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1、(10)申请公布号 CN 103539020 A (43)申请公布日 2014.01.29 CN 103539020 A (21)申请号 201310457589.3 (22)申请日 2013.09.30 B66C 23/62(2006.01) B66C 23/82(2006.01) B66C 23/06(2006.01) B66C 13/20(2006.01) B66D 5/02(2006.01) (71)申请人 华电郑州机械设计研究院有限公司 地址 450015 河南省郑州市淮河东路 19 号 (72)发明人 娄近水 王亚斌 王浩杰 (74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公 司 41。
2、109 代理人 霍彦伟 李想 (54) 发明名称 一种新型吊装施工方法及专用吊运器 (57) 摘要 本发明公开了一种新型吊装施工方法及专用 吊运器， 具体涉及一种适用于塔筒安装完毕后风 机上部设备的安装、 拆卸施工作业的新型吊装施 工方法及专用吊运器。要解决的技术问题是传统 的整机吊装拆卸施工方法所用的吊装设备大， 费 用高、 周期长、 安全性差。本发明包括设备自升系 统， 自升系统通过风机塔架上的改向滑轮为支撑 点吊起设备自身， 设备自身自升过程中， 将设备自 身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置， 到 达上止点后， 对设备自身进行对位和固定的对位 装置和固定装置， 还包括设置门架和安装在。
3、门架 上部的起升装置。 本发明不受地面环境的制约， 减 少了对环境的破坏， 大大提高了安装及维护风电 机组的适用性、 可靠性、 安全性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103539020 A CN 103539020 A 1/2 页 2 1. 一种专用吊运器， 其特征在于 ： 包括在设备的机架 （10） 上设置的设备自升系统 （1） ， 所述的自升系统 （1） 通过风机塔架上的改向滑轮 （19） 为支撑点吊起设备自身， 设备自身。
4、自 升过程中， 将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置 （8） ， 到达上止点后， 对设 备自身进行对位和固定的对位装置 （6） 和固定装置 （5） ， 还包括设置在机架 （10） 上的门架 （2） 和安装在门架 （2） 上部的起升装置 （4） 。 2.根据权利要求1所述的专用吊运器， 其特征在于 ： 所述的对位装置 （6） 对位通过调整 变幅系统 （3） 完成， 固定装置 （18） 的固定通过支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接。 3. 根据权利要求 1 所述的专用吊运器， 其特征在于 ： 所述的门架 （2） 与变幅系统 （3） 相 连， 门架 （2） 为变幅门架。 4.根据权利要求1所述。
5、的专用吊运器， 其特征在于 ： 所述的导向及抱紧装置 （8） 包括机 架 （10） ， 还包括固定在机架 （10） 上的抱环 （88） 和导向装置 （89） ， 所述的抱环 （88） 与导向装 置 （89） 固定连接 ； 所述的导向装置 （89） 分两层， 每层至少有两对， 一对固定在机架 （10） 的 固定横梁 （11） 上， 另一对固定在机架 （10） 的平移横梁 （12） 上 ； 所述的平移横梁 （12） 由至 少两个的平移油缸 （85） 推动 ； 所述的导向装置 （89） 包括导向油缸 （891） 和导轮机构 （892） ， 导向油缸 （891） 推动导轮机构 （892） 的导向轮运动。
