機(jī)引導(dǎo)發(fā)電機(jī)端，同時(shí)另一起重機(jī)引導(dǎo)轉(zhuǎn)子端。然后提升主轉(zhuǎn)子軸，并在放置至地面或平臺上之前將其旋轉(zhuǎn)至大致垂直的位置。然后，通過將主軸軸承從發(fā)電機(jī)端引導(dǎo)至軸上，來安裝主軸軸承。使用兩臺起重機(jī)意味著主轉(zhuǎn)子軸不能旋轉(zhuǎn)至相對于地面成直角，當(dāng)轉(zhuǎn)子端與地面形成接觸時(shí)，由于主轉(zhuǎn)子軸的重量會(huì)引起軸搖擺，從而對于工人產(chǎn)生危險(xiǎn)狀況。由于轉(zhuǎn)子端的邊緣先于其端面與地面形成接觸，這還增加了損壞主轉(zhuǎn)軸的風(fēng)險(xiǎn)。使用兩臺起重機(jī)是耗時(shí)的工序，這需要至少兩個(gè)工人操作起重機(jī)。
[0009]這可以通過首先將轉(zhuǎn)子軸放置在一套木制支承支架上來避免。然后移除轉(zhuǎn)子端上的帶，軸被抬離支承元件，這些支承元件稍后會(huì)被移除，然后軸下放到地面上。但是，這些支承元件可能偶然地被推開或移除，從而造成主轉(zhuǎn)子軸失控?fù)u擺，甚至傾翻。主轉(zhuǎn)子軸可置于松散礫石或類似的區(qū)域。小石塊會(huì)堵塞轉(zhuǎn)子端內(nèi)的安裝孔，并且在組裝之后必須清除，這也增加了組裝時(shí)間。
[0010]還可以在主轉(zhuǎn)子軸位于水平位置時(shí)安裝主轉(zhuǎn)子軸承。但是，這是一個(gè)更為復(fù)雜的工序，因?yàn)樵摴ば蛟谳S承沿著軸的長度方向移動(dòng)時(shí)，要求對軸承更精確的導(dǎo)向，特別是主軸軸承。由于主軸軸承必須引導(dǎo)至跨越支承支架的至少一個(gè)接觸表面，以便進(jìn)入軸上的對應(yīng)位置，這種組裝方法產(chǎn)生了一個(gè)顯著的問題。
[0011]發(fā)明目的
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種用于主轉(zhuǎn)子軸的安裝工具，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子軸置于該工具中時(shí)其能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種安裝工具，其在組裝期間提高工人的安全性。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種用于主轉(zhuǎn)子軸單元的組裝方法，可以減少組裝轉(zhuǎn)子軸單元所需的工時(shí)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的可以通過一種安裝工具實(shí)現(xiàn)，其中:
[0016]-支承支架包括裝置，該裝置用于繞第二元件上的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)將轉(zhuǎn)子軸從第一位置轉(zhuǎn)動(dòng)至第二位置，其中轉(zhuǎn)子軸的中心軸沿垂直于支承支架縱向的方向延伸。
[0017]這使得當(dāng)主轉(zhuǎn)子軸仍然置于安裝工具中時(shí)，主轉(zhuǎn)子軸可以轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高位于主轉(zhuǎn)子軸周圍的工人的安全性。安裝工具使得主轉(zhuǎn)子軸可通過一個(gè)工人操作轉(zhuǎn)動(dòng)裝置來轉(zhuǎn)動(dòng)，從而免除了兩臺起重機(jī)和兩名工人來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的需要。這減少了轉(zhuǎn)子軸單元的總組裝時(shí)間，即將軸承及其外殼安裝在軸的外表面上的過程。
[0018]支承支架可以為簡單結(jié)構(gòu)，包括基座單元，可置于地面或其他平面上。第一元件連接至該基座單元，并可設(shè)置為臂，例如Y型臂，從基座單元向外伸出。該臂的自由端可設(shè)置為具有接觸表面的凹部，該凹部的形狀仿照轉(zhuǎn)子軸的外表面的至少一部分。該第一元件還可以設(shè)置為板狀或其他支承結(jié)構(gòu)，其中該凹部設(shè)置在朝向轉(zhuǎn)子軸的自由端。接觸表面可覆蓋軟性可變形材料，例如塑料、編織織物、或另一種填料，以保護(hù)轉(zhuǎn)子軸。兩個(gè)元件之間的高度和距離可適應(yīng)轉(zhuǎn)子軸的尺寸和結(jié)構(gòu)。
[0019]在一實(shí)施例中，支承板，設(shè)為安裝至轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子端，其可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接至第二元件的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，其中支承板包括接觸表面，當(dāng)支承板安裝至轉(zhuǎn)子軸時(shí)，該接觸表面用于接觸轉(zhuǎn)子端上的第三接觸表面。
[0020]支承板使得主轉(zhuǎn)子軸安裝或固定至安裝工具，使得主轉(zhuǎn)子軸在轉(zhuǎn)動(dòng)期間不會(huì)相對于支承支架滑動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。這使得轉(zhuǎn)子軸可使用單個(gè)起重單元轉(zhuǎn)動(dòng)，例如外部起重機(jī)單元或連接至支承支架的起重單元?？尚D(zhuǎn)支承板的使用使得轉(zhuǎn)子軸比起使用兩臺起重機(jī)時(shí)旋轉(zhuǎn)得更快更安全。這使得組裝時(shí)間減少多達(dá)6個(gè)工時(shí)。
