專利名稱：海上風力發電機葉輪吊裝機具的制作方法
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〔0008〕 前述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其中彈簧鎖緊組件2主要包括鎖銷21、套 筒22、螺桿23、彈簧24、螺母25、筒端擋板26、開槽螺母27和開口銷28 ；套筒22 —端設有 法蘭環，另一端設有筒端擋板26，其軸向設有對稱的兩個滑槽221 ；該螺桿23穿設在套筒 22內部且兩端分別伸出套筒22外部，螺桿23中部套設彈簧24和螺母25，該螺桿23伸出 套筒22筒端擋板26外部的一端擰設開槽螺母27，該開槽螺母27由起到防滑功能的開口 銷28鎖死，使筒端擋板26與套筒22固定，該螺桿23伸出套筒22設有法蘭環的一端套設 鎖銷21，該鎖銷21穿設在兩塊連接板17、17’的鎖銷孔19和板形體的鎖銷孔中，使套筒22 法蘭環與擺臂組件1的一塊連接板螺接；該鎖銷21和螺母25上分別設有凸出的手柄211、 251，該手柄211、251分別穿設在滑槽外部。
〔0009〕 前述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其中擺臂回轉組件3包括底端液壓缸31、 銷軸32、兩個連桿33和33’、滑槽34、滑動接頭35以及延長桿36 ；該滑槽34為斷面呈口 字去掉上面一橫形的槽體，該槽體兩側壁上分別設有滑動孔341、341’ ；兩個連桿33、33’分 別位于滑槽34兩側壁的外側，該兩個連桿33、33’的一端分別與滑動接頭35連接，且兩個 連桿33、33’的另一端分別通過銷軸32與擺臂12上部板形體連接，使擺臂12繞銷軸32轉 動；該滑動接頭35為圓柱型鋼柱且位于滑槽34內部，該滑動接頭35的兩端分別與連桿33、 33’的一端在滑動孔341、341’內連接，使滑動接頭35沿著滑槽35滑動；延長桿36 —端與 滑動接頭35的側壁鉸接，另一端鉸接底端液壓缸31活塞端；該底端液壓缸31的缸體端固 定在機架11底側，活塞端與延長桿36連接，該底端液壓缸31驅使延長桿36運動，進一步 帶動擺臂12的運動。
〔0010〕 前述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其中滾動輪調整組件4包括滾輪41、懸臂 軸42、軸承43、螺栓44、調整液壓缸45、吊塊46、吊點47以及擋板48 ；吊塊46為斷面呈V 字形的框形體，吊塊底部設有滑槽461，該斷面呈V字形框形體兩側外壁的上端分別設有兩 個對稱分布的吊點47，而兩側外壁的下端分別通過多個螺栓44連接擋板48，該兩個擋板 48上分別設有兩套軸承43，每套軸承43通過懸臂軸42與一個滾輪41連接，四個滾輪41兩 兩對應位于兩側擋板48之間，斷面呈V字形框形體一端底部固定連接調整液壓缸45活塞 端，該調整液壓缸45缸體端固定在機架11的頂側，且機架11穿設在滾動輪調整組件4吊 塊46底部且位于兩個擋板48之間，使滾輪41在機架11的工字鋼內滑動。
〔0011〕 本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具的有益效果，具有將發電機葉輪在空中吊裝 和組裝的功能，使海上風力發電機安裝操作靈活、方便，且可縮短海上作業時間，保證海上 施工安全；另外，該吊裝機具海上運輸平穩。