6、， 导向轮贴在风机塔筒的外廓上 ； 所述的 抱环 （88） 包括弹性抱环 （884） 和对弹性抱环 （884） 起支撑作用的刚性抱环 （883） 。 5.根据权利要求1所述的专用吊运器， 其特征在于 ： 所述的起升装置 （4） 包括吊具机架 （46） 和安装在门架 （2） 上的顶部滑轮组 （41） ， 还包括与顶部滑轮组 （41） 传动链接的动滑轮 组 （44） ， 连接顶部滑轮组 （41） 与动滑轮组 （44） 的钢丝绳缠绕系统 （42） 以及带动钢丝绳缠 绕系统 （42） 卷扬的液压绞车 （45） ， 所述的动滑轮组 （44） 设置在吊具机架 （46） 上 ； 所述的液 压绞车 （45） 。
7、由设置在专用吊具的横梁上的电气及液压系统 （43） 驱动 ； 所述的钢丝绳缠绕 系统 （42） 包括左钢丝绳缠绕系统 （421） 和右钢丝绳缠绕系统 （422） ； 所述的液压绞车 （45） 包括左液压绞车 （451） 和右液压绞车 （452） ； 所述的左钢丝绳缠绕系统 （421） 和右钢丝绳缠 绕系统 （422） 之间设置有同步装置 （5） 。 6. 根据权利要求 5 所述的专用吊运器， 其特征在于 ： 所述的同步装置 （5） 包括固定机 架 （57） 以及与左、 右液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统 （52） 末端连接的左侧钢丝绳固定装置 （51） 和右侧钢丝绳固定装置 （56） ， 左、 右液。
8、压绞车采用同一个电磁换向阀集中供油， 液压绞 车卷扬钢丝绳缠绕系统 （42） 带动中间导向轴 （52） 运动， 中间导向轴 （52） 通过挡板 （53） 带 动碟簧压缩装置 （54） 的伸缩， 碟簧压缩装置 （54） 的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液 压油向压力小的一侧流动， 达到同步装置两侧的受力均衡 ； 所述的中间导向轴 （52） 上设置 有轴向导向滑套 （55） 。 7. 一种采用权利要求 1-6 所述的专用吊运器的新型吊装施工方法， 其特征在于 ： 它包 括如下步骤 ： 1、 以风机塔架上的改向滑轮为支撑点， 通过设备自升系统将专用设备吊起， 该 专用设备沿风机塔筒自升至风机主机下方。
9、预定高度 ； 2、 到达上止点后， 对位装置对设备自 身与塔筒固定点进行对位， 固定装置将设备自身与塔筒固定 ； 3、 变幅油缸变幅调整作业范 围， 在合适的作业点对风机大部件进行装卸 ； 4、 工作完成后， 固定点与塔筒脱离， 自行拆卸 设备自身降落。 8. 根据权利要求 7 所述的新型吊装施工方法， 其特征在于 ： 所述的调整作业范围时专 用设备处于水平状态。 权 利 要 求 书 CN 103539020 A 2 2/2 页 3 9. 根据权利要求 7 所述的新型吊装施工方法， 其特征在于 ： 所述的设备自升过程中， 导 向装置将设备自身紧贴风机塔筒上下移动。 权 利 要 求 书 CN 1。
10、03539020 A 3 1/5 页 4 一种新型吊装施工方法及专用吊运器 技术领域 0001 本发明涉及一种吊装施工方法及吊运器， 具体涉及一种风电吊装施工方法及专用 吊运器。 背景技术 0002 传统的风电吊装施工采用基于地面的大型起重设备， 塔架逐节吊装后， 将机舱内 的所有部件在地面组装后整体吊装至安装位置安装就位， 然后， 整体吊装轮箍和风叶。 维护 时同样采用大型起重设备将整个机舱或者机头连同风叶整体吊下的施工方法来完成。 0003 随着风电机组容量的不断增大， 风机塔架的增高， 安装场地特殊的地形地貌以及 投资方要求尽快加快安装速度获得投资收益的要求， 这就要求越来越大的吊装设备。
