用於海上風電工程船風力發電機本體安裝之旋轉臂式吊具系統的製作方法

2023-08-04 03:00:41

專利名稱：用於海上風電工程船風力發電機本體安裝之旋轉臂式吊具系統的製作方法
技術領域：
本發明用於海上風電工程船風力發電機組安裝之旋轉臂式吊具系統，屬海上風電安裝工程裝備領域。
背景技術：
現有海上風力發電機組的安裝吊具型式通常為左右對稱平衡梁式上部吊架、下部吊架、支座組合體。吊具的上部吊架、下部吊架均由完全相同的左、右兩個半框體經人工操作螺栓方式對稱連接而成。該吊具的使用限定了海上風力發電機組的安裝功法、輔助設備設施且作業量大，其設計存在以下不足組合好的上、下吊架均是內空間封閉且大小固定的框體，吊具內徑只能適應一種規格的海上風力發電機組；吊具裝卸時，其各半框體需輔助吊機逐次吊送；吊具裝卸需在大型承臺上完成；風力發電機組在海上垂直運輸時，吊架必須與駁船上支撐架的上下部緊連，高空人工操作頻繁；吊具體積大且笨重，運輸及起吊重心偏移大易搖擺；駁船與風電安裝船間的風力發電機組交換過程要求風電安裝船起重機具備大型聯動雙吊臂且能同步調平，吊裝定位困難精度低且易發生碰撞和傾斜；支座組合體受到的作用力需要由風力發電機組基礎所具備的大型承臺來承擔。

發明內容
本發明目的是提供用一種於海上風電工程船風力發電機組安裝之旋轉臂式吊具系統，為海上風力發電機組的安裝提供了一種精準、高效和安全的全新整體吊裝施工裝備。實現本發明目的的技術方案如下本發明旋轉臂式吊具系統，包括吊架和承載支架，吊架由上部吊架、下部吊架以定長、等長的鋼絲繩柔性連接，下部吊架和承載支架上下對應設置，二者通過下部吊架定位銷和承載支架的可調整定位座精確對位連接，下部吊架設置有液壓緩衝系統，承載支架設置有對應載荷轉換機構，特點是上部吊架、下部吊架分別包括固定臂架、旋轉臂架和螺旋機構，上部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，其架內中部有與待裝風力發電機組本體上部對應的安裝空位，合攏時液壓夾緊器抱緊中部待吊裝風力發電機組本體上部；下部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，架內中心有與待裝風力發電機組本體根部對應的安裝空位，下部吊架內側的止口對應支託並抱緊該風力發電機組本體根部，承載支架置於風力發電機組基礎樁頂部與其緊固連接，實施安裝。上述上部吊架的兩個旋轉臂架經銷軸連接在固定架兩端，兩套螺旋機構對稱連接在兩個旋轉臂架與固定架之間，螺旋機構與螺旋驅動機構連接，液壓夾緊器徑向設置在旋轉臂架內端和螺旋機構中部。上述下部吊架的兩個旋轉臂架通過螺旋機構分別連接在固定臂架兩側，螺旋機構與螺旋驅動機構連接，架內徑向架杆外端分別與固定臂架、旋轉臂架節點固定連接，吊具止ロ均勻圓周分布在下部吊架固定臂架和旋轉臂架內側，可更換吊裝轉換接頭的吊裝止ロ與風カ發電機組本體連接。本發明旋轉臂式吊具系統設計科學，為 海上風カ發電機組的安裝提供了ー種精準、高效和安全的全新整體吊裝施工裝備，使海上風カ發電機組安裝功法更靈活。吊具的通用性好，裝卸極為方便，安全性能高，作業效率明顯提高，輔助設備設施需求及作業量明顯減少，有效降低了製造、施工難度及成本。吊架的上部吊架、下部吊架均是在全自動化操控下的液壓驅動轉動徑向開合，吊具能適應多種規格的海上風カ發電機組；吊架在安裝和拆卸過程中無解體，只需一次吊送就能實現吊具整體抱住或脫離風カ發電機組，省去輔助吊機、簡化了操作過程；下部吊架與風カ發電機組本體根部的連接，承載支架置於風カ發電機組基礎樁頂部緊固連接後，直接實施安裝，無需如現有技術另行建造寬大的風カ發電機組基礎支撐承臺，本發明能夠適應多種基礎型式的海上風カ發電機組的安裝；風電安裝船利用該吊具完成海上風カ發電機組吊運，無需另配駁船及人工高空作業操作環節；吊具體積小自重輕，起吊重心偏移小穩定度高；安裝船起重機結構簡單作業幅面小，吊裝定位精度高且易於控制，不易碰撞；安裝於下部吊架的液壓緩衝系統和承載支架上的載荷轉換機構能有效緩衝風カ發電機組下降運動的衝擊加速度，快速校正風カ發電機組本體姿態、補償搖擺，有效降低劇烈碰撞造成對風カ發電機組的損壞。


