CN115959559A - 风电叶片专用吊具 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风电叶片专用吊具，包括主横梁架、正反向旋转调整机构、左右向旋转调整机构和夹持机构，所述左右旋转调整机构包括与主横梁架铰接的旋转基座，所述正反向旋转调整机构包括与旋转基座铰接的吊臂，旋转基座和主横梁架之间的角度变化、吊臂与旋转基座之间的角度变化均通过油缸实现，旋转基座在主横梁架上的铰接轴与吊臂在旋转基座上的铰接轴相互垂直；所述夹持机构位于主横梁架两端，包括可收放的吊带和自调心压臂组件，吊带与自调心压臂组件配合固定夹紧叶片。本发明中的吊具灵活利用油缸实现对风电叶片的径向和轴向调整，结构简单，操作方便，同时可用于吊装多种规格的风电叶片，适用度高。

Description

风电叶片专用吊具

技术领域

本发明涉及吊装技术领域，具体涉及一种风电叶片专用吊具。

背景技术

风力发电设备的叶片是风力发电设备不可缺少的关键部件，对风能的转化工作效率起着决定的因素，影响着风力发电量和发电成本，随着风电机组趋向于大型化，主机轮毂重心越来越高，叶片长度及重量也越来越大，因此叶片的安装和运维成为一个重要问题。

传统的风机叶片安装一般采用以下两种方式：1、单叶片式组装。用吊具将叶片分别起吊，从水平位置重复安装，轮毂进行旋转纠偏(如图1所示)，在这个过程中，仅靠轮毂的制动器无法保证在任意角度下使轮毂制动，而且叶片在吊装过程中过程中可能受到风向影响，导致叶片与轮毂难以对齐，风力发电设备整机安装效率很难提升。2、叶轮式组装。将三个叶片和毂帽安装好后整体吊装到机舱上，可以减少叶片安装时定位、对接等作业，降低施工难度，但与单叶片式组装相比，需要更大的安装平台。

现有的一些吊具针对单叶片式组装方法中的问题提出改进，使叶片在吊装过程中可以改变叶片的角度以适应轮毂的方位，但整个吊具安装工作操作繁琐，体积庞大，结构复杂，安装成本高，导致安装效率提升不明显；而且吊具上所用的夹持机构不能适应不同规格的风电叶片，导致整个吊具的适用性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有自动调节角度功能的风电叶片专用吊具，结构简单，用于解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，一种风电叶片专用吊具，包括主横梁架、正反向旋转调整机构、左右向旋转调整机构和夹持机构，所述左右旋转调整机构包括位于主横梁架上与主横梁架铰接的旋转基座和左右调整油缸，所述左右调整油缸两端分别与主横梁架和旋转基座铰接，所述正反向旋转调整机构包括位于旋转基座上并与旋转基座铰接的吊臂和正反调整油缸，正反调整油缸两端分别与旋转基座和吊臂铰接，旋转基座在主横梁架上的铰接轴与吊臂在旋转基座上的铰接轴相互垂直；所述夹持机构位于主横梁架左、右两端，包括可收放的吊带和自调心压臂组件，吊带通过紧固油缸实现张紧，自调心压臂组件通过销轴连接在主横梁架底部对应吊带的位置。

具体的，所述吊带两端分别连接滑动端脱钩器、固定端脱钩器，所述固定端双向脱钩器和紧固油缸分别通过销轴连接在主横梁架的前、后两侧，固定端脱钩器与紧固油缸之间的水平距离大于风电叶片径向截面的长度，滑动端双向脱钩器由销轴连接在紧固油缸上。

具体的，所述旋转基座呈倒U形,旋转基座垂直于主横梁架设置，其两端分别与主横梁架铰接；所述吊臂呈A形，吊臂底部与旋转基座垂直设置且两端分别与旋转基座铰接。

具体的，所述夹持机构中使用的滑动端脱钩器和固定端脱钩器均为双向脱钩器。

具体的，所述自调心压臂组件包括V形压臂和位于压臂两端的夹紧块，所述压臂垂直于风电叶片的轴线设置，所述夹紧块底部固定有橡胶片。

具体的，所述夹持机构还包括调整吊带方向的转向组件，所述转向组件位于滑动端脱钩器和固定端脱钩器之间、靠近滑动端脱钩器的一侧，所述转向组件包括固定在主横梁架下方的悬臂和位于悬臂底部垂直于吊带设置的转向轮，所述转向轮与吊带抵接。

具体的，所述转向轮中部套设有隔挡。

具体的，所述吊具上安装有用于反馈吊具实时状态的传感器，与控制油缸的控制系统实现闭环。

通过上述技术方案得到的一种风电叶片专用吊具，其有益效果是：

1、实现了单个风电叶片的全自动吊装，操作简单，降低了安装成本；

2、在主横梁架上设置与主横梁架铰接的旋转基座，又在旋转基座上铰接吊臂，所述吊臂在旋转基座上的铰接轴与旋转基座在主横梁架上的铰接轴相互垂直，通过油缸的伸缩实现了对风电叶片轴向和径向方向的调整，整体结构简单，安装方便；