圖1為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具整體結構示意圖。圖2為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具滾動輪調整組件結構示意圖。圖3為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具實施狀態示意圖。圖4為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具擺臂組件結構示意圖。圖5A為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具彈簧鎖緊組件結構示意圖。圖5B為圖5A所示結構的剖示圖。圖6為本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具擺臂回轉組件示意圖。圖中主要標號說明1擺臂組件、2彈簧鎖緊組件、3擺臂回轉組件、4滾動輪調整組 件、11機架、12擺臂、13減搖尾、14銷軸、15左限位塊、16右限位塊、17連接板、18尾孔、19 鎖銷孔、21鎖銷、211手柄、22套筒、221滑槽、23螺桿、24彈簧、25螺母、251手柄、26筒端 擋板、27開槽螺母、28開口銷、31底端液壓缸、32銷軸、33連桿、34滑槽、341滑動孔、341’ 滑動孔、35滑動接頭、36延長桿、41滾輪、42懸臂軸、43軸承、44螺栓、45調整液壓缸、46吊 塊、461滑槽、47吊點、48擋板、A葉輪、G葉輪重心。
具體實施例方式如圖1至圖6所示，本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具，其主要包括擺臂組件1、 彈簧鎖緊組件2、擺臂回轉組件3、滾動輪調整組件4以及液壓缸動力組件；該擺臂組件1底 側通過銷軸與擺臂回轉組件3連接，頂側與滾動輪調整組件4連接；該液壓缸動力組件包括 底端液壓缸31和調整液壓缸45，調整液壓缸45兩端分別通過銷軸連接擺臂組件1與滾輪 調整組件4，底端液壓缸31兩端分別與擺臂組件1和擺臂回轉組件3連接，以控制擺臂回轉 組件3回轉運動。如圖1至圖6所示，本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具，其中，該擺臂組件1為 吊裝機具組件，其主要包括機架11、擺臂12、減搖尾13、銷軸14、左限位塊15、右限位塊16、 連接板17和17’以及尾孔18 ;該機架11為工字鋼結構，左限位塊15通過螺栓固定在機架 11頂側左端，右限位塊16通過螺栓固定在機架11頂側中部，機架11右端連接起減搖作用 的減搖尾13，左端底側設有兩塊連接板17、17’，該兩塊連接板17、17’分別設有對應的鎖銷 孔和銷軸孔；該擺臂12上部為板形體，該板形體上部設有鎖銷孔19和銷軸孔且穿設在兩塊 連接板17、17’之間，該銷軸14穿設在兩塊連接板17、17’和板形體的銷軸孔后，使兩塊連 接板17、17’與擺臂12連接，彈簧鎖緊組件2的鎖銷21穿設在兩塊連接板17、17’和板形 體的鎖銷孔19中，該擺臂12板形體下部接設斷面呈U字形的板體，該U字形板體內側設有 三條加強擺臂12強度的加強筋板，且U字形板體開口處的兩端分別設有尾孔18。