圖I為本發明的已連接風カ發電機組本體即將就位示意圖。圖2為本發明的上部吊架的結構示意圖。圖3為上述圖2上部吊架俯視圖。圖4為本發明的下部吊架與承載支架即將進入配合工作的示意圖。圖5為本發明下部吊架可更換吊裝轉換接頭的吊裝止ロ放大示意圖。圖6為本發明的下部吊架放大示意圖。圖7為上述圖6的下部吊架俯視示意圖。圖8為本發明的承載支架結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖進ー步說明本發明是如何實施的本發明吊具系統有上部吊架I、下部吊架2、承載支架3,參見圖I。上部吊架I、下部吊架2上設置有吊耳，並利用鋼絲繩聯接起來，參見圖I。上部吊架I由固定架1-1、兩個旋轉臂架1-2、四組液壓夾緊器1-3、待裝空位1_4、兩套螺旋機構1-5、兩套螺旋驅動機構1-6、兩個銷軸1-7構成，上部吊架I的中部設置的待裝空位1-4與風カ發電機組本體A上部對應結合，固定架1-1左右兩端與旋轉臂架1-2端點用銷軸1-7連接，螺旋機構1-5兩端分別連接在固定架1-1中部和螺旋驅動機構1-6內，旋轉臂架1-2中部設置有螺旋驅動機構1-6，起連接並驅動與螺旋機構1-5作用，旋轉臂架1-2內側頂端和固定架1-1中部分別設置液壓夾緊器1-3，兩個旋轉臂架1-2受螺旋驅動機構驅動徑向開合，合攏時四組液壓夾緊器1-3抱緊中部待吊裝風カ發電機組本體A上部，參見圖2和圖3。
下部吊架2由八個緩衝油缸2-1、吊裝止口 2-2、固定臂架2-3、兩套螺旋驅動機構2-4、兩個旋轉臂架2-5、兩套螺旋機構2-6、一個銷軸2-7、吊裝轉換接頭2_8、定位銷2_9、八個載荷承接底座2-10、待裝空位2-11、兩個銷軸2-12構成。下部吊架2的中部設置的待裝空位2-11與風力發電機組本體A根部對應結合，固定臂架2-3和旋轉臂架2-5的外側邊緣均設置液壓緩衝油缸2-1和載荷承接底座2-10，固定臂架2-3左右兩端外側中部分別與兩個旋轉臂架2-5兩端外側中部用銷軸2-12連接，螺旋機構2-6兩端連接在固定臂架2-3兩端外側中部和旋轉臂架2-5外側中部，螺旋機構2-6上靠近固定臂架2-3的一側設置螺旋驅動機構2-4連接並驅動與螺旋機構2-6，兩個旋轉臂架2-5受螺旋機構驅動分別繞銷軸 2-12徑向開合，合攏時插入置於旋轉臂架2-5上的銷軸2-7以固定連接兩個旋轉臂架2-5，吊裝止口 2-2託住位於風力發電機組本體根部外側突出卡環以託住抱緊風力發電機組本體根部，更換吊裝止口 2-2上的吊裝轉換接頭2-8以適應不同規格的風力發電機組本體A，參見圖4、圖5、圖6、圖7。承載支架3構件包括安裝在其頂端邊緣的八個緩衝底座3-1、八個載荷轉換油缸
3-2、兩個可調整定位座3-3、兩組縱橫移油缸3-4以及待裝空位3-5。承載支架3的內環由上至下的放置於位於風力發電機組基礎樁C頂部B，以其卡環B-I緊固連接。參見圖4、8。下部吊架的八個液壓緩衝油缸2-1與承載支架上的八個緩衝底座3-1逐一對應結合，下部吊架的八個載荷承接底座2-10與承載支架上的八個載荷轉換油缸3-2逐一對應結合。參見圖4、圖5、圖8。採用本發明吊具系統進行海上風力發電機組安裝，其步驟如下I、在基地拼裝好海上風力發電機組本體A ；2、將承載支架3置於風力發電機組基礎樁C頂部B，並通過其卡環B-I抱緊連接。