3、通过紧固油缸的伸缩实现吊带的张紧，在自调心压臂组件的配合下实现对风电叶片的固定夹紧，使风电叶片在吊装过程中保持与吊具运动的一致性。

4、固定端脱钩器与紧固油缸之间的水平距离大于风电叶片径向截面的长度，使风电叶片在起吊过程中保持平放状态，风电叶片的重心更贴近主横梁架，减少了侧向风对风电叶片的影响；

5、通过设置转向组件减少吊带与风电叶片尖端的接触摩擦，提高吊带寿命。

附图说明

图1是现有的单个风电叶片安装示意图。

图2是本发明所述风电叶片专用吊具的结构示意图。

图3是本发明所述夹持机构的结构示意图。

图4是所述吊具左向旋转调整结构示意图。

图5是所述吊具右向旋转调整结构示意图。

图6是所述吊具正向旋转调整结构示意图。

图7是所述吊具反向旋转调整结构示意图。

图中，主横梁架1；正反向旋转调整机构2；吊臂21；正反调整油缸22；左右向旋转调整机构3；旋转基座31；左右调整油缸32；夹持机构4；吊带41；紧固油缸42；固定端脱钩器43；滑动端脱钩器44；自调心压臂组件45；压臂45a；夹紧块45b；橡胶片45c；转向组件46；悬臂46a；转向轮46b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种风电叶片专用吊具，包括主横梁架1、正反向旋转调整机构2、左右向旋转调整机构3、夹持机构4和控制系统，正反向旋转调整机构2用于实现风电叶片的径向水平调整，左右向旋转调整机构3用于实现风电叶片的轴向水平调整，夹持机构4用于夹持风电叶片，控制系统通过吊具上安装的传感器反馈风电叶片的实时状态信息，进而远程控制正反向旋转调整机构2和左右向旋转调整机构3，以满足对风电叶片角度的实时调整并实现闭环控制，保证吊具在使用中安全稳定的运行。

如图所示，所述风电叶片专用吊具包括主横梁架1、正反向旋转调整机构2、左右向旋转调整机构3和夹持机构4，所述夹持机构4位于主横梁架1的两端，左右向旋转调整机构3通过销轴与主横梁架1活动连接，正反向旋转调整机构2通过销轴与左右向旋转调整机构3活动连接。

其中，所述左右旋转调整机构包括位于主横梁架1上与主横梁架1铰接的旋转基座31和左右调整油缸32，所述左右调整油缸32两端分别与主横梁架1和旋转基座31铰接，所述正反向旋转调整机构2包括位于旋转基座31上并与旋转基座31铰接的吊臂21和正反调整油缸22，正反调整油缸22两端分别与旋转基座和吊臂铰接；在这里需要注意的是，旋转基座31与吊臂21的铰接轴相互垂直，分别实现对主横梁架左右方向和正反方向的调节。

具体的，所述旋转基座31呈倒U形,旋转基座31沿垂直于主横梁架1长度方向设置，其两端分别与主横梁架1铰接，左右调整油缸32的数量不少于两个，分别位于旋转基座31与主横梁架1铰接的两端，其伸缩方向在水平面上的投影与旋转基座31的铰接轴垂直，左右调整油缸32的伸缩使旋转基座31和主横梁架1发生角度变化，从而实现吊具的左右向旋转，达到风电叶片的轴向水平调整的目的；所述吊臂21呈A形，吊臂21底部与旋转基座31垂直设置且两端分别与旋转基座31铰接，正反调整油缸22一端与旋转基座31铰接，另一端与吊臂21远离旋转基座31的一端铰接，正反调整油缸的伸缩方向在水平面上的投影与吊臂21的铰接轴垂直，正反调整油缸22的伸缩使吊臂21与旋转基座31发生角度变化，从而实现吊具的正反向旋转达到风电叶片的径向水平调整。

当然，所述旋转基座31方向可调，左右调整油缸32的驱动方向对应发生调整，例如所述旋转基座31设置为与主横梁架1的长度方向一致，吊臂21的铰接轴仍与旋转基座31的长度方向垂直，此时旋转基座31的旋转可以实现吊具的正反向旋转，吊臂21的旋转可以实现吊具的左右向旋转，即旋转基座31与吊臂21对吊具的调节方向发生对换，不影响本发明整体功能的实现，所述左右调整油缸32和正反调整油缸22也可使用其他简单的伸缩结构代替。