11、， 使得 设备投资大幅增加 ； 另一方面随着设备的不断运行， 逐渐进入维护期， 风机零部件的维护更 换在所难免， 传统的整机吊装拆卸施工方法要求用同样大的吊装设备来完成， 费用高、 周期 长、 安全性差， 传统吊装施工方法及吊装维护设备越来越不适应风电吊装维护需求， 对整个 风电吊装维护行业提出了新的课题， 研究开发适应风电发展趋势的新型吊装维护施工方法 及专用设备势在必行。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是传统的整机吊装拆卸施工方法所用的吊装设备大， 费用高、 周期长、 安全性差， 提供一种适用于塔筒安装完毕后风机上部设备的安装、 拆卸施 工作业， 节约设备成本、 节省施工时间，。
12、 节省运行维护成本的新型吊装施工方法及专用吊运 器。 0005 为实现上述目的， 本发明采用下述技术方案 ： 一种专用吊运器， 包括在设备的机 架上设置的设备自升系统， 所述的自升系统通过风机塔架上的改向滑轮为支撑点吊起设备 自身， 设备自身自升过程中， 将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置， 到达上 止点后， 对设备自身进行对位和固定的对位装置和固定装置， 还包括设置在机架上的门架 和安装在门架上部的起升装置。 0006 所述的对位装置对位通过调整变幅系统完成， 固定装置的固定通过支腿穿轴装置 伸出支腿与塔架连接。 0007 所述的门架与变幅系统相连， 门架为变幅门架。 0008 。
13、所述的导向及抱紧装置包括机架， 还包括固定在机架上的抱环和导向装置， 所述 的抱环与导向装置固定连接 ； 所述的导向装置分两层， 每层至少有两对， 一对固定在机架的 固定横梁上， 另一对固定在机架的平移横梁上 ； 所述的平移横梁由至少两个的平移油缸推 动 ； 所述的导向装置包括导向油缸和导轮机构， 导向油缸推动导轮机构的导向轮运动， 导向 轮贴在风机塔筒的外廓上 ； 所述的抱环包括弹性抱环和对弹性抱环起支撑作用的刚性抱 环。 0009 所述的起升装置包括吊具机架和安装在门架上的顶部滑轮组， 还包括与顶部滑轮 说 明 书 CN 103539020 A 4 2/5 页 5 组传动链接的动滑轮组， 。
14、连接顶部滑轮组与动滑轮组的钢丝绳缠绕系统以及带动钢丝绳缠 绕系统卷扬的液压绞车， 所述的动滑轮组设置在吊具机架上 ； 所述的液压绞车由设置在专 用吊具的横梁上的电气及液压系统驱动 ； 所述的钢丝绳缠绕系统包括左钢丝绳缠绕系统和 右钢丝绳缠绕系统 ； 所述的液压绞车包括左液压绞车和右液压绞车 ； 所述的左钢丝绳缠绕 系统和右钢丝绳缠绕系统之间设置有同步装置。 0010 所述的同步装置包括固定机架以及与左、 右液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统末端连 接的左侧钢丝绳固定装置和右侧钢丝绳固定装置， 左、 右液压绞车采用同一个电磁换向阀 集中供油， 液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统带动中间导向轴运动， 中间导向轴通。
15、过挡板带动 碟簧压缩装置的伸缩， 碟簧压缩装置的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液压油向压力 小的一侧流动， 达到同步装置两侧的受力均衡 ； 所述的中间导向轴上设置有轴向导向滑套 55。 0011 一种采用上述的专用吊运器的新型吊装施工方法， 它包括如下步骤 ： 1、 以风机塔 架上的改向滑轮为支撑点， 通过设备自升系统将专用设备吊起， 该专用设备沿风机塔筒自 升至风机主机下方预定高度 ； 2、 到达上止点后， 对位装置对设备自身与塔筒固定点进行对 位， 固定装置将设备自身与塔筒固定 ； 3、 变幅油缸变幅调整作业范围， 在合适的作业点对风 机大部件进行装卸 ； 4、 工作完成后， 固定点与塔筒。