將上部吊架I置於海上風力發電機組本體A的上部，螺旋驅動機構1-6驅動螺旋機構1-5推拉旋轉臂1-2各繞銷軸1-7旋轉至預定工位，使上部吊架I套在海上風力發電機組本體A夕卜，以液壓夾緊器1-3抱緊海上風力發電機組本體A上部；將下部吊架2置於海上風力發電機組本體A根部，螺旋驅動機構2-4驅動螺旋機構2-6推拉兩個旋轉臂2-5閉合至預定工位使下部吊架2抱在海上風力發電機組本體A根部，插入銷軸2-7固定，利用吊裝止口2-2託起並抱緊海上風力發電機組本體A根部；3、起重船將海上風力發電機組本體A、吊架整體海上垂直吊運至風力發電機組基礎樁C的頂部B的上方；4、風力發電機組本體A開始下降，下降過程分別受到液壓緩衝油缸2-1及對應緩衝底座3-1、載荷轉換液壓油缸3-2及對應載荷承接底座2-10這兩套系統的先後作用得到緩衝減速並矯正姿態；下部吊架的兩個定位銷2-9均插入對應承載支架的定位座3-3後，實現了初步定位；5、通過縱橫移油缸3-4定位座3-3的X-Y坐標，調整準確後對接海上風力發電機組本體A上的螺栓孔與風力發電機組基礎樁C的頂部B上的螺栓孔後用螺栓緊固，完成精確定位；6、上部吊架I上的液壓夾緊器1-3釋放，螺旋驅動機構1-6驅動螺旋機構1-5使旋轉臂1-2釋放海上風力發電機組本體A上部，螺旋驅動機構2-4驅動螺旋機構2-6使旋轉臂2-5釋放海上風力發電機組本體A根部，上部吊架I、下部吊架2同時脫離風力發電機本體，拆除承載支架3，完成整個吊具拆卸
權利要求
1.用於海上風電工程船風力發電機組安裝之旋轉臂式吊具系統，包括吊架和承載支架，吊架由上部吊架、下部吊架以定長、等長的鋼絲繩柔性連接，下部吊架和承載支架上下對應設置，二者通過下部吊架定位銷和承載支架的可調整定位座精確對位連接，下部吊架設置有液壓緩衝系統，承載支架設置有對應載荷轉換機構，其特徵在於上部吊架、下部吊架分別包括固定臂架、旋轉臂架和螺旋機構，上部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，其架內中部有與待裝風力發電機組本體上部對應的安裝空位，合攏時液壓夾緊器抱緊中部待吊裝風力發電機組本體上部；下部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，架內中心有與待裝風力發電機組本體根部對應的安裝空位，下部吊架內側的止口對應支託並抱緊該風力發電機組本體根部，承載支架置於風力發電機組基礎樁頂部與其緊固連接，實施安裝。
2.根據權利要求I所述的用於海上風電工程船風力發電機安裝之旋轉臂式吊具系統， 其特徵在於上部吊架的兩個旋轉臂架經銷軸連接在固定架兩端，兩套螺旋機構對稱連接在兩個旋轉臂架與固定架之間，螺旋機構與螺旋驅動機構連接，液壓夾緊器徑向設置在旋轉臂架內端和螺旋機構中部。
3.根據權利要求I所述的用於海上風電工程船風力發電機安裝之旋轉臂式吊具系統，其特徵在於下部吊架的兩個旋轉臂架通過螺旋機構分別連接在固定臂架兩側，螺旋機構與螺旋驅動機構連接，架內徑向架杆外端分別與固定臂架、旋轉臂架節點固定連接，吊具止口均勻圓周分布在下部吊架固定臂架和旋轉臂架內側，可更換吊裝轉換接頭的吊裝止口與風力發電機組本體連接。
全文摘要
本發明用於海上風電工程船風力發電機安裝之旋轉臂式吊具系統，屬海上風電安裝工程裝備領域，上部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，其架內中部有與待裝發電機本體上部對應的安裝空位，合攏時液壓夾緊器抱緊中部待吊裝風力發電機本體上部；下部吊架兩個旋轉臂架受螺旋驅動機構驅動徑向開合，架內中心有與待裝風力發電機本體根部對應的安裝空位，下部吊架對應支託並抱緊該電機本體根部，承載支架置於在風力發電機基礎樁頂部緊固連接，實施安裝，本發明為海上風力發電機組的安裝提供了一種精準、高效和安全的全新整體吊裝施工裝備，使海上風力發電機安裝更靈活，明顯提高工程作業效率和安全性，並且吊具的通用性好，裝卸極為方便。
文檔編號B66C1/10GK102616643SQ20121001796
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者任繼新, 劉波, 吳元良, 周湘橋, 張寶宏, 張熠, 張雁, 熊壯, 謝繼偉 申請人:武橋重工集團股份有限公司