CN207108418U - 用于风力发电机的翻身工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于风力发电机的翻身工装，所述用于风力发电机的翻身工装包括：工作台，包括上面板；安装底座，可旋转地安装在上面板上；可伸缩装置，安装在工作台和安装底座之间，能够使安装底座相对于上面板旋转，安装底座包括用于固定所述风力发电机的安装架。根据本实用新型的示例性实施例，可提高安全系数、降低吊钩的成本、提高工作效率。

Description

用于风力发电机的翻身工装

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风力发电机的翻身工装。

背景技术

在风力发电行业，永磁直驱形式是集成度最高一种风力发电机形式，因此风力发电机组大多采用永磁直驱风力发电机。永磁直驱风力发电机的性能直接决定了机组的发电能力，因而在机组研发过程中，在试验台上进行型式试验对永磁直驱风力发电机来说是必不可少的。然而，永磁直驱风力发电机的一般外形为圆柱形，其吊装和翻身尤为困难。

对于小容量机组，一般在发电机转子外壳上设置吊耳，用于进行电机的翻身，这样的结构缺点是转子变形大、定转子气隙设计难度大。对于超过3MW容量的机组，尤其是6MW发电机，重量一般都超过100吨，甚至达到150吨，如果在发电机转子外壳设置翻身吊耳，则吊耳强度要求高且定转子气隙很难满足设计要求，因而一般是在发电机的转轴端面上安装翻身吊具，采用行车等机构将发电机翻转到接近竖直状态(例如，翻转成与地面呈83度角的状态)，再对接到机舱。

目前是通过翻身吊具和两个200吨的吊钩配合来进行大容量机组的翻身工作，具体使用方法为：翻身吊具安装在水平放置的风力发电机上，两个200吨的吊钩分别挂接到翻身吊具的不同位置，首先用一个200吨的吊钩将风力发电机吊起，起吊到特定位置后停止，然后另一个200吨的吊钩慢慢上提，以使风力发电机慢慢翻转，翻转到预定角度后可将其安装到机舱。

现有方案存在的不足主要在于：(1)由于永磁直驱风力发电机重量较大，例如，6MW发电机重达140多吨，因此对行车的吨位有要求，且必须有两个吊钩，而且两个吊钩的额定载荷要大于发电机和翻身吊具的重量之和，否则无法翻身作业；(2)正常行车的吊钩配置为一个大吨位吊钩和一个小吨位吊钩，如果同时配置两个200吨的吊钩费用较高，且200吨吊钩起吊速度较慢，影响行车的使用效率；(3)两个吊钩之间的最近距离有限制，翻身过程中，对于半径较小的发电机，吊车的两根吊绳会出现歪拉斜掉的现象，安全性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于风力发电机的翻身工装，该翻身工装降低了风力发电机翻身所需的吊钩成本，提高了翻身效率并且提高了风力发电机翻身的安全性。

根据本实用新型的一方面，提供一种用于风力发电机的翻身工装，所述用于风力发电机的翻身工装包括：工作台，包括上面板；安装底座，可旋转地安装在所述上面板上；可伸缩装置，安装在所述工作台和所述安装底座之间，能够使所述安装底座相对于所述上面板旋转，其中，所述安装底座包括用于固定所述风力发电机的安装架。

所述可伸缩装置包括一对可伸缩臂，所述可伸缩臂沿其长度方向能够伸缩，所述可伸缩臂的上端和下端分别可旋转地连接到所述安装底座和所述工作台，通过所述可伸缩臂的伸缩能够使所述安装底座相对于所述上面板旋转。

所述安装底座还包括支撑架，所述安装架布置在所述支撑架上，所述支撑架包括一对旋转梁，所述旋转梁的第一端可旋转地连接到所述工作台，所述旋转梁的第二端可旋转地连接到所述可伸缩臂的上端。

所述工作台还包括用于支撑所述上面板的多个支撑腿和连接在所述多个支撑腿之间的加强梁，所述可伸缩臂的下端可旋转地连接到所述多个支撑腿中的一个所述支撑腿或者所述加强梁。

