CN113027693B - 叶根支撑模块及叶片支撑工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叶根支撑模块和叶片支撑工装，叶根支撑模块包括保形环体和第一驱动装置，保形环体包括相互铰接的第一旋臂和旋臂单元；第一驱动装置驱动旋臂单元和第一旋臂张开或收拢，并且当收拢时，旋臂单元和第一旋臂形成环状；其中，旋臂单元的自由端设置有挂钩，第一旋臂的自由端设置有供挂钩***的凹槽，凹槽的一对槽壁上分别设置有相对的滑道，与挂钩配合的销轴的两端分别位于滑道内，且销轴由销轴驱动装置驱动，可滑动地设置于滑道内，叶根支撑模块能够通过保形环体抱紧在叶根部的外周上，在倒运和吊装过程中，无需通过螺栓与叶根法兰连接，从而可以节省拆装螺栓过程，提高了工作效率。

Description

叶根支撑模块及叶片支撑工装

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种叶根支撑模块及叶片支撑工装。

背景技术

目前国内对于叶轮直径较小的海上风力发电机组仍然采用三叶式吊装，因为单叶式吊装需要的工装开发成本相对于三叶式而言较高。

采用三叶式吊装时，在运输过程中，叶片在水平姿态下安装在叶片运输工装上，叶根和叶尖各安排一个运输工装，从而进行两点运输。叶根运输工装一般是简单的支架，采用螺栓与叶根法兰相连。叶尖运输工装包括上盖板、中间底托和下支架，上盖板压住叶片的上表面，中间底托支撑叶片的下表面，上盖板和中间底托通过螺栓连接为一体，最后整体支撑在下支架上。

在叶轮拼装过程中，轮毂预安放在安装船固定位置，需要安装船双钩抬吊叶片与叶轮变桨轴承进行拼装对接。具体地，双钩从叶片运输船起吊叶片，叶根部是通过扁平吊带直接兜叶根的方式，同时叶根运输工装先不拆，叶尖部是通过吊带吊中间底托两侧的吊环，同时叶尖运输工装的上盖板需要提前拆除。之所以需要提前拆除上盖板，是因为当叶片与变桨轴承对接好开始撤离吊带和工装时，安装船主吊撤离叶根吊带，安装船辅吊撤离叶尖运输工装中间底托，没有其他吊机资源拆除叶尖运输工装上盖板，由于上盖板和中间底托是通过螺栓连接，这时就需要人通过特殊的方式从叶片表面爬过去拆除上盖板，由于此时叶尖上盖板已露出船甲板外，风险极高。

另外，当叶片倒运到安装船上，在对接变桨轴承之前，需要拆除叶根运输工装及其与叶根法兰连接的螺栓，然后安装叶根法兰双头螺柱，再测量叶根螺栓分度圆直径，若发生变形，需要进行矫正，一切准备好后进行叶片与变桨轴承的对接工作，整个过程时间耗时长，效率低。

可知，目前叶片的运输工装及叶轮拼装存在如下问题：

一是叶根运输工装通过工装螺栓与叶根法兰连接，在拼装叶轮前，需要将工装螺栓从叶根法兰中拆除，然后安装叶根法兰双头螺柱，整个拆卸和安装过程耗时长，效率低，如果遇到螺栓卡死或螺栓丝牙损坏，拆卸的时间会更长。

二是叶根运输工装通过工装螺栓与叶根法兰连接，在将叶片从运输船倒运至安装船时，无论是用吊带吊叶根运输工装还是用扁平吊带兜叶根部位，都将产生叶根螺栓分度圆变形的风险，且叶根运输工装本身也没有抗变形的能力。

三是在叶片从运输船倒运至安装船前，需要将叶尖上盖板拆除，因为一旦叶片对接好后无法拆卸上盖板。但是，上盖板拆除后，叶尖结构强度变差，这种情况下倒运叶片，很容易造成叶片从叶尖运输支架上滑落，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的一个发明目的在于提供一种叶根支撑模块，以提高叶片倒运或者吊装过程的效率。

