一种风力发电机叶片组装工装的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机叶片组装工装。

背景技术：

随着海上风电的发展，海上风力发电机朝着大型化方向发展，通用轮毂重达200吨以上，叶片长度70米以上，组拼完成后，叶轮直径达150米，尺寸巨大。

传统的海上风机安装，一般先将风机轮毂安装在发电机舱上，叶片采用专用吊具吊装至高空同轮毂对接，这种安装方式需要在高空进行位置微调，受施工受风力影响较大，而且高空对位困难，需要专用的工程船，工程投入大，危险性较高。另外有部分工程施工，先将风力发电机轮毂固定在轮毂支架上，然后再依次安装三片叶片，但因海上风机叶片尺寸巨大，且三片叶片呈120度分布，安装第一片叶片后需要在甲板上对叶片起重机进行移位，之后才能进行第二片叶片和第三片叶片的安装，这种安装方式需对叶片起重机进行两次移位操作，且叶片起吊过程中也需要进行复杂的旋转及换位，耗时长，安装效率低，风险较大。

为了减少叶片起重机移位次数，如申请号为201721905031.7的中国实用新型专利公开了一种叶轮组装工装，叶轮组装工装包括：支架，在第一方向上具有相对设置的第一端部及第二端部；回转部件，包括同轴设置且转动连接的固定圈及转动圈，固定圈与支架在第一方向上层叠设置且连接于第一端部，转动圈能够与轮毂连接；驱动部件，设置于支架且与转动圈连接，以驱动转动圈相对于固定圈转动；但是风机叶片在安装时会因风力或船体晃动而摇晃、旋转，增大叶片安装的难度，造成安装效率低。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种风力发电机叶片组装工装，能够提高风力发电机叶片安装的稳固性。

为实现上述目的，本实用新型所设计的风力发电机叶片组装工装包括轮毂支架，所述轮毂支架包括底座、驱动电机、齿轮、回转支承和轮毂固定法兰，所述回转支承的外圈与底座固定，所述回转支承的内圈与齿轮啮合，且回转支承的内圈与轮毂固定法兰固定，所述驱动电机与齿轮连接驱动齿轮转动；其特征在于，它还包括锁定机构，所述锁定机构包括电动推杆、插销和锁定耳板，所述电动推杆固定安装在轮毂支架的底座上，所述电动推杆的伸缩端与插销固定，所述锁定耳板固定在轮毂固定法兰上且锁定耳板上开有与插销配合的锁孔。

作为优选方案，它还包括角度控制装置，所述角度控制装置包括编码器、编码器传动齿轮和plc控制器，所述plc控制器的信号输入端与编码器连接，所述plc控制器的信号输出端与驱动电机连接，所述编码器与编码器传动齿轮连接，所述编码器传动齿轮同回转支承的内圈啮合。

作为优选方案，所述驱动电机的主轴上安装了制动器。

作为优选方案，所述底座上固定有插销底座，所述插销穿设在插销底座中。

本实用新型的优点在于：与传统的风力发电机叶片组装工装相比，本实用新型的风力发电机叶片组装工装通过锁定机构实现风力发电机叶片的安装稳固性，在叶片与轮毂对接时，通过锁定机构固定轮毂，方便叶片的安装操作。

附图说明

图1为本实用新型的风力发电机叶片组装工装的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的风力发电机叶片组装工装中锁定机构与轮毂支架的连接关系图；

图4为本实用新型的风力发电机叶片组装工装中角度控制装置与轮毂支架的连接关系图；

图5为本实用新型的风力发电机叶片组装工装与轮毂的连接示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为第一片叶片组装的状态图；

图8为第二片叶片组装的状态图；

图9为第三片叶片组装的状态图；

图10为plc控制器的控制原理图；

图中各部件标号如下：轮毂支架10、底座11、驱动电机12、制动器13、减速机14、齿轮15、回转支承16、轮毂固定法兰17、锁定机构20、电动推杆21、插销底座22、插销23、锁定耳板24、角度控制装置30、编码器31、编码器传动齿轮32、编码器底座33、轮毂40、第一片叶片51、第二片叶片52、第三片叶片53。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，以下将结合附图和具体实例对实用新型进行详细的说明。

为解决风力发电机叶片在安装过程中存在晃动的问题，本实用新型提供一种风力发电机叶片组装工装，风力发电机叶片组装工装包括轮毂支架和锁定机构，轮毂支架具有回转支承和底座，回转支承的内圈与齿轮啮合，且回转支承的内圈与轮毂固定法兰固定，回转支承的外圈与底座固定，齿轮通过驱动电机实现转动，通过齿轮驱动回转支承的内圈相对于外圈转动，进而带动轮毂固定法兰在水平面转动；锁定机构具有插销、锁定耳板和电动推杆，锁定耳板与轮毂固定法兰固定且锁定耳板上开有锁孔，插销通过电动推杆上下伸缩，插销向上伸入锁孔内实现轮毂固定法兰的锁定。以下将通过具体的实施例来对本实用新型的风力发电机叶片组装工装的优选方式进行详细地说明。