[0021]支承板可包括一個(gè)或多個(gè)安裝孔，該安裝孔用于將支承板安裝至轉(zhuǎn)子端內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)安裝孔。緊固工具，例如螺栓、螺母或螺釘，可用于將支承板安裝至轉(zhuǎn)子端。支承板上的安裝孔可與轉(zhuǎn)子端內(nèi)的初級安裝孔對齊，該初級安裝孔用于將轉(zhuǎn)子軸安裝至轉(zhuǎn)子輪轂，或可與轉(zhuǎn)子端內(nèi)設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)次級安裝孔對齊。安裝表面的尺寸和結(jié)構(gòu)可適應(yīng)于轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子端的所需結(jié)構(gòu)。
[0022]在一實(shí)施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中時(shí)，支承支架的重心位于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)和第一元件之間。
[0023]因?yàn)橹匦奈挥诠潭ㄞD(zhuǎn)子軸的兩個(gè)支承元件之間，這允許安裝工具使用其自身重量以防傾翻。由于轉(zhuǎn)子軸不必在提升到地面之前置于一套木制支承元件上，這提高了工人的安全性并為工人提供一種穩(wěn)定的工具。
[0024]在一特定實(shí)施例中，支承板通過位于支承板上的至少一個(gè)第一連接元件可拆卸地連接至第二元件，該第一連接元件設(shè)為與位于第二元件上的至少一個(gè)第二連接元件接合，其中當(dāng)支承板連接至第二元件時(shí)，該第一連接元件設(shè)為相對于該第二連接元件轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]這使得在轉(zhuǎn)子軸使用起重機(jī)單元提升至安裝工具上的位置之前，在組裝工序起始階段支承板被安裝至轉(zhuǎn)子端。支承板可包括至少一個(gè)鉤或環(huán)形式的起重元件，用于將支承板提升出支承支架，并提升至相對于轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)子端的位置。起重元件可設(shè)置在支承板的其中一側(cè)。起重元件優(yōu)選為位于支承板上的平衡點(diǎn)，例如重心上的點(diǎn)，使得支承板從起重機(jī)吊索以大致垂直位置向下懸掛。由于支承支架內(nèi)的安裝孔只需要旋轉(zhuǎn)至最近的相配合的安裝孔，這使得支承支架相對于轉(zhuǎn)子端的對齊簡單快捷。
[0026]在一實(shí)施例中，第二元件包括裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該裝置用于將轉(zhuǎn)子軸相對第二元件鎖定。
[0027]這使得支承板被固定至第二元件，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)期間，連接元件不會(huì)偶然脫離而對工人造成危險(xiǎn)情況。當(dāng)支承板提升離開第二元件時(shí)，鎖定裝置可脫離或移除，并且當(dāng)支承板再次下放到第二元件上時(shí)，鎖定裝置可接合或放置到位。鎖定裝置可設(shè)置為電激活單元，其中傳感器或檢測器在該鎖定裝置中感應(yīng)/檢測支承板何時(shí)提升離開第二元件。然后，來自傳感器/檢測器的信號激活可動(dòng)機(jī)械元件，例如銷，以防止兩個(gè)連接元件相互脫離。在一簡單的實(shí)施例中，鎖定裝置可以為可拆卸的銷或鎖扣，例如包括在自由端的通孔，用于容置鎖定縫。
[0028]第一元件可包括可動(dòng)的子元件，例如夾緊元件，設(shè)為在轉(zhuǎn)子軸上移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以將發(fā)電機(jī)端鎖定在第一元件上。該子元件可通過緊固裝置，例如螺栓、螺母、螺釘、夾鉗、或其他合適的緊固裝置，鎖定在臂上。
[0029]第二元件可設(shè)置為兩條向外延伸的支撐臂或板，其中支承板設(shè)置在兩條支撐臂之間。連接元件可位于該臂的自由端并可設(shè)置為凹部，例如Y型凹部，或者通孔，用于至少部分容置支承板上的配合元件。連接元件可設(shè)置在支承板兩側(cè)的至少其中一側(cè)，并可設(shè)置為從支承板的該側(cè)向外延伸的軸。在一實(shí)施例中，支承元件包括兩條相互對齊的軸，這樣它們形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)子軸能夠圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]在一實(shí)施例中，至少一個(gè)啟動(dòng)器連接至支承支架并包括至少一個(gè)可動(dòng)元件，該可動(dòng)元件具有第四接觸面，用于至少部分接觸轉(zhuǎn)子軸的第五接觸表面，其中該啟動(dòng)器由液壓、電氣或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)。
[0031]轉(zhuǎn)子軸可使用一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)活塞式的啟動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)，該可動(dòng)活塞設(shè)置在支承支架上，其中活塞的自由端可設(shè)為夾緊或至少部分容置轉(zhuǎn)子軸。該活塞可連接至內(nèi)部或外部的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元使用電流、液壓油或壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞。在一實(shí)施例中，起重機(jī)單元用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸，其中一個(gè)或多個(gè)起重裝置可安裝至發(fā)電機(jī)端，然后該發(fā)電機(jī)端連接至起重機(jī)吊索。