該彈簧 鎖緊組件2主要包括鎖銷21、套筒22、螺桿23、彈簧24、螺母25、筒端擋板26、開槽螺母27 和開口銷28 ;套筒22 —端設有法蘭環，另一端設有筒端擋板26，其軸向設有對稱的兩個滑 槽221 ;該螺桿23穿設在套筒22內部且兩端分別伸出套筒22外部，螺桿23中部套設彈簧 24和螺母25，該螺桿23伸出套筒22筒端擋板26外部的一端擰設開槽螺母27，該開槽螺 母27由起到防滑功能的開口銷28鎖死，使筒端擋板26與套筒22固定，該螺桿23伸出套 筒22設有法蘭環的一端套設鎖銷21，該鎖銷21穿設在兩塊連接板17、17’的鎖銷孔19和 板形體的鎖銷孔中，使套筒22法蘭環與擺臂組件1的一塊連接板螺接；該鎖銷21和螺母25上分別設有凸出的手柄211、251，該手柄211、251分別穿設在滑槽外部。該擺臂回轉組件3 包括底端液壓缸31、銷軸32、兩個連桿33和33’、滑槽34、滑動接頭35以及延長桿36 ;該 滑槽34為斷面呈口字去掉上面一橫形的槽體，該槽體兩側壁上分別設有滑動孔341、341’ ； 兩個連桿33、33’分別位于滑槽34兩側壁的外側，該兩個連桿33、33’的一端分別與滑動接 頭35連接，且兩個連桿33、33’的另一端分別通過銷軸32與擺臂12上部板形體連接，使擺 臂12繞銷軸32轉動；該滑動接頭35為圓柱型鋼柱且位于滑槽34內部，該滑動接頭35的 兩端分別與連桿33、33’的一端在滑動孔341、341’內連接，使滑動接頭35沿著滑槽35滑 動；延長桿36 —端與滑動接頭35的側壁鉸接，另一端鉸接底端液壓缸31活塞端；該底端液 壓缸31的缸體端固定在機架11底側，活塞端與延長桿36連接，該底端液壓缸31驅使延長 桿36運動，進一步帶動擺臂12的運動。該滾動輪調整組件4包括滾輪41、懸臂軸42、軸承 43、螺栓44、調整液壓缸45、吊塊46、吊點47以及擋板48 ;吊塊46為斷面呈U字形的框形 體，吊塊底部設有滑槽461，該斷面呈U字形框形體兩側外壁的上端分別設有兩個對稱分布 的吊點47，而兩側外壁的下端分別通過多個螺栓44連接擋板48，該兩個擋板48上分別設 有兩套軸承43,每套軸承43通過懸臂軸42與一個滾輪41連接，四個滾輪41兩兩對應位于 兩側擋板48之間，斷面呈U字形框形體一端底部固定連接調整液壓缸45活塞端，該調整液 壓缸45缸體端固定在機架11的頂側，且機架11穿設在滾動輪調整組件4吊塊46底部且 位于兩個擋板48之間，使滾輪41在機架11的工字鋼內滑動。本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具使用時，吊裝機具上部的吊點通過吊帶懸掛 在主吊吊鉤上，副吊通過吊帶連接在與機具相對的葉片根部。開始時主吊和副吊同步驟上 升，將風力發電機的葉輪A水平提起；當風力發電機的葉輪上升到預定高度(保證翻轉后葉 輪與甲板不相撞)后，副吊停止上升，主吊繼續提升；隨著主副吊之間產生的高度差，吊裝機 具的擺臂圍繞著機架的連接銷軸轉動，風力發電機的葉輪開始翻轉。待副吊完全不承受載 荷后，翻轉過程結束，此時的彈簧銷鎖死裝置的鎖銷被釋放，將擺臂與工字鋼的相對位置固 定。根據葉輪與發動機艙的對準情況調整葉輪仰角，通過控制調整液壓缸拖動滾輪組來實 現滾輪調整組件和擺臂回轉組件兩部分之間的相對位置變化，完成葉輪仰角補償過程。過 程完成后人工拆除吊裝機具與輪轂的連接關系，主吊將吊具下放到甲板上。擰動彈簧銷鎖 死裝置的開槽螺母，通過調整液壓缸推動滾輪，釋放擺臂與機架工字鋼之間的固定關系；通 過控制底端液壓缸將擺臂收回并再次用彈簧銷鎖死裝置的鎖銷鎖死。