结合图1、图3和图4所示，本实用新型的风力发电机叶片组装工装，包括轮毂支架10、锁定机构20和角度控制装置30。

结合图1和图2所示，轮毂支架10包括用于固定在地面或者甲板上的底座11、驱动电机12、制动器13、减速机14、齿轮15、回转支承16和轮毂固定法兰17。回转支承16的外圈与底座11通过螺栓固定，回转支承16的内圈与齿轮15啮合且回转支承16的内圈通过螺栓与轮毂固定法兰17固定，驱动电机12的主轴上安装有可夹紧电动机的主轴的制动器13，驱动电机12经减速机14后与齿轮15连接，齿轮15通过驱动电机12实现水平面上的转动，齿轮15驱动回转支承16的内圈相对于外圈发生转动进而带动轮毂固定法兰17在水平面转动。

结合图3所示，锁定机构20包括电动推杆21、插销底座22、插销23和锁定耳板24，电动推杆21竖直安装在轮毂支架10的底座11上，电动推杆21的伸缩端焊接固定有插销23，沿轮毂固定法兰17圆周边沿均匀焊接有三块锁定耳板24，三块锁定耳板24互成120°，三块锁定耳板24上均开有锁孔24.1，在底座11上还固定有插销底座22，插销底座22上开有插销孔，插销23的中部穿套在插销孔内，插销底座22为插销23提供径向支撑力，防止插销23发生倾斜。插销23通过电动推杆21向上伸入锁孔24.1内实现轮毂固定法兰17的锁定。

结合图4所示，角度控制装置30包括编码器31、编码器传动齿轮32和编码器底座33以及plc控制器，编码器底座33焊接固定在轮毂支架10的底座11上，编码器底座33上安装有编码器传动齿轮32和编码器31，编码器传动齿轮32同回转支承16的内圈啮合，当回转支承16内圈转动时，通过齿轮传动，带动编码器传动齿轮32转动，编码器传动齿轮32中心轴同编码器31相连，从而将转动信号传递给编码器31，编码器31与plc控制器的信号输入端连接，结合图10所示，plc控制器的信号输出端与轮毂支架10的驱动电机12连接，通过角度控制装置30实现回转支承16的旋转、回转支承16旋转角度监控、以及到位自动停止的闭环控制。

本实施例的风力发电机叶片组装工装的使用过程为，结合图5和图6所示，首先将风力发电机的轮毂固定在轮毂支架10的轮毂固定法兰17上，结合图3所示，插销23通过电动推杆21向上伸入锁孔24.1内实现轮毂固定法兰17的锁定，防止轮毂固定法兰转动影响叶片的安装，将第一片叶片51通过起重机与轮毂40组装，如图7所示，第一片叶片51组装完毕后，电动推杆21向下运动，插销23通过电动推杆21退出锁孔24.1实现轮毂固定法兰17的解锁，plc控制器控制驱动电机12运行，驱动电机12驱动齿轮15转动，通过回转支承16和齿轮15啮合带动轮毂固定法兰17在水平面转动，轮毂固定法兰17转动的角度信号通过编码器31传输给plc控制器，当轮毂固定法兰17转动的角度达到120°，plc控制器控制驱动电机12停止，插销23通过电动推杆21向上伸入锁孔24.1内再次锁定轮毂固定法兰17，然后将第二片叶片52通过起重机与轮毂40组装，结合图8所示，同样的操作将第三片叶片53与轮毂40组装，结合图9所示，三片叶片全部组装完毕。

本实施例的风力发电机叶片组装工装与传统的风力发电机叶片组装工装相比，具有的优点为：

(1)本实施例的风力发电机叶片组装工装通过锁定机构实现风力发电机叶片的安装稳固性，在叶片与轮毂对接时，在锁定机构的作用下，轮毂固定不动，方便叶片的安装操作。

(2)本实施例的风力发电机叶片组装工装通过角度控制装置实现轮毂的自动旋转，到达预设的旋转角度(本实施例中为120°)后自动停止，无需通过人工旋转轮毂，减轻人工的劳动强度，提高叶片安装效率。

(3)本实施例的风力发电机叶片组装工装通过回转支承带动轮毂固定法兰在水平面转动，避免起重机进行移位操作，节省安装时间，提高安装施工效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。