[0032]本發(fā)明的目的還可以通過一種組裝方法實(shí)現(xiàn)，其中:
[0033]-轉(zhuǎn)子端連接至第二元件中的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，并且
[0034]-發(fā)電機(jī)端繞該旋轉(zhuǎn)點(diǎn)從第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置，其中轉(zhuǎn)子軸的中心軸沿著垂直于支承支架縱向的方向延伸。
[0035]這提供了一種組裝工序，這種組裝工序不要求在組裝期間使用兩臺起重機(jī)單元來轉(zhuǎn)動(dòng)主轉(zhuǎn)子軸。安裝工具使得，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸置于該工具中時(shí)，允許一名工人轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)子軸，這樣將組裝轉(zhuǎn)子軸單元所需工時(shí)減少多達(dá)6小時(shí)。這還增強(qiáng)了工人的安全性，因?yàn)閹мD(zhuǎn)子軸的安裝工具的重心位于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)和第一元件的位置之間。這提供了一種在轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)期間更穩(wěn)定的工具。
[0036]當(dāng)轉(zhuǎn)子軸放置在安裝工具中時(shí)，一個(gè)或多個(gè)起重元件安裝至發(fā)電機(jī)端內(nèi)對應(yīng)數(shù)目的安裝孔。然后起重元件連接至起重機(jī)單元，并且工人們使用起重機(jī)單元轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸。工人們也可以將轉(zhuǎn)子軸連接至安裝工具中的啟動(dòng)器，并通過伸出啟動(dòng)器的活塞來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸。
[0037]在一實(shí)施例中，支承板安裝至轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子端，其中支承板繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]轉(zhuǎn)子軸可安裝至安裝工具中的支承板，使得轉(zhuǎn)子軸不會(huì)在旋轉(zhuǎn)期間相對于安裝工具滑動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。這增強(qiáng)了工人們的安全性并提供了一種比使用兩臺起重機(jī)單元更簡單快捷的轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸可通過使用兩條或多條連接至起重機(jī)單元的吊索或吊線提升至安裝工具之上的位置。然后，轉(zhuǎn)子端對齊支承元件接觸表面上的安裝孔，并安裝至支承元件。支承板分別通過支承元件和第二板上的一個(gè)或多個(gè)接合連接元件，相對于第二元件旋轉(zhuǎn)。
[0039]在一特定實(shí)施例中，支承板從安裝工具上移除，并在轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中之前安裝至轉(zhuǎn)子端。
[0040]支承板可在轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中之前安裝至轉(zhuǎn)子端。這可以在轉(zhuǎn)子軸仍然位于車床內(nèi)或臨時(shí)支承支架上時(shí)完成。支承支架可使用位于支承板一側(cè)的至少一個(gè)起重元件抬高脫離與第二元件的連接。支承板以平衡狀態(tài)被提升，由于支承板的安裝孔僅需要旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)子端最近的安裝孔，這提供一種更快的安裝至轉(zhuǎn)子端的方式。
[0041]然后，通過將起重機(jī)吊線連接至發(fā)電機(jī)端和轉(zhuǎn)子端內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)安裝孔，例如通過一個(gè)或多個(gè)鉤或登山鉤，轉(zhuǎn)子軸可再次提升至安裝工具上的位置。或者，一條或多條吊索或吊線可繞轉(zhuǎn)子軸設(shè)置，并連接至起重機(jī)單元。
[0042]然后，轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中，使得轉(zhuǎn)子軸在發(fā)電機(jī)端附近接觸第一元件，并且支承板的連接元件與第二元件上的連接元件形成接觸。第二元件上的鎖定裝置可用于防止連接元件在旋轉(zhuǎn)期間斷開連接。
[0043]在一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子軸在轉(zhuǎn)動(dòng)之后被抬離安裝工具，然后置于一表面，例如地面，其中轉(zhuǎn)子軸靠在支承板頂部。