本發明海上風力發電機葉輪吊裝機具的工作原理如何解決仰角補償問題是本發明的主要任務，該吊裝機具是通過改變主吊點與葉 輪重心G之間的相對位置關系來實現仰角補償，主吊點與重心之間相對位置的調整主要通 過調整液壓系統牽拉或推動滾輪組件實現。本發明的擺臂回轉組件是整個吊裝機具的主要部件，它將其他四個組件銜接一體 來完成預定動作。為了實現葉輪的空中翻轉，該吊裝機具分成上部構件和下部構件，上部和 下部構件間通過銷軸連接，從而保證兩個構件間能夠自由擺動。上部構件包括滾動輪調整 組件及擺臂組件，擺臂組件的機架采用焊接板工字鋼結構，以保證工字鋼和滾動輪之間形 成對稱的純滾動運動副。下部構件包括擺臂回轉組件和彈簧鎖緊組件，葉輪在翻轉完畢后， 彈簧鎖緊組件自動將擺臂和工字鋼機架鎖死，通過調整液壓缸牽拉或推動滾輪調整組件左 右移動，滾輪滾動改變吊點與葉輪重心G的相對位置，從而打破了原來靜止狀態的這種平衡，使葉輪A發生偏轉。當葉輪偏轉到和發動機艙主軸垂直時，控制調整液壓系統鎖死，此 時的彈簧銷鎖死裝置的鎖銷被釋放，將擺臂與工字鋼的相對位置固定，仰角補償過程完成， 如圖3所示。由于滾輪與工字鋼機架之間的運動屬于純滾動，所以調整液壓缸只需要很小 壓力便可拖動滾輪調整組件；滾輪通過懸臂軸固定在擋板上，擋板用螺栓組與吊塊固結，吊 塊下部的滑槽卡在工字鋼頂側，保證其只能沿著工字鋼機架的水平方向滾動，由于葉輪重 量比較大，所以采用滾輪與工字鋼組合成無滑滾動摩擦副，以減小液壓缸的尺寸與液壓油 源的壓力，并且這樣連接更加可靠，使結構更緊湊。如圖4所示，擺臂組件包括機架11、擺臂12、減搖尾13、銷軸14、左限位塊15和右 限位塊16，機架11為板體焊接的工字鋼結構；擺臂組件是本機具整個結構承載體，擺臂12 通過其尾部的兩組尾孔18與葉輪A固結，其上部通過銷軸與工字鋼底部的連接板17、17’鉸 接。吊具開始工作時，擺臂12初始位置與工字鋼保持平行，其尾端固結在葉輪A輪轂上，副 吊吊帶系在葉輪A輪轂另一邊的葉片尾部，主吊吊起吊具，副吊同時工作，將葉輪A水平抬 起，當葉輪A上升到預定高度或者需要安裝的位置后，副吊不動，主吊繼續升高，擺臂12就 會繞銷軸14擺動，葉輪開始翻轉；左限位塊15和右限位塊16是為了限制滾動輪的滾動范 圍，以免滾輪組滑脫，導致液壓缸45過載。如圖5A、圖5B所示，當擺臂12擺到豎直位置后，即擺臂弧形開口朝向最下端時，吊 裝機具與葉輪A的重心全部加載在銷軸14上，這時彈簧鎖緊組件的鎖銷21剛好和擺臂上 的鎖銷孔對準，在彈簧彈力作用下，鎖銷21穿過擺臂鎖銷孔和機架11連接板的鎖銷孔中自 動鎖緊，這樣便將擺臂和工字鋼機架固定在一起。該彈簧鎖緊組件主要包括鎖銷21、套筒 22、螺桿23、彈簧24、螺母25、筒端擋板26和開槽螺母27 ;起吊開始時，旋動開槽螺母27， 使螺桿23轉動，推動螺母25壓緊彈簧24，此時鎖銷21尾端被擺臂尾部限制，這樣，彈簧24 被逐漸壓緊至最大預載荷。當擺臂12擺動到其鎖銷孔與鎖銷21對準時，彈簧24預緊力釋 放，鎖銷穿過鎖銷孔，擺臂被鎖死固定。葉輪吊裝完成后，吊裝機具被下放到船面上，手工逆 向旋動螺桿，使螺母25退回，彈簧24上的載荷全部釋放，手工拉回鎖死的鎖銷21。當手工 拉回鎖銷21后，驅動底端液壓缸31，使滑塊35沿著滑槽34水平移動，通過連桿33、33’使 擺臂12回擺，從而使擺臂12尾端的尾孔18與鎖銷21錯開，鎖銷21軸向移動的自由度又 被限制，這是擺臂回轉的工作過程，如圖6所示。