CN102616643B - 用于海上风电工程船风力发电机本体安装之旋转臂式吊具系统 - Google Patents
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Abstract
本发明用于海上风电工程船风力发电机安装之旋转臂式吊具系统，属海上风电安装工程装备领域，上部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，其架内中部有与待装发电机本体上部对应的安装空位，合拢时液压夹紧器抱紧中部待吊装风力发电机本体上部；下部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，架内中心有与待装风力发电机本体根部对应的安装空位，下部吊架对应支托并抱紧该电机本体根部，承载支架置于在风力发电机基础桩顶部紧固连接，实施安装，本发明为海上风力发电机组的安装提供了一种精准、高效和安全的全新整体吊装施工装备，使海上风力发电机安装更灵活，明显提高工程作业效率和安全性，并且吊具的通用性好，装卸极为方便。
Description
技术领域
本发明用于海上风电工程船风力发电机本体安装之旋转臂式吊具系统，属海上风电安装工程装备领域。
背景技术
现有海上风力发电机组的安装吊具型式通常为左右对称平衡梁式上部吊架、下部吊架、支座组合体。
吊具的上部吊架、下部吊架均由完全相同的左、右两个半框体经人工操作螺栓方式对称连接而成。该吊具的使用限定了海上风力发电机组的安装功法、辅助设备设施且作业量大，其设计存在以下不足：组合好的上、下吊架均是内空间封闭且大小固定的框体，吊具内径只能适应一种规格的海上风力发电机组；吊具装卸时，其各半框体需辅助吊机逐次吊送；吊具装卸需在大型承台上完成；风力发电机组在海上垂直运输时，吊架必须与驳船上支撑架的上下部紧连，高空人工操作频繁；吊具体积大且笨重，运输及起吊重心偏移大易摇摆；驳船与风电安装船间的风力发电机组交换过程要求风电安装船起重机具备大型联动双吊臂且能同步调平，吊装定位困难精度低且易发生碰撞和倾斜；支座组合体受到的作用力需要由风力发电机组基础所具备的大型承台来承担。
发明内容
本发明目的是提供用一种于海上风电工程船风力发电机本体安装之旋转臂式吊具系统，为海上风力发电机组的安装提供了一种精准、高效和安全的全新整体吊装施工装备。
实现本发明目的的技术方案如下：
本发明旋转臂式吊具系统，包括吊架和承载支架，吊架由上部吊架、下部吊架以定长、等长的钢丝绳柔性连接，下部吊架和承载支架上下对应设置，二者通过下部吊架定位销和承载支架的可调整定位座精确对位连接，下部吊架设置有液压缓冲系统，承载支架设置有对应载荷转换机构，特点是：上部吊架、下部吊架分别包括固定臂架、旋转臂架和螺旋机构，上部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，其架内中部有与待装风力发电机组本体上部对应的安装空位，合拢时液压夹紧器抱紧中部待吊装风力发电机组本体上部；下部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，架内中心有与待装风力发电机组本体根部对应的安装空位，下部吊架内侧的止口对应支托并抱紧该风力发电机组本体根部，承载支架置于风力发电机组基础桩顶部与其紧固连接，实施安装。
上述上部吊架的两个旋转臂架经销轴连接在固定架两端，两套螺旋机构对称连接在两个旋转臂架与固定架之间，螺旋机构与螺旋驱动机构连接，液压夹紧器径向设置在旋转臂架内端和螺旋机构中部。
上述下部吊架的两个旋转臂架通过螺旋机构分别连接在固定臂架两侧，螺旋机构与螺旋驱动机构连接，架内径向架杆外端分别与固定臂架、旋转臂架节点固定连接，吊具止口均匀圆周分布在下部吊架固定臂架和旋转臂架内侧，可更换吊装转换接头的吊装止口与风力发电机组本体连接。