本发明的另一发明目的在于提供一种叶尖支撑模块，以提高叶片倒运或者吊装过程的效率并提高安全性。

本发明的另一发明目的在于提供一种叶片支撑工装，以提高叶片倒运或者吊装过程的效率。

根据本发明的一个方面，提供一种叶根支撑模块，所述叶根支撑模块包括保形环体和第一驱动装置，所述保形环体包括相互铰接的第一旋臂和旋臂单元；所述第一驱动装置可伸缩地连接于所述旋臂单元和所述第一旋臂之间，以驱动所述旋臂单元和所述第一旋臂张开或收拢，并且当收拢时，所述旋臂单元和所述第一旋臂形成环状；所述旋臂单元和所述第一旋臂具有用于与叶片叶根部的外周面贴合的第一支撑面；其中，所述旋臂单元的自由端设置有挂钩，所述第一旋臂的自由端设置有供所述挂钩***的凹槽，所述凹槽的一对槽壁上分别设置有相对的滑道，与所述挂钩配合的销轴的两端分别位于所述滑道内，且所述销轴由销轴驱动装置驱动，可滑动地设置于所述滑道内，叶根支撑模块能够通过保形环体抱紧在叶根部的外周上，在倒运和吊装过程中，无需通过螺栓与叶根法兰连接，从而可以节省拆装螺栓过程，提高了工作效率。

作为本发明的一示例性实施例，所述旋臂单元包括横梁和第二旋臂，所述横梁的两端分别铰接在所述第一旋臂和所述第二旋臂上，所述第一驱动装置设置在所述横梁和所述第一旋臂之间，且所述横梁与所述第二旋臂之间设置有能够驱动所述第二旋臂相对所述横梁旋转的第二驱动装置，所述挂钩位于所述第二旋臂的自由端。

优选地，所述旋臂单元和所述第一旋臂分别设置有至少一个贴合块，且所述贴合块的面向所述叶片的表面形成所述第一支撑面。

作为本发明的另一示例性实施例，所述横梁上形成上贴合块，所述第一旋臂上形成右贴合块，所述第二旋臂上形成左贴合块，所述上贴合块、右贴合块和左贴合块的面向所述叶片的表面形成所述第一支撑面。

进一步地，所述旋臂单元上设置有用于起吊的吊耳，且所述吊耳位于所述横梁上。

优选地，所述叶根支撑模块还包括第一支架，所述保形环体通过钮锁可拆卸地与所述第一支架连接，以使保形环体与第一支架可以快速拆装。

根据本发明的另一方面，提供一种叶片支撑工装，所述叶片支撑工装包括本发明提供的叶根支撑模块和叶尖支撑模块，所述叶尖支撑模块包括底托、旋转板以及旋转板驱动装置，所述底托具有能与叶片叶尖部的外周面贴合的第二支撑面；所述旋转板枢接于所述底托，其中，所述旋转板连接有上盖板，且所述上盖板具有与叶片叶尖部的外周面贴合的第三支撑面，所述第三支撑面与所述第二支撑面相面对；旋转板驱动装置用于驱动所述旋转板相对所述底托转动。

作为本发明的另一示例性实施例，所述叶尖支撑模块还包括第二支架，所述底托可拆卸地与所述第二支架连接。

优选地，所述上盖板和所述旋转板之间连接有盖板驱动装置，所述盖板驱动装置能够驱动所述上盖板靠近或远离所述旋转板。

进一步地，所述底托具有用于起吊的吊环。

本发明提供的叶根支撑模块和叶片支撑工装至少具有如下有益效果：较现有技术中的叶片运输工装，本发明提供的叶根支撑模块能够通过保形环体抱紧在叶根部的外周上，叶根的连接螺栓可以在车间装配完成以后再运输，在倒运和吊装过程中，无需通过叶根的螺栓孔与叶片运输工装连接，不会造成叶根的螺栓孔变形，还可以节省拆装螺栓过程，提高了工作效率。另一方面，本发明提供的叶尖支撑模块能够在完成吊装之后拆除上盖板，既提高效率又提高安全性。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为本发明一示例性实施例提供的叶根支撑模块的结构图。