[0044]安裝工具使得轉(zhuǎn)子軸可使用同一臺起重機(jī)單元旋轉(zhuǎn)并提升至地面上。轉(zhuǎn)子軸簡單地被抬離安裝工具并置于地面上。這明顯降低了當(dāng)轉(zhuǎn)子軸與地面形成接觸時(shí)，損壞轉(zhuǎn)子端的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槠鹬貦C(jī)單元可以與轉(zhuǎn)子軸的中心軸對齊。進(jìn)一步，支承板在安裝軸承單元期間充當(dāng)軸的平臺，并當(dāng)轉(zhuǎn)子軸下放到位時(shí)，能夠吸收任何地面的沖擊。
[0045]這也免除了在轉(zhuǎn)子軸下放至地面上之前，將轉(zhuǎn)子軸置于一套木制支承支架上的需要，因?yàn)橹С邪灏惭b至轉(zhuǎn)子端并用作轉(zhuǎn)子軸的平臺。
[0046]在一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)軸承單元從發(fā)電機(jī)端引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子軸上的位置，并安裝至轉(zhuǎn)子軸，然后使用起重裝置再次將轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中。
[0047]將轉(zhuǎn)子軸置于垂直位置使得在轉(zhuǎn)子軸上組裝軸承單元更簡單。軸承單元可通過自身重量將其從發(fā)電機(jī)端引導(dǎo)到位。一個(gè)或多個(gè)密封元件，例如密封圈，可安裝至轉(zhuǎn)子軸的外表面接近轉(zhuǎn)子端的位置。然后，一個(gè)或多個(gè)軸承通過加熱膨脹，然后引導(dǎo)至密封元件上的位置。軸承冷卻意味著它們會(huì)環(huán)繞轉(zhuǎn)子軸外表面形成緊密配合。然后外殼引導(dǎo)至軸承上的位置，然后封閉該外殼。第二軸承單元可以相似的方式安裝至轉(zhuǎn)子軸的外表面接近發(fā)電機(jī)端的位置。該第二軸承單元還可以是轉(zhuǎn)子制動(dòng)單元，例如機(jī)械或電氣制動(dòng)單元。
[0048]安裝軸承單元之后，可以通過將起重機(jī)單元連接至起重元件，再次將轉(zhuǎn)子軸置于安裝工具中。支承板的連接元件與第二元件的配合連接元件形成連接。然后轉(zhuǎn)子軸繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)直至轉(zhuǎn)子軸與第一元件再次形成接觸。然后移除起重機(jī)單元和起重元件，剩余的零件，例如一個(gè)或多個(gè)維修平臺、維修梯和其他零件可最后安裝至轉(zhuǎn)子軸單元。
[0049]安裝工具還可用于將轉(zhuǎn)子軸運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)，這免除了運(yùn)輸支架的需要。轉(zhuǎn)子軸也可在運(yùn)輸期間固定至第一元件，例如通過夾緊元件或一條或多條運(yùn)輸帶固定。然后通過將兩條或多條吊索或吊線連接至轉(zhuǎn)子軸，相當(dāng)于將轉(zhuǎn)軸連接至安裝地的起重機(jī)單元，可以將轉(zhuǎn)子軸提升至機(jī)艙。起重機(jī)吊索還可通過將起重機(jī)吊索連接至轉(zhuǎn)子軸兩端內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)孔，例如通過一個(gè)或多個(gè)鉤或登山鉤，連接至轉(zhuǎn)子軸的兩端。隨后，轉(zhuǎn)子軸單元的軸承外殼的一個(gè)或多個(gè)安裝凸緣置于并安裝至機(jī)艙中的配合安裝凸緣，之后支承板可拆卸并再次吊下至安裝工具上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]本發(fā)明僅通過實(shí)例并參照附圖進(jìn)行描述，其中:
[0051]圖1示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的示范性實(shí)施例；
[0052]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝工具的示范性實(shí)施例；
[0053]圖3示出了第二元件和支承板之間的旋轉(zhuǎn)連接器的放大圖；
[0054]圖4示出了支承板起重元件的示范性實(shí)施例；
[0055]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝方法的第一步；
[0056]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝方法的第二步；
[0057]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝方法的第三步；
[0058]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝方法的第四步；以及
[0059]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝方法的第五步。
[0060]在下文中，將逐一描述附圖，不同的部件和位置在不同的附圖中將標(biāo)以相同的序號。并非所有在特定附圖中示出的部件和位置必須與附圖一同描述。

【具體實(shí)施方式】
[0061]參照列表
[0062]1.風(fēng)力渦輪機(jī)
[0063]2.風(fēng)力渦輪機(jī)塔架
[0064]3.機(jī)艙
[0065]4、5.塔架節(jié)段
[0066]6.轉(zhuǎn)子輪轂
[0067]7.風(fēng)力渦輪機(jī)葉片
[0068]8.地基
[0069]9.地平面
[0070]10.葉根
[0071]11.尖端
[0072]12.安裝工具
[0073]13.支承支架
[0074]14.主轉(zhuǎn)子軸
[0075]15.基座單元