本发明旋转臂式吊具系统设计科学，为海上风力发电机组的安装提供了一种精准、高效和安全的全新整体吊装施工装备，使海上风力发电机组安装功法更灵活。吊具的通用性好，装卸极为方便，安全性能高，作业效率明显提高，辅助设备设施需求及作业量明显减少，有效降低了制造、施工难度及成本。吊架的上部吊架、下部吊架均是在全自动化操控下的液压驱动转动径向开合，吊具能适应多种规格的海上风力发电机组；吊架在安装和拆卸过程中无解体，只需一次吊送就能实现吊具整体抱住或脱离风力发电机组，省去辅助吊机、简化了操作过程；下部吊架与风力发电机组本体根部的连接，承载支架置于风力发电机组基础桩顶部紧固连接后，直接实施安装，无需如现有技术另行建造宽大的风力发电机组基础支撑承台，本发明能够适应多种基础型式的海上风力发电机组的安装；风电安装船利用该吊具完成海上风力发电机组吊运，无需另配驳船及人工高空作业操作环节；吊具体积小自重轻，起吊重心偏移小稳定度高；安装船起重机结构简单作业幅面小，吊装定位精度高且易于控制，不易碰撞；安装于下部吊架的液压缓冲系统和承载支架上的载荷转换机构能有效缓冲风力发电机组下降运动的冲击加速度，快速校正风力发电机组本体姿态、补偿摇摆，有效降低剧烈碰撞造成对风力发电机组的损坏。
附图说明
图1为本发明的已连接风力发电机组本体即将就位示意图。
图2为本发明的上部吊架的结构示意图。
图3为上述图2上部吊架俯视图。
图4为本发明的下部吊架与承载支架即将进入配合工作的示意图。
图5为本发明下部吊架可更换吊装转换接头的吊装止口放大示意图。
图6为本发明的下部吊架放大示意图。
图7为上述图6的下部吊架俯视示意图。
图8为本发明的承载支架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明是如何实施的：
本发明吊具系统有上部吊架1、下部吊架2、承载支架3，参见图1。
上部吊架1、下部吊架2上设置有吊耳，并利用钢丝绳联接起来，参见图1。
上部吊架1由固定架1-1、两个旋转臂架1-2、四组液压夹紧器1-3、待装空位1-4、两套螺旋机构1-5、两套螺旋驱动机构1-6、两个销轴1-7构成，上部吊架1的中部设置的待装空位1-4与风力发电机组本体A上部对应结合，固定架1-1左右两端与旋转臂架1-2端点用销轴1-7连接，螺旋机构1-5两端分别连接在固定架1-1中部和螺旋驱动机构1-6内，旋转臂架1-2中部设置有螺旋驱动机构1-6，起连接并驱动与螺旋机构1-5作用，旋转臂架1-2内侧顶端和固定架1-1中部分别设置液压夹紧器1-3，两个旋转臂架1-2受螺旋驱动机构驱动径向开合，合拢时四组液压夹紧器1-3抱紧中部待吊装风力发电机组本体A上部，参见图2和图3。
下部吊架2由八个缓冲油缸2-1、吊装止口2-2、固定臂架2-3、两套螺旋驱动机构2-4、两个旋转臂架2-5、两套螺旋机构2-6、一个销轴2-7、吊装转换接头2-8、定位销2-9、八个载荷承接底座2-10、待装空位2-11、两个销轴2-12构成。下部吊架2的中部设置的待装空位2-11与风力发电机组本体A根部对应结合，固定臂架2-3和旋转臂架2-5的外侧边缘均设置液压缓冲油缸2-1和载荷承接底座2-10，固定臂架2-3左右两端外侧中部分别与两个旋转臂架2-5两端外侧中部用销轴2-12连接，螺旋机构2-6两端连接在固定臂架2-3两端外侧中部和旋转臂架2-5外侧中部，螺旋机构2-6上靠近固定臂架2-3的一侧设置螺旋驱动机构2-4连接并驱动与螺旋机构2-6，两个旋转臂架2-5受螺旋机构驱动分别绕销轴2-12径向开合，合拢时插入置于旋转臂架2-5上的销轴2-7以固定连接两个旋转臂架2-5，吊装止口2-2托住位于风力发电机组本体根部外侧突出卡环以托住抱紧风力发电机组本体根部，更换吊装止口2-2上的吊装转换接头2-8以适应不同规格的风力发电机组本体A，参见图4、图5、图6、图7。
