本发明涉及一种风机叶轮安装对接辅助装置。
背景技术：
保护人类共同的生态环境，实现绿色可持续发展，中国大力推行可再生能源的开发。其中，风能作为绿色清洁能源开发利用，对增加能源供应、调整能源结构发挥着重要作用，风电场的建设一直是国家能源投入的重点。
一个风电场包含几十台风电机组，每台风电机组的安装需要借助大型起重机吊装完成，通常包括：塔筒吊装、机舱和电机吊装和叶轮整体吊装。其中，风机叶轮总成安装通常在80米以上高空，通过操作起重机上下、左右调整叶轮轮毂周圈60个螺栓穿入螺孔，难度大、风险高。根据风机设计手册以及吊装过程规范，在叶轮总成与风机机舱轮毂对接时，需要辅助对接，以此来保证精度。在缺少必要的设备的情况下，只能通过人力来辅助风机的对接过程，此种方式费时、费力、成本高，并且难以保证大型叶轮对接的精度。
技术实现要素：
本发明提供一种可以循环使用，安装可靠的用于风机叶轮对接的自锁自解锁系统。技术方案如下：
一种带有气囊辅助抱紧装置的风机叶轮对接自锁自解锁系统，包括环形支架、锁紧臂装置，其特征在于，还包括驱动锁紧臂周向运动的动力装置和气囊辅助抱紧装置，其中，
环形支架包括支撑板20和两对以空心滑轨为主体的环形滑轨5，在环形滑轨5内设置有圆柱滚子23，两对环形滑轨5分别位于支撑板20的两侧；
锁紧臂装置包括两对锁紧臂，每对锁紧臂包括一个滑板6、固定在滑板6两侧的两个单臂，两个单臂的形状与一对环形滑轨5的空心滑轨形状相配合并且能够沿着相应环形滑轨5周向移动，通过圆柱滚子23降低行程阻力；在一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有带齿抱爪15，在另一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有与带壳抱爪16，相应的带齿抱爪15与带壳抱爪16通过齿形啮合相配合；
带壳抱爪16包括锁紧电机19、凸轮18和锁紧齿17，锁紧齿17与带齿抱爪15上的齿相啮合，锁紧电机19通过凸轮18带动锁紧齿17运动从而实现锁紧和自解锁；
驱动锁紧臂周向运动的动力装置包括齿轮组3和电机4，电机4通过与支撑板固定连接，电机4回转驱动齿轮组3，齿轮组3驱动滑板6沿环形滑轨5周向移动；
气囊辅助抱紧装置包括气泵11、气罐12、导管13和气囊14，气囊14沿着各个带壳抱爪16、带齿抱爪15内侧布置，布置形式为气囊14沿导管13布置，布满带壳抱爪16、带齿抱爪15的内侧表面，气囊14通过导管13与气泵11和气罐12相连；气囊14充气膨胀后贴紧机舱21表面，用以防止机舱21表面损坏并增大摩擦力。
本发明针对风机叶轮安装特点，与现有技术相比具有以下优点：
1、省时、省力、成本较低，并且可以保证大型叶轮可靠安装。
2、自解锁装置保证装置循环使用。
3、质量小，减少人工成本，避免人力安装带来的安全隐患。
附图说明
图1是本发明的可自解锁的风机叶轮安装对接辅助系统的整体结构图
附图说明如下：
1防尘箱、2液压马达、3齿轮组、4电机、5环形滑轨、6滑板、7液压臂、8液压箱、9推杆、10抱爪体、11气泵、12气罐、13导管、14气囊、15带齿抱爪、16带壳抱爪、20支撑板
图2是本发明的可自解锁的风机叶轮的自锁装置工作姿态
附图说明如下：
15带齿抱爪、16带壳抱爪、17锁紧齿、18凸轮、19电机
图3是本发明的可自解锁的风机叶轮的液压箱内部关系
附图说明如下：
7液压臂、9推杆
图4是本发明的可自解锁的风机叶轮的液压箱内部关系
附图说明如下：
5环形滑轨、23圆柱滚子、24密封盖
图5是本发明的可自解锁的风机叶轮安装对接辅助系统的工作姿态
附图说明如下：