[0076]16.第一元件
[0077]17.第一元件上的接觸表面
[0078]18.轉(zhuǎn)子軸上的接觸表面
[0079]19.第二元件
[0080]20、21.支撐臂
[0081]22.支承板
[0082]23.旋轉(zhuǎn)連接器
[0083]23a>23b.連接元件
[0084]24.支承板上的第一接觸面
[0085]25.轉(zhuǎn)子軸上的接觸表面
[0086]26.支承板上的安裝孔
[0087]27.轉(zhuǎn)子軸上的安裝孔
[0088]28.支承板上的第二接觸面
[0089]29.支撐臂的自由端
[0090]30、31.支承板的側(cè)面
[0091]32.第一連接元件上的接觸表面
[0092]33.第二連接元件上的接觸表面
[0093]34.凸緣
[0094]35.可拆卸銷
[0095]36.通孔
[0096]37.通孔
[0097]38.起重元件
[0098]39.支承板的側(cè)面
[0099]40.起重機(jī)單元
[0100]41.起重機(jī)吊索
[0101]42.發(fā)電機(jī)端
[0102]43.轉(zhuǎn)子端
[0103]44.轉(zhuǎn)子端的外表面
[0104]45.轉(zhuǎn)子軸的接觸表面
[0105]46.第一軸承單元
[0106]47.轉(zhuǎn)子軸的接觸表面
[0107]48.第二軸承單元
[0108]49.初級安裝孔
[0109]50、51.孔
[0110]52.起重元件
[0111]53.帶、吊繩
[0112]54.維修梯
[0113]55.維修平臺
[0114]56.安裝法蘭
[0115]圖1示出了具有風(fēng)力渦輪機(jī)塔架2和機(jī)艙3的風(fēng)力渦輪機(jī)I的示范性實(shí)施例，該機(jī)艙3安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)塔架2的頂部。風(fēng)力渦輪機(jī)塔架2可包括兩個(gè)或多個(gè)安裝在彼此頂部的塔架節(jié)段4、5?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子輪轂6可通過轉(zhuǎn)子軸(圖未示出)安裝至機(jī)艙3。兩塊或多塊風(fēng)力渦輪機(jī)葉片7可安裝至轉(zhuǎn)子輪轂6，從轉(zhuǎn)子輪轂6的中心向外伸出。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片7可通過至少一個(gè)變槳距系統(tǒng)(圖未示出)連接至轉(zhuǎn)子輪轂6，該變槳距系統(tǒng)設(shè)為相對于葉片7的長度調(diào)節(jié)葉片7或其一部分至一槳距角。風(fēng)力渦輪機(jī)塔架2可安裝在從地平面9凸起的地基8上。
[0116]風(fēng)力渦輪機(jī)葉片7可包括安裝至轉(zhuǎn)子輪轂6的葉根10以及設(shè)置在葉片7自由端的尖端11。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片7可具有沿葉片7長度的氣動(dòng)外形。
[0117]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝工具12的示范性實(shí)施例。安裝工具12可包括支承支架13，設(shè)為容置并固定主轉(zhuǎn)子軸14，該主轉(zhuǎn)子軸14設(shè)計(jì)為安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)I中。支承支架13可包括基座單元15，設(shè)為置于地面或其他平面例如平臺上?；鶈卧?5可包括接觸表面,用于接觸地面上的接觸表面。
[0118]至少一個(gè)第一元件16可連接至基座單元15，并從基座單元15向外伸出，例如以垂直于基座單元15縱向的方向。第一元件16可設(shè)置為臂，該臂具有背離基座單元15的自由端。第一元件16可包括位于自由端的接觸表面17，用于接觸轉(zhuǎn)子軸14上的接觸表面18的至少一部分。該臂16的自由端可形成凹部，轉(zhuǎn)子軸14可置于該凹部中。
[0119]至少一個(gè)第二元件19可連接至基座單元15，并從基座單元15向外伸出，例如以垂直于基座單元15縱向的方向。如圖2所示，第二元件19可設(shè)置在基座單元15上第一元件16的相反端。第二元件19可設(shè)置為兩條支撐臂20、21，從基座單元15向外伸出，例如以垂直于基座單元15縱向的方向。支撐臂20、21可在它們的自由端處設(shè)為形成旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，可旋轉(zhuǎn)的支承板22可繞該點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。各個(gè)元件16、19的高度和兩個(gè)元件16、19之間的距離可適配于轉(zhuǎn)子軸14的尺寸和結(jié)構(gòu)。
[0120]支承板22可設(shè)置在支撐臂20、21之間，并可通過旋轉(zhuǎn)連接器23連接至各個(gè)臂20、
21。支承板22可設(shè)置為安裝板，用于安裝至轉(zhuǎn)子軸14。支承板22可包括第一接觸表面24，用于接觸轉(zhuǎn)子軸14上的接觸表面25。接觸表面24可包括一個(gè)或多個(gè)安裝孔26，用于將支承板22通過緊固裝置，例如螺栓、螺母、或螺釘，安裝至轉(zhuǎn)子軸14上的一個(gè)或多個(gè)配合安裝孔27。在一實(shí)施例中，至少三個(gè)安裝孔26設(shè)置在接觸表面24，圖2示出了八個(gè)孔。第二接觸表面28可設(shè)置在支承板22的相反側(cè),用于接觸地表面。支承板22的尺寸和結(jié)構(gòu)以及接觸表面24可適配于轉(zhuǎn)子軸14的所需結(jié)構(gòu)。