所述旋转梁的安装所述可伸缩臂的表面相对于所述上面板呈预定角度，所述预定角度在30°到60°的范围内。

所述支撑架还包括从所述旋转梁的第二端弯曲地延伸到与所述旋转梁的第一端位于同一水平面的一对弯曲梁，以及形成在所述一对旋转梁之间和所述一对弯曲梁之间并分别将所述一对旋转梁和所述一对弯曲梁连接起来的连接梁。

所述旋转梁分别形成在所述支撑架的两侧，所述安装架与所述旋转梁分开预定距离。

所述结合板形成为圆环形状或不连续的圆环形状，以与所述风力发电机的定子或转子的形状相对应，所述多个加强构件形成在所述结合板的下方，以使所述结合板与所述支撑架分开预定距离。

所述安装架还包括形成在所述多个加强构件下方的辅助安装板。

所述结合板上设置有至少一圈连接孔。

所述安装底座与所述工作台的连接点处设置有角度指示器，以指示所述安装底座的旋转角度。

根据本实用新型的示例性实施例，可降低风力发电机翻身时的风险，提高了安全性能，并且降低了吊钩的成本，提高了工作效率。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的翻身工装的结构示意图；

图2是根据本实用新型的实施例的安装底座的分解结构示意图；

图3是安装有翻身吊具的风力发电机与根据本实用新型的实施例的翻身工装连接的结构示意图；

图4是安装有翻身吊具的风力发电机在翻身到达指定角度时与翻身工装的连接结构示意图。

附图标记说明：

10-工作台；30-安装底座；11-上面板；9-可伸缩臂、液压缸；91-外缸；92-内缸；5-翻身吊具；6-支撑座；321-连接孔；2-风力发电机；32-连接梁；33-旋转梁；35-弯曲梁；12-支撑腿；13-加强梁；310-支撑架；320-安装架；323-辅助安装板；322-加强构件；325-结合板；23-吊钩连接点；24、25-凸耳块；26-加强筋；51-长边；52-短边；3-叶轮侧螺栓法兰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例做具体描述。

图1是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的翻身工装的结构示意图；图2是根据本实用新型的实施例的安装底座的分解结构示意图。

参照图1和图2，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的翻身工装可包括：工作台10，包括上面板11；安装底座30，可旋转地安装在工作台10的上面板11上；可伸缩装置，安装在工作台10和安装底座30之间，能够使安装底座30相对于上面板11旋转。其中，安装底座30包括用于固定风力发电机2的安装架320，以安装风力发电机2。当风力发电机2安装在安装架320上之后，可通过安装底座30的翻转实现风力发电机2的翻身，下文中将对此进行详细的介绍。

可伸缩装置包括能够沿其长度方向伸缩的一对可伸缩臂9，该可伸缩臂9的上端和下端分别可旋转地连接到安装底座30和工作台10，通过可伸缩臂9的伸缩能够使安装底座30相对于上面板11旋转。

可伸缩臂9可实现为液压缸9，液压缸9的外缸91可连接到工作台10，液压缸9的内缸92可连接到安装底座30。这样，可通过调整液压缸9的液压大小，使一对液压缸9的内缸92相对于外缸91同步伸缩，实现安装底座30的翻转。

安装底座30可包括支撑架310，用于安装风力发电机2的安装架320布置在支撑架310上。支撑架310还可包括一对旋转梁33，旋转梁33的第一端可旋转地连接到工作台10的上面板11，旋转梁33的第二端可旋转地连接到液压缸9的内缸92(即，液压缸9的上端)。这样，一对旋转梁33的第一端可以一起作为安装底座30的旋转支点使安装底座30绕一对旋转梁33的第一端所形成的轴线翻转。

工作台10包括用于支撑上面板11的多个支撑腿12和连接在多个支撑腿12之间的加强梁13。这样，液压缸9的外缸91(即，液压缸9的下端)可以可旋转地连接到多个支撑腿12中的一个支撑腿12或者加强梁13，附图中仅示出了连接到加强梁13的情况，但不受其限制。