21风机机舱、22风机叶轮、对接抱爪
具体实施方式
下面将结合附图和实施对本发明作进一步的详细说明，此处描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
现结合上述图，提出一种可自解锁的风机叶轮安装对接辅助系统用于安置叶轮的实施案例。
该系统(图1)即自解锁的风机叶轮安装对接辅助系统，主要用于自动对心自动安置叶轮。
该系统的工作姿态如图5。
如图1所示，本发明为可自解锁的风机叶轮安装对接辅助系统，主体结构为防尘箱、环形支架、对接抱爪、锁紧装置四部分构成。所述防尘箱具体由防尘箱体1、防尘箱盖(隐藏)、液压马达2、齿轮组3、电机4、气泵11、气罐12组成。
环形支架包括相互连接的两个环形滑轨5、圆柱滚子23构成。
锁紧臂装置主要由导管13、气囊14、带齿抱爪15、带壳抱爪16、锁紧齿17、凸轮18、锁紧电机19构成。
对接抱爪主要由抱爪体10、液压臂7、液压箱8、推杆9构成。
本系统含有防尘箱1，防尘箱1通过螺钉固定在环形滑轨5上，齿轮组3通过轴孔过盈配合固定于回转轴上，回转轴也通过轴孔过盈连接固定于防尘箱1上，电机4通过螺钉固定于齿轮组3的回转轴右侧。液压马达2通过螺钉固定于支撑板20上部，气罐12、气泵11通过螺钉固定于上盖侧面。防尘箱1内部的动力装置保证带壳抱爪16、带齿抱爪15能够受驱动沿周向环形滑轨5运动：齿轮组3用于减速增矩，电机4回转运动驱动齿轮组3，齿轮组3驱动滑板6沿环形滑轨5周向移动。同时气罐12、气泵11保证气囊14能够充气，从而使气囊辅助抱紧装置能够正常工作。
本系统含有环形滑轨5，内含两个空心滑轨的主体，带壳抱爪16、带齿抱爪15通过相同的形状配合装配于环形滑轨5内部，行程为圆弧，同时环形滑轨5内部具有圆柱滚子23保证行程阻力小，从而进行同轴的周向运动，滑板6通过焊接固定于锁定臂装置的侧面，液压箱8通过螺钉固定于滑板6表面。为安装圆柱滚子23，将其安装在环形滑轨5的内侧镂空处后，通过密封盖24与环形滑轨5的过盈配合，防止圆柱滚子23向外滑出。
本系统含有锁紧臂装置，带齿抱爪15与带壳抱爪16通过齿形啮合相配合，带壳抱爪16的下端部含有方形箱体，凸轮18、锁紧电机19通过轴向焊接固定于箱体内表面。当锁紧齿17齿形啮合完毕后，锁紧臂装置不能够沿环形滑轨5运动，锁紧臂装置保证装置在工作时有足够的径向力，使得环形滑轨5固定在机舱21表面。最后需通过锁紧电机19驱动凸轮18回转，从而破坏齿形啮合，此时锁紧臂装置能够沿环形滑轨5运动，从而自解锁收起锁紧臂装置
本系统含有抱爪体10，抱爪体10通过螺钉螺孔配合连接与液压箱8的前表面，液压箱8内部有液压臂7，液压臂7后侧通过沉孔螺钉固定于液压箱8内部后表面，液压臂7前侧通过螺钉固定于推杆9的后表面。以此液压臂7推动推杆9、抱爪体10水平运动，抱爪体10主要用于承担风机叶轮的少部分重量，同时自动将叶轮22与机舱21水平对接。抱爪体10位于液压箱8的内部，而液压箱8与可周向运动的带壳抱爪16、带齿抱爪15固连，因此能够周向随动。
本系统含有气囊辅助抱紧装置，气泵11、气罐12、导管13和气囊14，气囊14沿着各个带壳抱爪16、带齿抱爪15内侧布置，以螺钉固定气囊14的非充气端部，布置形式为气囊14沿导管13布置，布满带壳抱爪16、带齿抱爪15的内侧表面，导管13沿装置外壳形状安装，气囊14通过导管13与气泵11和气罐12相连。气罐12、气泵11通过螺钉安装在防尘箱1内侧板上，构成驱动系统，可以防止设备损坏和利用风机叶轮辅助对接装置的电机。
所述的机叶轮安装导向对接方法具体如下：