承载支架3构件包括安装在其顶端边缘的八个缓冲底座3-1、八个载荷转换油缸3-2、两个可调整定位座3-3、两组纵横移油缸3-4以及待装空位3-5。承载支架3的内环由上至下的放置于位于风力发电机组基础桩C顶部B，以其卡环B-1紧固连接。参见图4、8。
下部吊架的八个液压缓冲油缸2-1与承载支架上的八个缓冲底座3-1逐一对应结合，下部吊架的八个载荷承接底座2-10与承载支架上的八个载荷转换油缸3-2逐一对应结合。参见图4、图5、图8。
采用本发明吊具系统进行海上风力发电机组安装，其步骤如下：
1、在基地拼装好海上风力发电机组本体A；
2、将承载支架3置于风力发电机组基础桩C顶部B，并通过其卡环B-1抱紧连接。将上部吊架1置于海上风力发电机组本体A的上部，螺旋驱动机构1-6驱动螺旋机构1-5推拉旋转臂1-2各绕销轴1-7旋转至预定工位，使上部吊架1套在海上风力发电机组本体A外，以液压夹紧器1-3抱紧海上风力发电机组本体A上部；将下部吊架2置于海上风力发电机组本体A根部，螺旋驱动机构2-4驱动螺旋机构2-6推拉两个旋转臂2-5闭合至预定工位使下部吊架2抱在海上风力发电机组本体A根部，插入销轴2-7固定，利用吊装止口2-2托起并抱紧海上风力发电机组本体A根部；
3、起重船将海上风力发电机组本体A、吊架整体海上垂直吊运至风力发电机组基础桩C的顶部B的上方；
4、风力发电机组本体A开始下降，下降过程分别受到液压缓冲油缸2-1及对应缓冲底座3-1、载荷转换液压油缸3-2及对应载荷承接底座2-10这两套系统的先后作用得到缓冲减速并矫正姿态；下部吊架的两个定位销2-9均插入对应承载支架的定位座3-3后，实现了初步定位；
5、通过纵横移油缸3-4定位座3-3的X-Y坐标，调整准确后对接海上风力发电机组本体A上的螺栓孔与风力发电机组基础桩C的顶部B上的螺栓孔后用螺栓紧固，完成精确定位；
6、上部吊架1上的液压夹紧器1-3释放，螺旋驱动机构1-6驱动螺旋机构1-5使旋转臂1-2释放海上风力发电机组本体A上部，螺旋驱动机构2-4驱动螺旋机构2-6使旋转臂2-5释放海上风力发电机组本体A根部，上部吊架1、下部吊架2同时脱离风力发电机本体，拆除承载支架3，完成整个吊具拆卸。
Claims (1)
1.用于海上风电工程船风力发电机组安装之旋转臂式吊具系统，包括吊架和承载支架，吊架由上部吊架、下部吊架以定长、等长的钢丝绳柔性连接，下部吊架和承载支架上下对应设置，二者通过下部吊架定位销和承载支架的可调整定位座精确对位连接，下部吊架设置有液压缓冲系统，承载支架设置有对应载荷转换机构，其特征在于上部吊架、下部吊架分别包括固定臂架、旋转臂架和螺旋机构，上部吊架的两个旋转臂架经销轴连接在固定架两端，两套螺旋机构对称连接在两个旋转臂架与固定架之间，螺旋机构与螺旋驱动机构连接，液压夹紧器径向设置在旋转臂架内端和螺旋机构中部，上部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，其架内中部有与待装风力发电机组本体上部对应的安装空位，合拢时液压夹紧器抱紧中部待吊装风力发电机组本体上部；下部吊架的两个旋转臂架通过螺旋机构分别连接在固定臂架两侧，螺旋机构与螺旋驱动机构连接，架内径向架杆外端分别与固定臂架、旋转臂架节点固定连接，吊具止口均匀圆周分布在下部吊架固定臂架和旋转臂架内侧，可更换吊装转换接头的吊装止口与风力发电机组本体连接，下部吊架两个旋转臂架受螺旋驱动机构驱动径向开合，架内中心有与待装风力发电机组本体根部对应的安装空位，下部吊架内侧的止口对应支托并抱紧该风力发电机组本体根部，承载支架置于风力发电机组基础桩顶部与其紧固连接，实施安装。
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