另外，如图1所示，为实现可伸缩臂9的连接，工作台10的上面板11上可形成开口，开口的位置分别与一对可伸缩臂9相对应，根据本实用新型的实施例，一对可伸缩臂9位于工作台10的两侧，因此，上面板11中包括形成在其两侧的两个开口。然而，开口的大小和形状可以根据可伸缩臂9的运动范围确定而不受具体限制。

旋转梁33的安装液压缸9的表面相对于上面板11呈预定角度，所述预定角度可优选地在30°到60°范围内。此外，在液压缸9的初始状态(未伸长的状态)下，液压缸9与旋转梁33可大体呈彼此垂直的状态，以便于向旋转梁33施加力。

设置旋转梁33的安装液压缸9的表面与上面板11之间的夹角为30°到60°的范围内的原因在于：如果旋转梁33与上面板11之间的夹角小于30°，则可能影响安装液压缸9所需的空间；如果旋转梁33与上面板11之间的夹角大于60°，液压缸9则需要提供较大的驱动力并延伸较长的长度来实现风力发电机2所需的翻转角度，然而，通常情况下，液压缸9伸出后的最大长度是其未延出(初始状态)时的长度的二倍，如果旋转梁33的倾斜角度夹角大于60°，都可能难以通过液压缸9实现风力发电机2所需的翻转角度。

此外，除用于与液压缸的内缸92连接的倾斜部分外，旋转梁33还包括与上面板11大体平行的水平部分，即旋转梁33的第一端可为延伸出的水平部分，以便于实现安装底座30与工作台10之间的连接。如图1和图2所示，旋转梁33的第一端可呈“U”字型，并且可在上面板11上安装倒“T”字型支撑座6，通过将旋转梁33的“U”字型端部放置在倒“T”字型支撑座6的外侧，并通过枢轴连接二者，即可实现上述安装底座30与工作台10之间的可旋转连接。

此外，液压缸9与旋转梁33和加强梁13之间的连接也可采用相似的结构，在此不再赘述。然而，二者之间的可旋转连接结构不限于此，只要两个部件之间是可旋转连接的结构均是可行的。

另外，如图2所示，支撑架310还包括从旋转梁33的第二端弯曲地延伸到与旋转梁33的第一端位于同一水平面的一对弯曲梁35，即，在翻身工装的初始状态下，从一对旋转梁33的第二端延伸的一对弯曲梁35经弯曲地延伸后接触到工作台10的上面板11，每个旋转梁33与相应的弯曲梁35可形成如图2所示的梯形-拱形形状，为液压缸9的安装提供充足的空间。此外，支撑架310还包括形成在所述一对旋转梁33之间和一对弯曲梁35之间并分别将一对旋转梁33和一对弯曲梁35连接起来的连接梁32，如图2所示，连接梁32可由多个联接钢梁焊接，并与旋转梁33和弯曲梁35彼此焊接形成支撑架310。

一对旋转梁33可分别形成在支撑架310的两侧，在这种情况下，安装架320与一对旋转梁33均分开预定距离，以防止在安装风力发电机2时与旋转梁33发生干涉。

安装架320可包括结合板325和多个加强构件322，结合板325可形成为圆环形状或不连续的圆环形状，以与风力发电机2的定子或转子的形状相对应。多个加强构件322可形成在结合板325的下方，使结合板325与支撑架310分开预定距离，从而防止支撑架310干涉风力发电机2的位于外侧的转子或定子，为风力发电机2的安装提供空间。

安装架320的外径可小于风力发电机2的转子的内径，且其内径小于风力发电机2的定子的内径。这样设计的原因在于：在风力发电机2为永磁直驱风力发电机的情况下，定子通常设置在转子的内侧，且定子与转子之间的气隙非常小(约为几毫米)。另外，转子悬空设置，如果转子受到外力冲击，则很容易受损。安装架320的上述结构能够防止转子受到外力影响。然而，安装架320的形状不限于此，只要能够安装风力发电机2的定子且不干涉风力发电机2的转子即可。