所述夹持机构4包括可收放的吊带41和自调心压臂组件45，所述吊带41通过紧固油缸42拉紧，具体的，所述吊带41两端分别固定在滑动端脱钩器44和固定端脱钩器43上，所述固定端脱钩器43和紧固油缸42分别通过销轴连接在主横梁架1的前、后两侧，固定端脱钩器43与紧固油缸42之间的水平距离大于风电叶片径向截面的长度，以保证风电叶片与主横梁架长度方向一致并平放在吊带上，自调心压臂组件45通过销轴连接在主横梁架1的底部，滑动端双向脱钩器由销轴连接在紧固油缸42上，紧固油缸42的伸缩带动滑动端双向脱钩器，并拉动吊带41，使吊带41贴合风电叶片的下表面，自调心压臂组件45自动调整角度贴合风电叶片的上表面，吊带41与自调心压臂组件45配合夹紧风电叶片，可适应不同规格的风电叶片，保证风电叶片在吊装的过程中和吊具始终保持动作一致。

所述夹持机构4的数量至少为两组，沿主横梁架1长度方向间隔分布，使得风电叶片在夹持过程中方向始终与主横梁架保持一致，夹持机构4中使用的滑动端脱钩器44和固定端脱钩器43均为双向脱钩器，可以实现同时对两根吊带41的固定，提高对风电叶片的固定能力；所述自调心压臂组件45包括V形压臂45a和位于压臂45a两端的夹紧块45b，所述压臂45a垂直于风电叶片的轴线设置，所述夹紧块45b底部固定有橡胶片45c，与风电叶片的上表面在提高夹持力度的同时可以减少对风电叶片的磨损。

更进一步的，所述夹持机构4还包括调整吊带41方向的转向组件46，所述转向组件位46位于滑动端脱钩器44和固定端脱钩器43之间、靠近滑动端脱钩器44的一侧，所述转向组件46包括固定在主横梁架1下方的悬臂46a和位于悬臂46a底部垂直于吊带41设置的转向轮46b，所述转向轮46b与吊带41抵接。

所述转向轮46b中部套设有隔挡，避免同一组夹持机构4中的吊带41重叠造成磨损。

风电叶片的径向横截面呈水滴状，风电叶片吊装时，吊带41穿过转向组件46固定在滑动端脱钩器44上，调整活动件三使吊带41收缩，吊带41配合自调心压臂组件45夹紧风电叶片，此时风电叶片尖端朝向滑动端脱钩器44，主横梁架处于水平状态，整个风电叶片的重心较低，可以更好地抵御侧向风的影响，使风电叶片在吊装过程中保持稳定。

当需要调整风电叶片轴心进行变桨以与轮毂上的螺栓孔对位时，控制系统控制正反调整油缸22向旋转基座一侧施力，主横梁架随同旋转基座产生一定角度的翻转，带动风电叶片发生径向方向的旋转；当需要调整风电叶片轴线以与轮毂保持平行时，控制系统控制左右调整油缸32向主横梁架一侧施力，主横梁架带动风电叶片发生轴向方向的旋转。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种风电叶片专用吊具，其特征在于，包括主横梁架、正反向旋转调整机构、左右向旋转调整机构和夹持机构，所述左右旋转调整机构包括位于主横梁架上与主横梁架铰接的旋转基座和左右调整油缸，所述左右调整油缸两端分别与主横梁架和旋转基座铰接，所述正反向旋转调整机构包括位于旋转基座上并与旋转基座铰接的吊臂和正反调整油缸，正反调整油缸两端分别与旋转基座和吊臂铰接，旋转基座在主横梁架上的铰接轴与吊臂在旋转基座上的铰接轴相互垂直；所述夹持机构位于主横梁架左、右两端，包括可收放的吊带和自调心压臂组件，吊带通过紧固油缸实现张紧，自调心压臂组件通过销轴连接在主横梁架底部对应吊带的位置。

2.根据权利要求1所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述吊带两端分别连接滑动端脱钩器、固定端脱钩器，所述固定端双向脱钩器和紧固油缸分别通过销轴连接在主横梁架的前、后两侧，固定端脱钩器与紧固油缸之间的水平距离大于风电叶片径向截面的长度，滑动端双向脱钩器由销轴连接在紧固油缸上。

3.根据权利要求1所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述旋转基座呈倒U形,旋转基座垂直于主横梁架设置，其两端分别与主横梁架铰接；所述吊臂呈A形，吊臂底部与旋转基座垂直设置且两端分别与旋转基座铰接。

4.根据权利要求2所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述夹持机构中使用的滑动端脱钩器和固定端脱钩器均为双向脱钩器。

5.根据权利要求1所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述自调心压臂组件包括V形压臂和位于压臂两端的夹紧块，所述压臂垂直于风电叶片的轴线设置，所述夹紧块底部固定有橡胶片。

6.根据权利要求4所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述夹持机构还包括调整吊带方向的转向组件，所述转向组件位于滑动端脱钩器和固定端脱钩器之间、靠近滑动端脱钩器的一侧，所述转向组件包括固定在主横梁架下方的悬臂和位于悬臂底部垂直于吊带设置的转向轮，所述转向轮与吊带抵接。

7.根据权利要求6所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述转向轮中部套设有隔挡。

8.根据权利要求1所述的风电叶片专用吊具，其特征在于，所述吊具上安装有用于反馈吊具实时状态的传感器，与控制油缸的控制系统实现闭环。

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