[0121]圖3示出了圖2所示的旋轉(zhuǎn)連接器23的放大圖。支承板22可通過第一連接元件23a，可拆卸地連接至兩個(gè)第二元件19中的各個(gè)第二元件，該第一連接元件23a設(shè)為接合第二連接元件23b。第一連接元件23a可位于支撐臂20、21的自由端29，第二連接元件23b可位于支承板22的側(cè)面30、31。第一連接元件23a可設(shè)置為凹部，該凹部設(shè)為容置并固定第二連接元件23b。第二連接元件23b可設(shè)置為從側(cè)面30、31向外伸出的軸。第一連接元件23a可包括接觸表面32，其形狀仿照第二連接元件23b上的接觸表面33的至少一部分。連接元件23a、23b可彼此對齊，這樣它們形成共同旋轉(zhuǎn)軸，支承板22可圍繞該共同旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0122]第一連接元件23a可包括至少一個(gè)向外延伸的凸緣34，圖3示出了兩個(gè)凸緣，用于引導(dǎo)第二連接元件23b到位。這些凸緣34可相對于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)或相對于彼此成某一角度放置，例如銳角。如圖3所示，這些凸緣34相對于彼此成O度至90度之間的一個(gè)角度放置。這使得支承板22可被引導(dǎo)至第二支承元件19上的位置。
[0123]可拆卸銷35式的鎖定裝置，例如鎖定銷，可設(shè)置在凸緣34的自由端。兩個(gè)凸緣34可包括通孔36，用于容置該銷35。銷35可包括通孔37，用于容置可拆卸的鎖定縫(圖未示出)。該鎖定縫可連接至銷35或成為銷35的部分。這使得支承板22可在旋轉(zhuǎn)期間固定至第二元件19。
[0124]圖4示出了連接至支承板22的起重元件38的示范性實(shí)施例。起重元件38可設(shè)置在支承板22上的第三側(cè)面39,例如在凸緣39a上。起重元件38可設(shè)置為環(huán),用于通過起重機(jī)單元40提升支承板22，與第二元件19接合和脫離。起重元件38可位于支承板22的平衡點(diǎn)，例如重心上的點(diǎn)，使得支承板22可從起重機(jī)吊索41以大致垂直的方式向下懸掛。
[0125]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明用于組裝轉(zhuǎn)子軸單元的組裝方法的第一步。轉(zhuǎn)子軸14可包括發(fā)電機(jī)端42，其通過至少一個(gè)外表面44連接至轉(zhuǎn)子端43。轉(zhuǎn)子軸14可包括第一接觸表面45，用于接觸第一軸承單元46，以及第二接觸表面47，用于接觸第二軸承單元48。
[0126]在轉(zhuǎn)子軸14置于安裝工具12的支承支架13之前，起重機(jī)吊索41可連接至起重元件38，支承板22被提升與第二元件19脫離連接。然后，支承板22可相對于轉(zhuǎn)子軸14放置，使得支承板22上的接觸面24可對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子端43的接觸面25。然后，支承板22可通過安裝孔26、27安裝至轉(zhuǎn)子端43。安裝孔27可設(shè)置在轉(zhuǎn)子端43的初級安裝孔49之間，或相對于初級安裝孔49偏移設(shè)置，如圖5所示。
[0127]然后，通過將起重機(jī)吊索41連接至發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)子端42、43的一個(gè)或多個(gè)孔50、51，例如一個(gè)或多個(gè)鉤或登山鉤連接，轉(zhuǎn)子軸14被提升至安裝工具12上的位置。如圖5所示，接觸面18可位于朝向發(fā)電機(jī)端42，例如在發(fā)電機(jī)端42和第二接觸面47之間。轉(zhuǎn)子軸14可下放到位，使得轉(zhuǎn)子軸14接觸到第一元件16，支承板22的連接元件23b與第二元件19上的連接元件23a形成連接。
[0128]圖6示出了組裝方法的第二步，其中轉(zhuǎn)子軸14相對于支承支架13旋轉(zhuǎn)至第二位置。
[0129]在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸14之前，一個(gè)或多個(gè)可拆卸的起重元件52可安裝至發(fā)電機(jī)端42中的一個(gè)或多個(gè)孔51，例如安裝孔。如圖6所示，三個(gè)起重元件52可安裝至發(fā)電機(jī)端42。起重元件52可包括一個(gè)眼，起重機(jī)吊索41例如通過一條或多條帶或吊索53連接至該眼。支承板22可通過將銷35鎖定在凸緣34上的位置，固定至第二元件19。然后，起重機(jī)單元40可用于圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)將轉(zhuǎn)子軸14和支承板22，從如圖5所示的第一位置轉(zhuǎn)動(dòng)至如圖6所示的第二位置，其中轉(zhuǎn)子軸14的中心軸可沿垂直于支承支架13縱向的方向延伸。
[0130]如圖6所示，可設(shè)置安裝工具12，使得支承支架13和轉(zhuǎn)子軸14的重心在旋轉(zhuǎn)期間持續(xù)位于由連接器23確定的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)與第一元件16的接觸面17之間。這提供了一種穩(wěn)定的安裝工具12，并增強(qiáng)了工人通過起重機(jī)單元40轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸14的安全性。
[0131]圖7示出了組裝方法的第三步，其中轉(zhuǎn)子軸14置于地面或另一平面上(圖未示出)。