另外，上面仅描述了当风力发电机2的定子位于转子内侧的情况，风力发电机2还存在转子位于定子内侧的情况，在这种情况下，安装架320可形成为与风力发电机2的转子相对应的形状，并将风力发电机2的转子安装到用于风力发电机的翻身工装。

安装架320还可包括形成在多个加强构件322下方的辅助安装板323，以便于实现安装架320与支撑架310之间的连接。辅助安装板323可形成为与安装架320相同的形状，但辅助安装板323的形状不限于此，只要能够实现多个加强构件322与支撑架310之间的连接即可。

此外，结合板325上可形成至少一圈连接孔321，以连接不同机型的风力发电机。作为示例，根据实施例的结合板325上形成有不同直径的三圈连接孔321，从最外圈到最内圈可分别用于安装6MW、3MW、2MW的永磁直驱风力发电机。

根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的翻身工装还可包括角度指示器(未示出)，角度指示器可安装在旋转梁33上，例如，如图1所示，角度指示器可安装在旋转梁33的端部处，以记录安装底座30的旋转角度。

图3是安装有翻身吊具的风力发电机与根据本实用新型的实施例的翻身工装连接的结构示意图；图4是安装有翻身吊具的风力发电机在翻身到达指定角度时与翻身工装的连接结构示意图。下面参照图3和图4描述使用根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的翻身工装对风力发电机进行翻身工作的过程。

首先介绍风力发电机2进行翻身工作所使用的翻身吊具5。如图3所示，翻身吊具5整体呈L形，L形翻身吊具5的长边51上形成有与风力发电机2进行连接的凸耳块24和25，凸耳块24和25通过螺栓等紧固件连接到风力发电机2的叶轮侧螺栓法兰3上，L形翻身吊具5的短边52上形成有吊钩连接点23，用于在翻身工作完成后连接到吊钩(未示出)。

翻身吊具5的长边51上还形成有加强筋26，加强筋26可与长边51的一部分形成三角形形状，从而加强翻身吊具5的强度。另外，加强筋26还可与吊钩连接，实现风力发电机2的平移，例如，在将风力发电机2安装到用于风力发电机的翻身工装上时，即可采用加强筋26作为吊钩的吊点。加强筋26的形状不限于在此描述的形状，能够实现上述功能的任何形状都是可行的。

如上所述，风力发电机2与翻身吊具5装配好后，可将吊钩连接到加强筋26，进而将风力发电机2吊装到已装配好的用于风力发电机的翻身工装上，然后进行风力发电机2与用于风力发电机的翻身工装之间的连接(此时可拆除吊钩与加强筋26之间的连接)。在风力发电机2为内定子外转子的情况下，利用螺栓将风力发电机2的定子连接到结合板325，反之则将风力发电机2的转子连接到结合板325。在此以风力发电机2为内定子外转子的情况为例，利用形成在定子上的安装孔(未示出)与形成在结合板325上的一圈连接孔321，通过螺栓使二者连接，完成风力发电机5与翻身工装之间的连接，如图3所示。

当风力发电机2与翻身工装的连接完成后，启动液压缸9，增大液压，使液压缸9的内缸92伸出，推动安装底座30翻转，进而带动风力发电机2一起翻转，角度指示器可指示当前风力发电机2翻转的角度。

当角度指示器指示风力发电机2翻身达到指定角度(即，安装角度)后(如图4所示)，使液压缸9保持液压不变，并将吊钩连接到翻身吊具5上的吊钩连接点23，然后拆除风力发电机2与用于风力发电机的翻身工装之间的连接。之后，风力发电机2被吊钩吊起，然后安装到位于机舱(未示出)处的齿轮箱(未示出)上。