16、脱离， 自行拆卸设备自身降落。所述的调 整作业范围时专用设备处于水平状态。所述的设备自升过程中， 导向装置将设备自身紧贴 风机塔筒上下移动。 0012 本发明将专用设备固定在风电机组塔筒之上， 利用风机塔筒自身高度进行起吊作 业， 与传统方法比较， 摆脱了基于地面起重机施工方案受起升高度的制约， 不受地面环境的 制约， 减少了对环境的破坏， 大大提高了安装及维护风电机组的适用性、 可靠性、 安全性 ； 采 用模块式吊装方法， 可以满足风电机组主要零部件的吊装维护， 现场服务的灵活性强 ； 该方 法通过依靠自身升降装置， 可自行完成起升及下降的拆装工作， 避免使用大型辅助安装设 备， 使用费用低。
17、 ； 该施工方法及专用设备采用了无塔身结构， 无复杂的地面行走装置， 因而 结构简单， 制造、 安装成本低， 便于多次专场使用， 用于风电场维护可以避免或者减少使用 大型起重机， 效率高， 可以降低风电场生产维护成本和时间。 附图说明 0013 图 1 是本发明门架达到左、 右极限的结构示意图。 0014 图 2 是本发明底座布置的结构示意图。 0015 图 3 是安装状态下的结构示意图。 0016 图 4 是起升装置主视结构示意图。 0017 图 5 是起升装置左视结构示意图。 0018 图 6 是起升装置的钢丝绳缠绕系统结构示意图。 0019 图 7 是同步装置的内部结构示意图。 0020。
18、 图 8 是同步装置的结构示意图。 0021 图 9 是同步装置的液压原理图。 0022 图 10 是同步装置的使用状态结构示意图。 0023 图 11 是导向及抱紧装置俯视结构示意图。 说 明 书 CN 103539020 A 5 3/5 页 6 0024 图 12 是导向及抱紧装置使用状态主视结构示意图。 具体实施方式 0025 如图 1 至图 3 所示， 一种专用吊运器， 包括在设备的机架 10 上设置的设备自升系 统1， 所述的自升系统1通过风机塔架上的改向滑轮19为支撑点吊起设备自身， 设备自身自 升过程中， 将设备自身紧贴风机塔筒上下移动的导向及抱紧装置 8， 到达上止点后， 对设。
19、备 自身进行对位和固定的对位装置 6 和固定装置 5， 还包括设置在机架 10 上的门架 2 和安装 在门架 2 上部的起升装置 4。 0026 所述的对位装置 6 对位通过调整变幅系统 3 完成， 固定装置 18 的固定通过支腿穿 轴装置伸出支腿与塔架连接。 0027 所述的门架 2 与变幅系统 3 相连， 门架 2 为变幅门架。 0028 如图 11 至图 12 所示， 所述的导向及抱紧装置 8 包括机架 10， 还包括固定在机架 10上的抱环88和导向装置89， 所述的抱环88与导向装置89固定连接 ； 所述的导向装置89 分两层， 每层至少有两对， 一对固定在机架 10 的固定横梁 1。
20、1 上， 另一对固定在机架 10 的平 移横梁12上 ； 所述的平移横梁12由至少两个的平移油缸85推动 ； 所述的导向装置89包括 导向油缸 891 和导轮机构 892， 导向油缸 891 推动导轮机构 892 的导向轮运动， 导向轮贴在 风机塔筒的外廓上 ； 所述的抱环88包括弹性抱环884和对弹性抱环884起支撑作用的刚性 抱环 883。在专用吊运器上升时， 导向油缸 891 将导轮机构 892 的导向轮推出， 紧帖在风机 塔筒的两侧， 风机塔筒为圆台形结构， 图中小圆为设备在目标位置时塔筒外廓 21， 大圆为塔 筒下底面外廓 22， 随着设备的垂直提升， 风机塔筒逐步变小， 平移油缸 。