吊车将叶轮22垂直起吊于本系统正面，同时，位于机舱21表面的本系统开始锁紧：带齿抱爪15与带壳抱爪16沿环形支架的两对环形滑轨5周向运动，带齿抱爪15与带壳抱爪16接触时锁紧齿17与带齿抱爪15锁紧，气囊14膨胀施加径向力，气囊辅助抱紧装置开始工作，保证本系统固定于机舱21表面。由于液压箱8与带齿抱爪15与带壳抱爪16成随动关系，此时位于液压箱8内部的抱爪体10已经与机舱21的回转轴同轴线，抱爪体10以及推杆9受液压臂7的推动水平前伸，抱紧叶轮22，水平收缩，完成机舱21与叶轮22的导向对接过程。
而基于同轴限位的技术，本设计能够保证对接的快速性、精确性。减少人工成本，避免人力安装带来的安全隐患。成本低，重量小，其自带的自解锁装置可使装置循环使用。
技术特征：
1.一种带有气囊辅助抱紧装置的风机叶轮对接自锁自解锁系统，包括环形支架、锁紧臂装置，其特征在于，还包括驱动锁紧臂周向运动的动力装置和气囊辅助抱紧装置，其中，
环形支架包括支撑板(20)和两对以空心滑轨为主体的环形滑轨(5)，在环形滑轨(5)内设置有圆柱滚子(23)，两对环形滑轨(5)分别位于支撑板(20)的两侧；
锁紧臂装置包括两对锁紧臂，每对锁紧臂包括一个滑板(6)、固定在滑板(6)两侧的两个单臂，两个单臂的形状与一对环形滑轨(5)的空心滑轨形状相配合并且能够沿着相应环形滑轨(5)周向移动，通过圆柱滚子(23)降低行程阻力；在一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有带齿抱爪(15)，在另一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有与带壳抱爪(16)，相应的带齿抱爪(15)与带壳抱爪(16)通过齿形啮合相配合；
带壳抱爪(16)包括锁紧电机(19)、凸轮(18)和锁紧齿(17)，锁紧齿(17)与带齿抱爪(15)上的齿相啮合，锁紧电机(19)通过凸轮(18)带动锁紧齿(17)运动从而实现锁紧和自解锁；
驱动锁紧臂周向运动的动力装置包括齿轮组(3)和电机(4)，电机(4)通过与支撑板固定连接，电机(4)回转驱动齿轮组(3)，齿轮组(3)驱动滑板(6)沿环形滑轨(5)周向移动；
气囊辅助抱紧装置包括气泵(11)、气罐(12)、导管(13)和气囊(14)，气囊(14)沿着各个带壳抱爪(16)、带齿抱爪(15)内侧布置，布置形式为气囊(14)沿导管(13)布置，布满带壳抱爪(16)、带齿抱爪(15)的内侧表面，气囊(14)通过导管(13)与气泵(11)和气罐(12)相连；气囊(14)充气膨胀后贴紧机舱(21)表面，用以防止机舱(21)表面损坏并能够增大摩擦力。
技术总结
本发明涉及一种带有气囊辅助抱紧装置的风机叶轮对接自锁自解锁系统，包括环形支架、锁紧臂装置、驱动锁紧臂周向运动的动力装置、气囊辅助抱紧装置，其中，环形支架包括支撑板(20)和两对以空心滑轨为主体的环形滑轨(5)；锁紧臂装置包括两对锁紧臂，每对锁紧臂包括一个滑板(6)、固定在滑板(6)两侧的两个单臂，两个单臂的形状与一对环形滑轨(5)的空心滑轨形状相配合并且能够沿着相应环形滑轨(5)周向移动；在一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有带齿抱爪(15)，在另一对锁紧臂的两个单臂的端部分别设置有与带壳抱爪(16)。本发明具有对接可靠精度高的优点。
技术研发人员：程赫;刘建琴;吴晨宇;陶商颖;王佳童;于茜;蔡智兴;付玉琴
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：.10.12
技术公布日：.02.28