图2为本发明一示例性实施例提供的叶尖支撑模块的结构图。

图3为图1中的叶根支撑模块和图2中的叶尖支撑模块在运输过程中的使用状态图。

图4为图1中的叶根支撑模块和图2中的叶尖支撑模块在起吊过程中的使用状态图。

图5为图1的A圈中结构的局部放大图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

根据本发明的一示例性实施例，提供一种叶片支撑工装，该叶片支撑工装可以包括用于支撑叶根部的叶根支撑模块，通过抱紧在叶根部的外周实现对叶根的固定，叶根的连接螺栓可以在车间装配完成以后再运输，无需通过螺栓与叶片运输工装连接，不会造成叶根的螺栓孔变形，还可以节省拆装螺栓过程，提高了工作效率。

更进一步地，叶片支撑工装还包括用于支撑叶尖部的叶尖支撑模块，该叶尖支撑模块可以在倒运完成后或者叶片拼装完成后，拆卸该叶尖支撑模块时，同时将上盖板拆除，避免了提前拆卸上盖板造成的叶片局部结构强度不足，进一步提高了其安全性。

本发明提供的叶根支撑模块和叶尖支撑模块可以分别独立使用，也可以配合使用，本实施例中将选择两者同时使用为例进行说明。

参照图1，本实施例提供的叶根支撑模块10可以包括保形环体101和第一驱动装置108。保形环体101可包括相互铰接的第一旋臂112和旋臂单元111。第一驱动装置108可伸缩地连接于旋臂单元111和第一旋臂112之间，以驱动旋臂单元111和第一旋臂112张开或收拢，并且当收拢时，旋臂单元111和第一旋臂112形成环状。其中，旋臂单元111和第一旋臂112具有用于与叶片30叶根部的外周面贴合的第一支撑面。

另外，叶根支撑模块10还可包括第一支架102，上述保形环体101可拆卸地与第一支架102连接。例如，第一支架102可以固定在运输船上，但不以此为限。当然，叶根支撑模块10也可以不包括第一支架102，而是直接将保形环体101安装到运输船甲板等平台上。

具体地，第一旋臂112的一端铰接在旋臂单元111的一端，第一旋臂112的另一端(即自由端)能够可拆卸地连接在旋臂单元111的另一端(即自由端)。为了便于箍住叶根部的外周，保形环体101可以至少包括上述相铰接的两部分，当然，还可以包括更多个小单元，例如但不限于旋臂单元111可以包括横梁113和第二旋臂114，具体描述如下。

继续参照图1，旋臂单元111可包括横梁113和第二旋臂114，并且形成为第一旋臂112、横梁113以及第二旋臂114三者依次首尾连接形成为环形，其中，横梁113的两端分别通过第一枢转轴115和第二枢转轴116与第一旋臂112和第二旋臂114连接，第一旋臂112的自由端和第二旋臂114的自由端可拆卸地连接在一起。

进一步参照图1和图5，第二旋臂114的自由端设置有挂钩125，第一旋臂112的自由端设置有供挂钩125***的凹槽，该凹槽的一对槽壁上分别设置有相平行且相对的滑道123，与挂钩125配合的销轴122的两端分别位于该一对滑道123内，且该销轴122由销轴驱动装置124驱动，以可滑动地设置于滑道123内。具体地，当第二旋臂114的自由端朝向第一旋臂112的自由端靠近时，可以启动销轴驱动装置124伸长，从而驱动销轴122向滑道123的下端移动，待挂钩125进入到凹槽内时，销轴驱动装置124收缩以使销轴122卡设在挂钩125上即可，此时，叶根支撑模块10能够抱紧叶根部。通过调节销轴的位置，使叶根支撑模块10抱紧不同直径的叶根。优选地，销轴驱动装置124为液压缸、气缸或者电推杆。