[0132]在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸14之后，可提升該轉(zhuǎn)子軸14，使得支承板22上的連接元件23b與第二元件19上的連接元件23a解除連接。鎖定銷35可在提升轉(zhuǎn)子軸14之前從凸緣34上移除。然后，轉(zhuǎn)子軸14可置于地面上，使得接觸面28與地表面形成接觸。然后，起重機(jī)單元40可從起重元件52脫離。這使得轉(zhuǎn)子軸14靠在支承板22上。
[0133]然后，第一軸承單元46可安裝至接觸表面45，該接觸表面45位于靠近轉(zhuǎn)子軸14的轉(zhuǎn)子端43。軸承單元46可包括外殼，其中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)不同的零件，例如一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)密封元件、一個(gè)或兩個(gè)軸承(回轉(zhuǎn)軸承(SRBs )、圓錐軸承(TRBs )或圓柱滾子軸承(CRBs))、一個(gè)或兩個(gè)外密封元件、或其他相關(guān)零件。軸承和/或密封元件可在使用起重機(jī)單元40通過發(fā)電機(jī)端42下放到轉(zhuǎn)子軸14上并到達(dá)其位置之前，將它們加熱至預(yù)設(shè)溫度。軸承單元46的零件及其安裝是眾所周知的，在此不另外詳細(xì)描述。
[0134]圖8示出了組裝方法的第四步，其中第二軸承單元48安裝在轉(zhuǎn)子軸14上。
[0135]然后，第二軸承單元48可安裝至接觸表面47，該接觸表面47位于靠近轉(zhuǎn)子軸14的發(fā)電機(jī)端42。軸承單元48可包括外殼，其中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)不同的零件，例如一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)密封元件、一個(gè)或兩個(gè)軸承(回轉(zhuǎn)軸承(S RB s )、圓錐軸承(T RB s )或圓柱滾子軸承(CRBs))、一個(gè)或兩個(gè)外密封元件、或其他相關(guān)零件。軸承和/或密封元件可在使用起重機(jī)單元40通過發(fā)電機(jī)端42下放到轉(zhuǎn)子軸14上并到達(dá)其位置之前，將它們加熱至預(yù)設(shè)溫度。軸承單元48的零件及其安裝是眾所周知的，在此不另外詳細(xì)描述。
[0136]圖9示出了組裝方法的第五步，其中轉(zhuǎn)子軸單元置于安裝工具12的支承支架13上。
[0137]安裝軸承單元46、48之后，轉(zhuǎn)子軸單元隨后可被提升至安裝工具12上，以用于最終組裝。起重機(jī)單元40可再次連接至起重元件52,例如通過一條或多條帶或吊索連接。隨后可使用起重機(jī)單元40提升轉(zhuǎn)子軸單元并相對于第二元件19放置。該轉(zhuǎn)子軸單元可下放到位，使得連接元件23a、23b再次形成連接。鎖定銷35隨后可安裝至凸緣34，轉(zhuǎn)子軸單元可相對于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)以相反方向旋轉(zhuǎn)。最后，轉(zhuǎn)子軸14與第一元件16形成接觸之后，起重機(jī)單元40可脫離起重元件52。也可以卸下起重元件52。
[0138]轉(zhuǎn)子軸單元的剩余零件隨后可安裝至轉(zhuǎn)子軸14和軸承單元46、48。一個(gè)或多個(gè)維修梯54、維修平臺55和其他部件可安裝至其上，以完成轉(zhuǎn)子軸的組裝。
[0139]在一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子軸14可牢固地連接至第一元件16，用于運(yùn)輸已組裝的轉(zhuǎn)子軸單元。在安裝地點(diǎn)，可移除第一元件16和鎖定銷35的緊固裝置，然后轉(zhuǎn)子軸單元可使用另一起重機(jī)單元提升至機(jī)艙3中的位置。通過將安裝法蘭56與位于機(jī)艙3內(nèi)的配合安裝法蘭形成接觸，發(fā)電機(jī)端和轉(zhuǎn)子端42、43可連接至機(jī)艙。然后，支承板22可卸下并再次下放到安裝工具12上的位置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于組裝風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸單元的安裝工具，其包括: -支承支架(13)，其包括至少第一元件(16)和第二元件(19)，所述第一元件(16)和第二元件(19)設(shè)為容置并固定風(fēng)力渦輪機(jī)(I)的主轉(zhuǎn)子軸(14)，其中所述轉(zhuǎn)子軸(14)具有發(fā)電機(jī)端(42)和轉(zhuǎn)子端(43)， -其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子軸(14)置于安裝工具(12)中時(shí)，所述第一元件(16)朝向所述轉(zhuǎn)子軸(14)的發(fā)電機(jī)端(42)放置，并且第一接觸面(17)設(shè)置在所述第一元件(16)上，用于接觸所述轉(zhuǎn)子軸上的第一外表面(18)的至少一部分， 其特征在于 -所述支承支架(13)包括裝置，所述裝置用于繞第二元件(19)上的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)將轉(zhuǎn)子軸(14)從第一位置轉(zhuǎn)動(dòng)至第二位置，其中轉(zhuǎn)子軸(14)的中心軸沿垂直于支承支架(13)縱向的方向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝工具，其特征在于，支承板(22)，設(shè)為安裝至轉(zhuǎn)子軸(14)的轉(zhuǎn)子端(43)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接至第二元件(19 )的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，其中所述支承板(22)包括接觸表面(24)，當(dāng)所述支承板(22)安裝至轉(zhuǎn)子軸(14)時(shí)，所述接觸表面(24)用于接觸轉(zhuǎn)子端(43 )上的第三接觸表面(25 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝工具，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸(14)置于安裝工具(12)中時(shí)，所述支承支架(13)的重心位于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)和第一元件(16)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的安裝工具，其特征在于，所述支承板(22)通過位于支承板(22)上的至少一個(gè)第一連接元件(23b)可拆卸地連接至第二元件(19)，所述第一連接元件(23b)設(shè)為與位于第二元件(19)上的至少一個(gè)第二連接元件(23a)接合，其中當(dāng)支承板(22)連接至第二元件(19)時(shí)，所述第一連接元件(23b)設(shè)為相對于所述第二連接元件(23a)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝工具，其特征在于，所述第二元件(19)包括裝置(35)，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸(14)繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述裝置(35)用于將轉(zhuǎn)子軸(14)相對于第二元件(19)鎖定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝工具，其特征在于，至少一個(gè)啟動(dòng)器連接至支承支架(13)并包括至少一個(gè)可動(dòng)元件，所述可動(dòng)元件具有第四接觸面，用于至少部分地接觸轉(zhuǎn)子軸(14)的第五接觸表面，其中所述啟動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝工具，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元為液壓驅(qū)動(dòng)單元、電氣驅(qū)動(dòng)單元或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。
8.一種用于組裝風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的主轉(zhuǎn)子軸單元的方法，其中所述方法包括以下步驟: -使用起重裝置(40)，例如起重機(jī)單元，根據(jù)權(quán)利要求1所述將具有發(fā)電機(jī)端(42)和轉(zhuǎn)子端(43)的主轉(zhuǎn)子軸(14)置于安裝工具(12)的第一元件(16)和第二元件(19)上； -將所述發(fā)電機(jī)端(42 )連接至起重裝置(40 )，例如通過安裝至所述發(fā)電機(jī)端(42 )的起重元件(52 )來連接，用于相對所述轉(zhuǎn)子端(43 )轉(zhuǎn)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸(14 )， 其特征在于 -所述轉(zhuǎn)子端(43)連接至第二元件(19)中的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，以及 -所述發(fā)電機(jī)端(42)繞所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)從第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置，其中轉(zhuǎn)子軸(14)的中心軸沿著垂直于支承支架(13)縱向的方向延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，支承板(22)安裝至轉(zhuǎn)子軸(14)的轉(zhuǎn)子端(43 )，其中所述支承板(22 )繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述支承板(22)從安裝工具(12)上移除，并在轉(zhuǎn)子軸(14)置于安裝工具(12)中之前安裝至轉(zhuǎn)子端(43)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸(14)在轉(zhuǎn)動(dòng)之后被抬離安裝工具(12)，然后置于一表面，其中轉(zhuǎn)子軸(14)靠在支承板(22)頂部。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)軸承單元(46、48)從發(fā)電機(jī)端(42)引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子軸(14)上的位置，并安裝至轉(zhuǎn)子軸(14)，然后使用起重裝置(40)再次將轉(zhuǎn)子軸(14)置于安裝工具(12)中。
【文檔編號】F03D11/04GK104234931SQ201410149250
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
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