21、85 推着平移横梁 12 逐步前移， 保证了导轮机构 892 的导向轮始终紧帖在风机塔筒的两侧。上、 下两层导轮的设 计， 以及机架 10 高度的存在， 形成了力和力臂的， 自升过程中设备重心偏移造成的不平衡 力矩就会由导轮机构 892 的导向轮承担。当设备到达目标位置时， 导向油缸 891 将导轮机 构 892 的导向轮收回， 平移油缸 85 推着平移横梁 86 逐步前移， 图 11 中 B 为平移横梁 86 的 平移距离， 弹性抱环 884 随着平移横梁 12 的前移逐步贴紧。在专用吊运器下降时， 平移横 梁 12 在平移油缸 85 作用下稍作退回， 导向油缸 891 将导轮机构 892 。
22、的导向轮推出， 弹性 抱环 884 离开塔筒， 导轮机构 892 的导向轮靠在风机塔筒的两侧。随着设备的垂直下降， 风 机塔筒逐步变大， 平移横梁 12 在平移油缸 85 的作用下逐渐退回， 保证导轮机构 892 的导向 轮始终紧帖在风机塔筒的两侧。上、 下两层导轮的设计， 以及机架 10 高度的存在， 形成了力 和力臂的， 形成承载能力， 下降过程中设备重心偏移造成的不平衡力矩由导轮机构 892 的 导向轮承担。 0029 如图 4 至图 6 所示， 所述的起升装置 1 包括吊具机架 46 和安装在门架 2 上的顶部 滑轮组 41， 还包括与顶部滑轮组 41 传动链接的动滑轮组 44， 连接。
23、顶部滑轮组 41 与动滑轮 组44的钢丝绳缠绕系统42以及带动钢丝绳缠绕系统42卷扬的液压绞车45， 所述的动滑轮 组44设置在吊具机架46上 ； 所述的液压绞车45由设置在专用吊具的横梁上的电气及液压 系统 43 驱动 ； 所述的钢丝绳缠绕系统 42 包括左钢丝绳缠绕系统 421 和右钢丝绳缠绕系统 422 ； 所述的液压绞车45包括左液压绞车451和右液压绞车452 ； 所述的左钢丝绳缠绕系统 421 和右钢丝绳缠绕系统 422 之间设置有同步装置 5。如图 4 所示， 该起升装置 1 通过顶部 滑轮组 41 安装在门架 2 上， 通过独立的电气及液压系统 43 驱动左液压绞车 451 和。
24、右液压 说 明 书 CN 103539020 A 6 4/5 页 7 绞车 452 动作， 左液压绞车 451 和右液压绞车 452 在同步装置 5 的作用下保持同步动作， 经 顶部滑轮组 41、 钢丝绳缠绕系统 42 和动滑轮组 44 组成的缠绕系统， 带动专用吊具的升、 降 作业。 0030 如图 7 至图 10 所示， 所述的同步装置 5 包括固定机架 57 以及与左、 右液压绞车卷 扬钢丝绳缠绕系统52末端连接的左侧钢丝绳固定装置51和右侧钢丝绳固定装置56， 左、 右 液压绞车采用同一个电磁换向阀集中供油， 液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统 42 带动中间导 向轴 52 运动， 中间导向轴。
25、 52 通过挡板 53 带动碟簧压缩装置 54 的伸缩， 碟簧压缩装置 54 的伸缩改变电磁换向阀集中供油系统液压油向压力小的一侧流动， 达到同步装置两侧的受 力均衡 ； 所述的中间导向轴 52 上设置有轴向导向滑套 55。工作时， 如图 10 所示， 该同步装 置的固定机架 57 与左液压绞车 451 和右液压绞车 452 焊接于同一基础架 50 上。该机械同 步装置安装在两个液压绞车卷扬钢丝绳缠绕系统的连接末端， 假设当左液压绞车 451 卷绕 过快时， 中间导向轴 52 就会向左侧移动， 压缩碟簧压缩装置 54 产生向右侧的阻力， 导致左 侧钢丝绳拉力增大， 随着碟簧压缩量的增大， 阻力。