为了方便起吊，该保形环体101上还设置有吊耳107。优选地，该吊耳107设置于横梁113上。吊耳107为两个，分别设置于横梁113的两端。

为了能够稳固地支撑在叶根部的外周面上，保形环体101具有由多段圆弧面形成的第一支撑面。第一支撑面可以由首尾依次连接的多段圆弧面形成，也可以由彼此间隔设置的多段圆弧面形成。

继续参照图1，保形环体101还包括分别设置于第一旋臂112、横梁113以及第二旋臂114上的贴合块，第一支撑面形成在贴合块的背离保形环体101的一侧表面。具体地，叶根支撑模块10包括至少一对贴合块，例如设置于横梁113上的上贴合块120和位于第一旋臂112的下部与上贴合块120对应的下贴合块。

优选地，叶根支撑模块10包括设置于横梁113上的上贴合块120、位于第一旋臂112上的右贴合块119和位于第二旋臂114上的左贴合块121，其中，右贴合块119和左贴合块121可关于该第一支撑面的纵向中心线对称设置。优选地，各个贴合块的表面设置有缓冲垫，以防止与叶根部外周面直接刚性接触而造成刮伤。优选地，右贴合块119和左贴合块121需要保证叶根的正下方也有缓冲垫。

进一步地，叶根支撑模块10还包括第一驱动装置108和第二驱动装置118，第一驱动装置108设置于第一旋臂112与横梁113之间，以能够驱动第一旋臂112绕第一枢转轴115转动。具体地，第一驱动装置108的两端分别铰接在第一旋臂112与横梁113上。优选地，该第一驱动装置108为气缸或者液压缸。同样地，为了能够驱动第二旋臂114绕第二枢转轴116摆动，该第二驱动装置118的两端分别铰接在横梁113和第二旋臂114上，从而可以驱动第二旋臂114相对横梁113旋转。优选地，第二驱动装置118为气缸或者液压缸。

在第一驱动装置108和第二驱动装置118分别为液压缸的情况下，保形环体101上还设置有液压油罐109，且该液压油罐109通过液压管路与各个液压缸连通。

第一支架102和保形环体101之间可通过钮锁104连接。具体地，保形环体101的下部设置有支腿，该支腿的一端固定在保形环体101的下部的外表面上，该支腿的另一端设置有钮锁104，第一支架102上设置有与该钮锁104匹配的安装孔，将钮锁104***该安装孔并旋转钮锁104即可实现两者连接，方便快捷。若需要将保形环体101与第一支架102分离，则反向旋转钮锁104，便可以使钮锁104从安装孔内脱离。

本发明提供的叶根支撑模块10通过抱紧在叶根部的外周面上而对其进行固定，从而避免了螺栓与叶根法兰连接的拆装过程，提高了工作效率。在运输和吊装过程中，避免使用吊带直接兜吊而造成的叶根螺栓分度圆变形，能够防止叶根部发生变形，从而对叶根部提供了额外保护。

除此，保形环体101上还设置有电控柜110，以控制各个液压缸的启停，从而可以控制液压缸的行程，例如但不限于，当叶根分度圆发生轻微变形时，通过控制液压缸的伸缩对变形进行校正，进一步提高了叶根支撑模块10的抗变形能力。

参照图2，叶尖支撑模块20可包括底托203、旋转板206和旋转板驱动装置207。底托203具有能与叶片30叶尖部的外周面贴合的第二支撑面。旋转板206枢接于底托203，其中，旋转板206连接有上盖板204，且上盖板204具有与叶片30叶尖部的外周面贴合的第三支撑面，第三支撑面与第二支撑面相面对。旋转板驱动装置207用于驱动旋转板206相对底托203转动。

叶尖支撑模块20还可包括第二支架201，上述底托203可拆卸地安装在第二支架201上。例如，第二支架201可以固定在运输船上，但不以此为限。当然，叶尖支撑模块20也可以不包括第二支架201，而是直接将底托203安装到运输船甲板等平台上。

