一种风电机组中轮毂与叶片的组对方法.pdf

本发明公开了一种风电机组中轮毂与叶片的组对方法，所述组对方法包括：(1)轮毂的变桨轴承通过地面电动变桨方式旋转；(2)分别通过与叶根部和叶尖部连接的吊带将叶片吊起，通过调节吊带与叶片的接触面，实现叶片的旋转；(3)通过上述步骤(1)和(2)使叶片的机械零刻度与轮毂的机械零刻度相对应后，进行轮毂与叶片的组对。本发明在不更换短齿形带的基础上，通过旋转叶片的方法使叶片的机械零度与变桨轴承的机械零度对应，完成叶片组装。此方法操作简便，大幅度减少了因需要更换齿形带而带来的质量风险，有助于吊装流水作业的实施。

权利要求书
1.  一种风电机组中轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述组对方 法包括：
(1)轮毂的变桨轴承通过地面电动变桨方式旋转；
(2)分别通过与叶根部和叶尖部连接的吊带将叶片吊起，通过调节吊 带与叶片的接触面，实现叶片的旋转；
(3)通过上述步骤(1)和(2)使叶片的机械零刻度与轮毂的机械零 刻度相对应后，进行轮毂与叶片的组对。

2.  根据权利要求1所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述 步骤(1)中变桨轴承的零刻度旋转至从轮毂外向内方向看处于3点钟偏上 2～3颗螺栓的位置，所述步骤(2)中叶片零刻度旋转至从叶根向叶片方向 看9点钟偏上2～3颗螺栓的位置。

3.  根据权利要求1所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述 步骤(2)中叶根部处的吊带为扁平宽带，所述扁平吊带以缠绕叶根部一圈 半的方式连接，其扁平吊带的一端直接挂在吊车吊钩上，另一端通过手拉 葫芦间接挂在吊车吊钩上。

4.  根据权利要求3所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述 扁平吊带的宽度大于20cm，所述扁平吊带位于距离叶根边缘1.5m的位置。

5.  根据权利要求1所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述 步骤(2)中叶尖部处的吊带通过定滑轮与吊车连接。

6.  根据权利要求5所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征在于，所述 叶尖部处的吊带与叶片后缘接触处采用护具保护。