另外，当翻身吊具5和风力发电机2一起被吊钩起吊时，翻身吊具5的结构设计可以满足其与风力发电机2装配后翻转到指定角度时，整体重心方向竖直，即可以使风力发电机2保持在预定的倾斜角度，以使其安装到机舱上。具体地，不同机型的风力发电机2对应的翻身吊具5的结构设计不同，以满足翻转的需要而设计。此外，如上所述的加强筋26可对翻身吊具5起配重作用，以实现该需求。

在完成风力发电机2的翻身并拆除风力发电机2后，减小液压缸9的液压，液压缸9的内缸92缩回，使安装底座30返回至初始位置，至此完成风力发电机2的翻身工作。

如上所述，利用根据本实用新型的用于风力发电机的翻身工装，可仅使用一个吊钩实现风力发电机的翻身工作，从而降低了使用两个吊钩翻身时的风险，提高了安全性能，并且降低了吊钩的成本，避免了使用两个吊钩时发电机发生歪斜的问题，提高了工作效率。

虽然上面已经详细描述了本实用新型的示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可对本实用新型的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本实用新型的范围内。

Claims (11)

1.一种用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述用于风力发电机的翻身工装包括：

工作台(10)，包括上面板(11)；

安装底座(30)，可旋转地安装在所述上面板(11)上；

可伸缩装置，安装在所述工作台(10)和所述安装底座(30)之间，能够使所述安装底座(30)相对于所述上面板(11)旋转，

其中，所述安装底座(30)包括用于固定所述风力发电机(2)的安装架(320)。

2.如权利要求1所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述可伸缩装置包括一对可伸缩臂(9)，所述可伸缩臂(9)沿其长度方向能够伸缩，所述可伸缩臂(9)的上端和下端分别可旋转地连接到所述安装底座(30)和所述工作台(10)，通过所述可伸缩臂(9)的伸缩能够使所述安装底座(30)相对于所述上面板(11)旋转。

3.如权利要求2所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述安装底座(30)还包括支撑架(310)，所述安装架(320)布置在所述支撑架(310)上，所述支撑架(310)包括一对旋转梁(33)，所述旋转梁(33)的第一端可旋转地连接到所述工作台(10)，所述旋转梁(33)的第二端可旋转地连接到所述可伸缩臂(9)的上端。

4.如权利要求3所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述工作台(10)还包括用于支撑所述上面板(11)的多个支撑腿(12)和连接在所述多个支撑腿(12)之间的加强梁(13)，所述可伸缩臂(9)的下端可旋转地连接到所述多个支撑腿(12)中的一个所述支撑腿(12)或者所述加强梁(13)。

5.如权利要求3所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述旋转梁(33)的安装所述可伸缩臂(9)的表面相对于所述上面板(11)呈预定角度，所述预定角度在30°到60°的范围内。

6.如权利要求3所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述支撑架(310)还包括从所述旋转梁(33)的第二端弯曲地延伸到与所述旋转梁(33)的第一端位于同一水平面的一对弯曲梁(35)，以及形成在所述一对旋转梁(33)之间和所述一对弯曲梁(35)之间并分别将所述一对旋转梁(33)和所述一对弯曲梁(35)连接起来的连接梁(32)。

7.如权利要求6所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述旋转梁(33)分别形成在所述支撑架(310)的两侧，所述安装架(320)与所述旋转梁(33)分开预定距离。

8.如权利要求7所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述安装架(320)包括结合板(325)和多个加强构件(322)，所述结合板(325)形成为圆环形状或不连续的圆环形状，以与所述风力发电机(2)的定子或转子的形状相对应，所述多个加强构件(322)形成在所述结合板(325)的下方，以使所述结合板(325)与所述支撑架(310)分开预定距离。

9.如权利要求8所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述安装架(320)还包括形成在所述多个加强构件(322)下方的辅助安装板(323)。

10.如权利要求8所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述结合板(325)上设置有至少一圈连接孔(321)。

11.如权利要求1-10任一项所述的用于风力发电机的翻身工装，其特征在于，所述安装底座(30)与所述工作台(10)的连接点处设置有角度指示器，以指示所述安装底座(30)的旋转角度。