如圖1至圖6所示，本發明主要工作過程如下(1)主吊吊著吊裝機具，副吊通過吊帶吊起與吊裝機具正對著的葉片根部，同時將 葉輪水平抬起，當葉輪上升到一定高度即大概需要安裝的位置，副吊不動，主吊繼續上升， 葉輪翻轉。(2)葉輪翻轉完畢后，彈簧銷鎖死擺臂與工字鋼機架。撤去副吊。(3)待葉輪穩定，調整液壓系統工作，調整葉輪的仰角達最佳安裝位置。(4)安裝完畢后，將吊具與葉輪分離，吊具下放。(5)拔出鎖死的鎖銷21，底端液壓缸通壓力油，擺臂回到初始位置。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡 是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種海上風力發電機葉輪吊裝機具，其特征在于，主要包括擺臂組件(1)、彈簧鎖緊 組件(2)、擺臂回轉組件(3)、滾動輪調整組件(4)以及液壓缸動力組件；該擺臂組件(1)底 側通過銷軸與擺臂回轉組件(3)連接，頂側與滾動輪調整組件(4)連接；該液壓缸動力組件 包括底端液壓缸(31)和調整液壓缸(45)，調整液壓缸(45)兩端分別通過銷軸連接擺臂組 件(1)與滾輪調整組件(4)，底端液壓缸(31)兩端分別與擺臂組件(1)和擺臂回轉組件(3) 連接，以控制擺臂回轉組件(3)的回轉運動。
2.根據權利要求1所述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其特征在于，所述擺臂組件 (1)為吊裝機具組件，其主要包括機架(11)、擺臂(12)、減搖尾(13)、銷軸(14)、左限位塊 (15)、右限位塊(16)、連接板(17、17’)和尾孔(18);該機架(11)為工字鋼結構，左限位塊 (15)通過螺栓固定在機架(11)頂側左端，右限位塊(16)通過螺栓固定在機架(11)頂側中 部，機架(11)右端連接起減搖作用的減搖尾(13)，左端底側設有兩塊連接板(17、17’)，該 兩塊連接板(17、17’)分別設有對應的鎖銷孔和銷軸孔；該擺臂(12)上部為板形體，該板形 體上部設有鎖銷孔(19)和銷軸孔且穿設在兩塊連接板(17、17’ )之間，該銷軸(14)穿設在 兩塊連接板(17、17’)和板形體的銷軸孔后，使兩塊連接板(17、17’)與擺臂(12)連接，彈簧 鎖緊組件(2)的鎖銷(21)穿設在兩塊連接板(17、17’)和板形體的鎖銷孔中，該擺臂(12) 板形體下部接設斷面呈U字形的板體，該U字形板體內側設有三條加強擺臂(12)強度的加 強筋板，且U字形板體開口處的兩端分別設有尾孔(18)。
3.根據權利要求1或2所述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其特征在于，所述彈簧鎖 緊組件(2)主要包括鎖銷(21)、套筒(22)、螺桿(23)、彈簧(24)、螺母(25)、筒端擋板(26)、 開槽螺母(27)和開口銷(28);套筒(22)—端設有法蘭環，另一端設有筒端擋板(26)，其軸 向設有對稱的兩個滑槽(221);該螺桿(23)穿設在套筒(22)內部且兩端分別伸出套筒(22) 外部，螺桿(23)中部套設彈簧(24)和螺母(25)，該螺桿(23)伸出套筒(22)筒端擋板(26) 外部的一端擰設開槽螺母(27)，該開槽螺母(27)由起到防滑功能的開口銷(28)鎖死，使筒 端擋板(26 )與套筒(22 )固定，該螺桿(23 )伸出套筒(22 )設有法蘭環的一端套設鎖銷(21)， 該鎖銷(21)穿設在兩塊連接板(17、17’)的鎖銷孔(19)和板形體的鎖銷孔中，使套筒(22) 法蘭環與擺臂組件(1)的一塊連接板螺接；該鎖銷(21)和螺母(25)上分別設有凸出的手柄 (211、251)，手柄(211、251)分別穿設在滑槽外部。