26、随之增大， 即左侧钢丝绳拉力增大到一定 程度时， 如图 9 所示， 由于两液压绞车采用同一个电磁换向阀 453 集中供油， A 为液压动力 源， 理论上两者的供油压力是同样的， 可是这种平衡状态被打破后， 左液压绞车 451 液压系 统压力增大， 根据液压油自身的特点， 导致液流向右液压绞车 452（右侧压力较小） 流动， 左 液压绞车 451 液压系统压力就会降低， 直至两液压绞车液压系统供油压力均衡， 从而达到 左、 右两侧钢丝绳拉力均衡的目的， 克服了由于一侧拉力过大将卷绕钢丝绳卷绕过多的情 况， 实现绞车卷扬缠绕同步。 由于组合碟簧压缩量很小就能产生比较大的阻力， 缓冲吸震能 力强， 。
27、这种动态的机械同步技术很容易保证两液压绞车的同步卷绕性能。 0031 一种采用上述的专用吊运器的新型吊装施工方法， 它包括如下步骤 ： 1、 以风机塔 架上的改向滑轮为支撑点， 通过设备自升系统将专用设备吊起， 该专用设备沿风机塔筒自 升至风机主机下方预定高度 ； 2、 到达上止点后， 对位装置对设备自身与塔筒固定点进行对 位， 固定装置将设备自身与塔筒固定 ； 3、 变幅油缸变幅调整作业范围， 在合适的作业点对风 机大部件进行装卸 ； 4、 工作完成后， 固定点与塔筒脱离， 自行拆卸设备自身降落。所述的调 整作业范围时专用设备处于水平状态。所述的设备自升过程中， 导向装置将设备自身紧贴 风机。
28、塔筒上下移动。 0032 施工作业时， 先将专用吊运器放置于地面基础上， 此时整机处于下止点， 将自升系 统 1 的钢丝绳绕过固定于风机塔架上的改向滑轮， 通过自升系统 1 吊起设备自身， 在自升 过程中， 导向及抱紧装置 8 将设备紧紧的贴着风机塔筒上下移动， 设备重心偏移所产生的 不平衡力矩全部由导向机构承担， 到达上止点后， 对位装置 6 对设备自身进行对位， 调整变 幅系统3使该专用吊运器水平， 固定装置5的支腿穿轴装置伸出支腿与塔架连接， 锁紧装置 固定。继续调整变幅系统达到设备工作状态。 0033 如图 1 所示， 设备安装好后， 此时设备处于工作时状态， 通过装在门架 2 上部的。
29、起 升装置 4 起吊需要安装或者拆卸的风机部件模块轮毂、 基座、 齿轮箱等， 从而实现地面风机 部件的垂直方向起吊 ； 当物品被起吊至所需的高度时， 通过变幅系统 3 油缸的伸缩带动门 架 2 的摆动， 从而实现风机部件的水平移动， 实现作业范围的覆盖， 实现将所吊的风机部件 模块的对位、 安装就位， 图中 E、 F 分别为专用吊运器作业范围覆盖的左极限和右极限。 0034 作业完毕后， 此时整机处于上止点， 将设备调整为最大幅度位置， 开始拆除该专用 说 明 书 CN 103539020 A 7 5/5 页 8 吊运器， 锁紧装置松开， 支腿穿轴装置缩回， 支腿断开与塔架连接， 自升系统 1。
30、 工作作业， 设 备降至下止点地面， 拆除， 完成本次安装、 作业、 拆除整个工作过程， 转场， 继续作业， 循环使 用。 说 明 书 CN 103539020 A 8 1/6 页 9 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 9 2/6 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 10 3/6 页 11 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 11 4/6 页 12 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 12 5/6 页 13 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 13 6/6 页 14 图 12 说 明 书 附 图 CN 103539020 A 14 。