7.  根据权利要求1至6任一项所述的轮毂与叶片的组对方法，其特征 在于，所述轮毂的变桨轴承采用短齿形带进行变桨。

说明书一种风电机组中轮毂与叶片的组对方法
技术领域
本发明涉及风电机组安装技术领域，特别是涉及一种风电机组中轮毂 与叶片的组对方法。
背景技术
现阶段风电机组的轮毂与叶片组对流程如附图1所示，轮毂的变桨轴 承通过地面电动变桨使变桨轴承的机械零度与叶片的机械零度对应，完成 叶片组装。但由于轮毂出厂时为了节约成本安装的是短齿形带，而短齿形 带不能满足叶片机械对零要求，故在现场进行轮毂与叶片组对时，参照附 图2所示，需要将轮毂自带的短齿形带(5130mm*180mm)临时更换为长齿 形带(6438mm*180mm)，长齿形带采用电动变桨的方式转动变桨轴承，以 迎合叶片机械零度完成叶片组对，之后再将长齿形带更换为短齿形带。此 方法在经济上耗时、耗力，在质量上还存在齿形带更换过程中货损的风险， 对后期造成质量安全隐患，并且由于该组对过程中工艺复杂，在安全管理 上还存在很大的风险。
另外，若轮毂总装车间直接安装长齿形带，采用附图3的流程完成组 对过程，省去了短齿形带与长齿形带的两次更换。此方法虽然可以解决叶 片组对问题，但成本较高，如相比较短齿形带机组，每台约增加4000元采 购成本。
由此可见，上述现有的风电机组中轮毂与叶片的组对方法在结构、方 法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能 创设一种既节约成本又能提高工作效率且兼顾安全性的新的风电机组中轮 毂与叶片的组对方法，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种既节约成本又能提高工作效率的 风电机组中轮毂与叶片的组对方法，使其能在短齿形带的基础上完成轮毂 与叶片的组对，从而克服现有的风电机组中轮毂与叶片组对方法的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组中轮毂与叶片的组对 方法，所述组对方法包括：
(1)轮毂的变桨轴承通过地面电动变桨方式旋转；
(2)分别通过与叶根部和叶尖部连接的吊带将叶片吊起，通过调节吊 带与叶片的接触面，实现叶片的旋转；
(3)通过上述步骤(1)和(2)使叶片的机械零刻度与轮毂的机械零 刻度相对应后，进行轮毂与叶片的组对。
作为本发明的一种改进，所述步骤(1)中变桨轴承的零刻度旋转至从 轮毂外向内方向看处于3点钟偏上2～3颗螺栓的位置，所述步骤(2)中 叶片零刻度旋转至从叶根向叶片方向看9点钟偏上2～3颗螺栓的位置。
进一步改进，所述步骤(2)中叶根部处的吊带为扁平宽带，所述扁平 吊带以缠绕叶根部一圈半的方式连接，其扁平吊带的一端直接挂在吊车吊 钩上，另一端通过手拉葫芦间接挂在吊车吊钩上。
进一步改进，所述扁平吊带的宽度大于20cm，所述扁平吊带位于距离 叶根边缘1.5m的位置。
进一步改进，所述步骤(2)中叶尖部处的吊带通过定滑轮与吊车连接。
进一步改进，所述叶尖部处的吊带与叶片后缘接触处采用护具保护。
进一步改进，所述轮毂的变桨轴承采用短齿形带进行变桨。
采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点：本发明在不更换短 齿形带的基础上，通过旋转叶片的方法使叶片的机械零度与变桨轴承的机 械零度对应，完成叶片组装。此方法操作简便，大幅度减少了因操作繁琐 而带来的质量风险，有助于吊装流水作业的实施；并且还便于组对后叶片 支撑，有效防止了风速对叶片的受力。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是叶片与轮毂组对的常规流程示意图；
图2是短齿形带更换为长齿形带时叶片与轮毂组对的流程示意图；
图3是直接为长齿形带时叶片与轮毂组对的流程示意图；
图4是直接在短齿形带下叶片与轮毂组对的流程示意图；
图5是叶根处起吊时吊带位置布置示意图；
图6是叶尖处起吊时吊带位置布置示意图；
图7是叶片旋转时叶片后缘与吊带接触示意图。
具体实施方式
本发明参照附图4所示，轮毂与叶片组对方法是在不更换短齿形带的 基础上，通过旋转叶片的方法使叶片的机械零度与变桨轴承的机械零度对 应，完成叶片组装。