旋转板206的一端通过第三枢转轴208枢接于底托203上。优选地，旋转板驱动装置207为液压缸、气缸或者丝杆。旋转板驱动装置207的一端铰接在旋转板206上，旋转板驱动装置207的另一端铰接在底托203上，通过旋转板驱动装置207的伸缩来驱动旋转板206绕底托203摆动。

进一步优选地，第二支撑面上可以有底托贴合块210，以与叶尖部的外周面充分贴合，优选地，底托贴合块210采用柔性材料形成，以防止与叶尖部外周面直接刚性接触而造成刮伤。

上盖板204和旋转板206之间连接有盖板驱动装置205，盖板驱动装置205能够驱动上盖板204靠近或者远离旋转板206。优选地，盖板驱动装置205为气缸或者液压缸。具体地，盖板驱动装置205的一端固定在旋转板206的下侧，盖板驱动装置205的另一端连接有上盖板204。优选地，为了便于调整上盖板204与叶片30贴合，该上盖板204与盖板驱动装置205之间可以设置为枢接。

使用本实施例提供的叶尖支撑模块20，在叶片的倒运和吊装过程中，无需提前将上盖板204从叶片30上取下，而是在整个叶片30安装到轮毂上后移去叶尖支撑模块20时，再将上盖板204与叶片30分离，从而可以保证叶片的整体结构强度，避免了局部受力不均而造成的安全隐患。

为了方便起吊，还包括吊环209，吊环209可以为一对，并分别设置于底托203的两端。

在第二支架201和底托203之间连接有支腿，该支腿的一端固定在底托203的底表面上，支腿的另一端设置有第二锁定件202，优选地，第二锁定件202为钮锁。第二支架201上设置与该钮锁匹配的安装孔，将钮锁***该安装孔并旋转钮锁即可实现两者连接，方便快捷。若需要将第二支架201和底托203分离，则反向旋转钮锁，便可以使钮锁从安装孔内脱离。

图3和图4分别为叶尖支撑模块20与叶根支撑模块10两者配合使用的使用状态图。图3中，叶片30的叶根部和叶尖部分别由叶根支撑模块10和叶尖支撑模块20夹持并抱紧，防止叶片30出现颠簸而脱离。例如但不限于，该叶尖支撑模块20和叶根支撑模块10分别设置在运输船上，进一步地，第一支架102和第二支架201分别固定在运输船上。

图4中叶尖支撑模块20脱离了第二支架201，且叶根支撑模块10脱离了第一支架102。

叶片运输过程中，保形环体101通过钮锁104与第一支架102相连接，以使叶根支撑模块10固定在叶片运输船甲板上。保形环体101通过贴合块与叶根部相贴合，并使第二旋臂114的自由端的挂钩125牢固钩在销轴122上，这样整个叶根就可靠固定在叶根支撑模块10上，无需通过运输工装螺栓与叶根法兰连接，因此提高了工作效率。除此，在运输过程中，叶根螺栓分度圆若发生变形，第一驱动装置108和第二驱动装置118动作，可以防止分度圆发生变形。另一方面，叶尖支撑模块20的底托203通过钮锁与第二支架201相连接，整个叶尖固定在叶片运输船甲板上，上盖板204紧密贴合在叶片上表面处，如此整个叶尖牢固固定。

叶轮拼装过程中，安装船主吊通过吊带连接保形环体101上的吊耳107上，安装船辅吊通过吊带连接底托203两侧的吊环209上，手动旋转钮锁，保形环体101便可脱离第一支架102，底托203便可脱离第二支架201，通过主吊和辅吊起吊保形环体101和底托203而将叶片倒运至安装船轮毂附近进行叶片与变桨轴承的对接工作。

叶片拼装完成后，销轴驱动装置124伸长以推动销轴122向下滑移，第二旋臂114自由端的挂钩125脱离销轴122，第一驱动装置108和第二驱动装置118伸长，使第一旋臂112和第二旋臂114张开，然后主吊将保形环体101从叶根处移走。另一方面，盖板驱动装置205收缩，上盖板204与叶尖脱离，旋转板驱动装置207伸长，将旋转板206连同盖板驱动装置205和上盖板204一起避开叶片30，然后辅吊将底托203、旋转板206和上盖板204一同从叶尖处移走。