4.根據權利要求1或2所述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其特征在于，所述擺臂回 轉組件(3 )包括底端液壓缸(31)、銷軸(32 )、兩個連桿(33、33 ’)、滑槽(34)、滑動接頭(35 ) 以及延長桿(36);該滑槽(34)為斷面呈口字去掉上面一橫形的槽體，該槽體兩側壁上分別 設有滑動孔(341、341’);兩個連桿(33、33’)分別位于滑槽(34)兩側壁的外側，該兩個連桿 (33、33’)的一端分別與滑動接頭(35)連接，且兩個連桿(33、33’)的另一端分別通過銷軸 (32)與擺臂(12)上部板形體連接，使擺臂(12)繞銷軸(32)轉動；該滑動接頭(35)為圓柱 型鋼柱且位于滑槽(34)內部，該滑動接頭(35)的兩端分別與連桿(33、33’)的一端在滑動 孔(341、341’)內連接，使滑動接頭(35)沿著滑槽(35)滑動；延長桿(36) —端與滑動接頭 (35)的側壁鉸接，另一端鉸接底端液壓缸(31)活塞端；該底端液壓缸(31)的缸體端固定在 機架(11)底側，活塞端與延長桿(36 )連接，該底端液壓缸(31)驅使延長桿(36 )運動，進一 步帶動擺臂(12)的運動。
5.根據權利要求1或2所述的海上風力發電機葉輪吊裝機具，其特征在于，所述滾動輪調整組件(4)包括滾輪(41)、懸臂軸(42)、軸承(43)、螺栓(44)、調整液壓缸(45)、吊塊 (46)、吊點(47)以及擋板(48);吊塊(46)為斷面呈U字形的框形體，吊塊底部設有滑槽 (461)，該斷面呈U字形框形體兩側外壁的上端分別設有兩個對稱分布的吊點(47)，而兩側 外壁的下端分別通過多個螺栓(44)連接擋板(48)，該兩個擋板(48)上分別設有兩套軸承 (43)，每套軸承(43)通過懸臂軸(42)與一個滾輪(41)連接，四個滾輪(41)兩兩對應位于 兩側擋板(48)之間，斷面呈U字形框形體一端底部固定連接調整液壓缸(45)活塞端，該調 整液壓缸(45)缸體端固定在機架(11)的頂側，且機架(11)穿設在滾動輪調整組件(4)吊 塊(46 )底部且位于兩個擋板(48 )之間，使滾輪(41)在機架(11)的エ字鋼內滑動。
全文摘要
本發明提供一種海上風力發電機葉輪吊裝機具，其包括擺臂組件、彈簧鎖緊組件、擺臂回轉組件、滾動輪調整組件及液壓缸動力組件；該擺臂組件底側通過銷軸與擺臂回轉組件連接，頂側與滾動輪調整組件連接；該液壓缸動力組件包括底端液壓缸和調整液壓缸，調整液壓缸兩端分別通過銷軸連接擺臂組件與滾輪調整組件，底端液壓缸兩端分別與擺臂組件和擺臂回轉組件連接，以控制擺臂回轉組件的回轉運動；該吊裝機具吊點懸掛在主吊吊鉤上，擺臂尾端與葉輪輪轂固結，在副吊協助下方便快捷實現葉輪的空中翻轉和仰角補償，以滿足葉輪仰角要求，有效提高海上安裝效率，節約海上安裝費用。
文檔編號B66C1/10GK102659015SQ20121017161
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者李寶明, 汪莉, 王立權, 王輝, 郝軍, 高嵩 申請人:中國海洋石油總公司, 哈爾濱工程大學, 海洋石油工程股份有限公司