本实施例以金风2.5MW叶轮组对为例进行详细说明，首先短齿形带的 齿形带压板通过变桨轴承旋转至距离张紧轮6-7颗螺栓(包含余量距离)， 此时变桨轴承的零刻度处于水平方向，即从轮毂外向内方向看处于3点钟 偏上2-3颗螺栓的位置；然后转动叶片，将叶片从初始出厂位置转动40° 左右致使叶片零刻度转动至与变桨轴承的零刻度相对应的水平方向，即从 叶根向叶片方向看9点钟偏上2-3颗螺栓的位置，以满足轮毂与叶片在短 齿形带条件下完成组对。
参照附图5至7所示，对中材52.5m叶片进行旋转的步骤如下:
a)在距离叶片1根部1.5m处(由于中材叶片设计距离叶根处0-1.5m 位置为强度最大点，故可作为叶片1转动力矩施加点)，使用长20m、宽25cm 的扁平吊带2缠绕叶片1一周半，吊带2两端分别挂在吊车吊钩4上，其 中，吊带2一端直接挂在吊车吊钩4上，另一端先连接手拉葫芦3，然后再 通过手拉葫芦3挂在吊车吊钩4上。
b)另取两根扁平吊带2分别连接叶尖处叶片支架7的两侧，两根吊带 2的另一端连接在同一根钢丝绳6上，钢丝绳6穿过挂在吊车吊钩上的定滑 轮。通过定滑轮的作用，可以满足叶根部转动的同时叶尖部同步旋转。由 于在叶尖部同步旋转过程中，其中一根吊带2会接触到叶片后缘，为保护 叶片后缘不受磨损在此处采用后缘专用护具5进行保护。
c)通过手拉葫芦3使叶片1旋转至所需位置。
并且上述方式能够得到理论支持，在叶根部吊带2与叶片1接触面积 为2.26平方米(以吊带2宽度20cm计)，叶根吊带2(如尼龙绳)与叶片 1静摩擦系数为0.2，吊带2全部浸水后与叶片1静摩擦系数为0.05-0.1； 起吊叶片1时叶片1自身扭矩为34KNm(以单根吊带受力28.4kN乘以叶根 半径1.2m计)；在8m/s的风速时，叶片1产生的绕叶片轴线的最大扭矩为 33.1kNm，采用20cm宽的叶根吊带2时安全系数为1.94，采用25cm宽的 叶根吊带2时安全系数为2.43，采用30cm宽的叶根吊带2时安全系数为 2.91；在4m/s的风速时，采用20cm宽的叶根吊带2时安全系数为4.5-5。 因此，采用上述方法实施叶片位置调节的方案理论上可行。
综上，本发明轮毂与叶片组对的方法步骤包括：
(一)轮毂变桨轴承的旋转：变桨轴承通过地面电动变桨的方式，将 变桨轴承的零刻度旋转至从轮毂外向内方向看处于3点钟偏上2～3颗螺栓 的位置，在短齿形带压板上方留出6颗以上螺栓孔位置以备后续电动变桨 小距离调节；
(二)叶片的旋转：
a)在距离叶片1根部1.5m处，使用长20m、宽25cm的扁平吊带2缠绕 一圈半，吊带2两端分别挂在吊车吊钩4上，其中，吊带2一端直接挂在 吊车吊钩4上，另一端先连接手拉葫芦3，然后通过手拉葫芦3挂在吊车吊 钩4上；
b)另取两根扁平吊带2分别连接叶尖处叶片支架7的两侧，两根吊带 2的另一端连接在同一根钢丝绳6上，钢丝绳6穿过挂在吊车吊钩上的定滑 轮。通过定滑轮的作用，可以满足叶根部转动的同时叶尖部同步旋转；
c)通过手拉葫芦3使叶片1从初始出厂位置转动约40°，致使叶片1 零刻度转动至与变桨轴承的零刻度相对应的水平方向，如从叶根向叶片方 向看9点钟偏上2～3颗螺栓的位置；
(三)完成上述步骤(一)、(二)后，轮毂的变桨轴承与叶片1的叶根 部相对，通过地面电动变桨系统与吊车的密切配合，再对变桨轴承和叶根 部的零刻度进行微调，完成轮毂与叶片1的组对；
(四)组对完成后，叶片1基本呈水平状态，用海运支架和泡沫放置 在叶尖部支架7旁边，缓慢落下叶尖支架7，让叶片1水平搭接到泡沫上， 可用栓紧带将叶片1和支撑件组合，防止叶片1翘起，完成叶片1组对支 撑，并可通过缓慢松解叶尖部位吊带方式进行叶尖部支架拆除，叶尖部支 架7在重力作用下，会向右侧倾斜，从而与叶片1脱离，然后拆除叶片后 缘专用护具5，至此，叶片1组对工作顺利完成。
本发明在0～8m/s的风速范围内均可以组对，但风速接近8m/s时需密 切关注以免超速组对。
本发明叶片组对方法不仅优化吊装工艺，而且省时、省力，每年可节 约大量的采购成本及操作成本，并为后续永磁直驱级机组空中叶片组对积 累了很好的技术经验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、 等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。