本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。

Claims (10)

1.一种叶根支撑模块，其特征在于，所述叶根支撑模块(10)包括：

保形环体(101)，包括相互铰接的第一旋臂(112)和旋臂单元(111)；

第一驱动装置(108)，可伸缩地连接于所述旋臂单元(111)和所述第一旋臂(112)之间，以驱动所述旋臂单元(111)和所述第一旋臂(112)张开或收拢，并且当收拢时，所述旋臂单元(111)和所述第一旋臂(112)形成环状；

所述旋臂单元(111)和所述第一旋臂(112)具有用于与叶片叶根部的外周面贴合的第一支撑面；

其中，所述旋臂单元(111)的自由端设置有挂钩(125)，所述第一旋臂(112)的自由端设置有供所述挂钩(125)***的凹槽，所述凹槽的一对槽壁上分别设置有相对的滑道(123)，与所述挂钩(125)配合的销轴(122)的两端分别位于所述滑道(123)内，且所述销轴(122)由销轴驱动装置(124)驱动，可滑动地设置于所述滑道(123)内。

2.如权利要求1所述的叶根支撑模块，其特征在于，所述旋臂单元(111)包括横梁(113)和第二旋臂(114)，所述横梁(113)的两端分别铰接在所述第一旋臂(112)和所述第二旋臂(114)上，所述第一驱动装置(108)设置在所述横梁(113)和所述第一旋臂(112)之间，且所述横梁(113)与所述第二旋臂(114)之间设置有能够驱动所述第二旋臂(114)相对所述横梁(113)旋转的第二驱动装置(118)，所述挂钩(125)位于所述第二旋臂(114)的自由端。

3.如权利要求2所述的叶根支撑模块，其特征在于，所述旋臂单元(111)和所述第一旋臂(112)分别设置有至少一个贴合块，且所述贴合块的面向所述叶片的表面形成所述第一支撑面。

4.如权利要求3所述的叶根支撑模块，其特征在于，所述横梁(113)上形成上贴合块(120)，所述第一旋臂(112)上形成右贴合块(119)，所述第二旋臂(114)上形成左贴合块(121)，所述上贴合块(120)、右贴合块(119)和左贴合块(121)的面向所述叶片的表面形成所述第一支撑面。

5.如权利要求2所述的叶根支撑模块，其特征在于，所述旋臂单元(111)上设置有用于起吊的吊耳(107)，且所述吊耳(107)位于所述横梁(113)上。

6.如权利要求1所述的叶根支撑模块，其特征在于，所述叶根支撑模块(10)还包括第一支架(102)，所述保形环体(101)通过钮锁(104)可拆卸地与所述第一支架(102)连接。

7.一种叶片支撑工装，其特征在于，所述叶片支撑工装包括如权利要求1-6中任一项所述的叶根支撑模块(10)和叶尖支撑模块(20)，所述叶尖支撑模块(20)包括：

底托(203)，具有能与叶片叶尖部的外周面贴合的第二支撑面；

旋转板(206)，枢接于所述底托(203)，其中，所述旋转板(206)连接有上盖板(204)，且所述上盖板(204)具有与叶片叶尖部的外周面贴合的第三支撑面，所述第三支撑面与所述第二支撑面相面对；

旋转板驱动装置(207)，用于驱动所述旋转板(206)相对所述底托(203)转动。

8.如权利要求7所述的叶片支撑工装，其特征在于，所述叶尖支撑模块(20)还包括第二支架(201)，所述底托(203)可拆卸地与所述第二支架(201)连接。

9.如权利要求7所述的叶片支撑工装，其特征在于，所述上盖板(204)和所述旋转板(206)之间连接有盖板驱动装置(205)，所述盖板驱动装置(205)能够驱动所述上盖板(204)靠近或远离所述旋转板(206)。

10.如权利要求7所述的叶片支撑工装，其特征在于，所述底托(203)具有用于起吊的吊环(209)。

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