新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)方法及設(shè)備

何明，張鑫，陶生金

（國電聯(lián)合動力技術(shù)（連云港）有限公司，江蘇 連云港 222069）

隨著風(fēng)力發(fā)電機組呈現(xiàn)大兆瓦的發(fā)展趨勢，風(fēng)力發(fā)電機組尺寸不斷增大，在生產(chǎn)制造的過程中機架的翻轉(zhuǎn)困難的問題顯得日益突出，由于目前的風(fēng)電制造廠商均未找到一種高效并且可靠的翻轉(zhuǎn)方法，多數(shù)廠商只能依靠車間內(nèi)2臺行車的搭配使用進(jìn)行吊裝翻轉(zhuǎn)，該種翻轉(zhuǎn)方法針對目前日益增大的機架已經(jīng)顯得捉襟見肘，并且在翻轉(zhuǎn)過程中存在巨大的安全隱患。

1 新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備的需求

風(fēng)力發(fā)電機組已經(jīng)進(jìn)入大兆瓦時代，風(fēng)力發(fā)電機組中機架的尺寸也變得很大，由于機架是承載整個風(fēng)力發(fā)電機組所有零配件重量的零件，因此機架的重量和強度都會非常大，但是由于組裝的步驟，需要在機架底部先安裝偏航軸承及剎車鉗，因此需要先將機架進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后進(jìn)行裝配，在偏航軸承及剎車鉗等零部件裝配完成后，需要將機架再進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后安裝風(fēng)力發(fā)電機組剩余的所有零配件，目前采用的翻轉(zhuǎn)方法是采用2臺行車配合進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到豎直狀態(tài)下，需要人員對吊帶進(jìn)行調(diào)整后才可以繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，所以存在安全隱患，而且翻轉(zhuǎn)效率極低，研發(fā)一種新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備顯得極為必要。

2 新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備的設(shè)計思路

新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備的設(shè)計是依據(jù)目前葉片生產(chǎn)過程中葉片模具的液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)為主體，葉片模具由迎風(fēng)PS面（運動面）及背風(fēng)SS面（固定面）構(gòu)成，由多個液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)分別與模具進(jìn)行剛性連接，通過電氣液壓系統(tǒng)控制，對葉片的PS面進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)，而后做垂直向下的運動與SS面模具進(jìn)行合模，在葉片制造完成之后，需要將模具PS面再進(jìn)行垂直向上運動后，進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)再平穩(wěn)落到地面上。

新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備從安全角度上考慮，采用兩組模具的液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計，將液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)與地面采用地腳螺栓固定。設(shè)計一種機架連接機構(gòu)，可帶動機架翻轉(zhuǎn)的機構(gòu)。在設(shè)計過程中，首先需通過應(yīng)力分析確定連接機構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)強度，可以保證翻轉(zhuǎn)過程中的安全。其次需明確機架翻轉(zhuǎn)后需安裝的零配件，避免機架連接機構(gòu)與要裝配的零部件干涉，為保證在翻轉(zhuǎn)的過程中有足夠的強度，把機架連接機構(gòu)與液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)采用焊接的方式連接到一起，避免其他方式連接時，因強度不夠而產(chǎn)生的安全隱患；為保證兩組液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)翻轉(zhuǎn)過程中的同步性，采用在液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上安裝位移傳感器控制翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的同步性，可使翻轉(zhuǎn)機構(gòu)動作保持一致，在裝有機架連接機構(gòu)一側(cè)的地面上安裝鋪設(shè)滑動軌道，并將支撐移動平臺安裝到滑動軌道上；采用自動化控制系統(tǒng)，控制整個翻轉(zhuǎn)設(shè)備的運行動作，使支撐移動平臺可以沿著軌道左右移動，同時控制液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)翻轉(zhuǎn)的過程；在另一側(cè)根據(jù)機架翻轉(zhuǎn)過來后對應(yīng)的位置，設(shè)計安裝支撐裝配平臺。圖1為新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備圖。

圖1 新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備圖

3 新型風(fēng)力發(fā)電機組機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備的使用方法

3.1 翻轉(zhuǎn)過程

在設(shè)備安裝完成后，使用時采用2臺行車將機架吊裝至支撐移動平臺上方，將機架和支撐移動平臺根據(jù)位置對齊后，將機架平穩(wěn)放置到支撐移動平臺，然后采用自動化控制系統(tǒng)，使支撐移動平臺帶動機架向機架連接機構(gòu)的方向移動，支撐移動平臺在移動過程中，需保證移動的速度不能過快，且移動過程中需保證設(shè)備的平穩(wěn)運行，移動至機架恰好與機架連接機構(gòu)重合的位置，通過機架上現(xiàn)有的螺紋孔，采用螺栓連接的緊固方式，將機架與機架連接機構(gòu)進(jìn)行緊固，在確認(rèn)緊固完成后，啟動自動化系統(tǒng)中的翻轉(zhuǎn)程序，液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)首先帶動機架做垂直向上運動到一段距離后，然后開始做180°的翻轉(zhuǎn)動作，如圖2。

圖2 翻轉(zhuǎn)過程

3.2 裝配過程

翻轉(zhuǎn)完成后，開始做垂直向下運動到一段距離后，平穩(wěn)落到支撐裝配平臺上，平穩(wěn)放置后，可按照風(fēng)力發(fā)電機組裝配工藝指導(dǎo)書中的要求去裝配偏航軸承、剎車鉗等零部件，裝配過程中不需將機架連接機構(gòu)與機架拆卸，在設(shè)計的過程中將所要安裝的零部件與機架連接機構(gòu)的位置不會產(chǎn)生干涉，裝配效率得到提高。（如圖3）

圖3 裝配過程

3.3 再次翻轉(zhuǎn)后裝配剩余的零部件

在偏航軸承及剎車鉗裝配完成后，需要從機架正面安裝剩余的風(fēng)力發(fā)電機組零配件時，需再次啟動自動控制系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)程序，將機架翻轉(zhuǎn)并平穩(wěn)落到支撐移動平臺上，將機架連接機構(gòu)與機架的緊固螺栓松開，將支撐移動平臺帶動機架移開，可直接在支撐移動平臺上安裝剩余的零配件，不需要另外更換安裝工裝，如圖 4、5。

圖4 再次翻轉(zhuǎn)過程

圖5 安裝偏航電機

3 結(jié)語

該機架翻轉(zhuǎn)設(shè)備的翻轉(zhuǎn)過程流暢、連續(xù)，可以降低使用行車吊帶配合翻轉(zhuǎn)時的安全隱患，特別是在偏航軸承、剎車鉗安裝完成后的翻身過程中，同時可以減少原行車翻轉(zhuǎn)的人員數(shù)量，縮短翻轉(zhuǎn)時間，提高效率，智能操作降低勞動強度。同時2個支撐裝配平臺和支撐移動平臺都起到了目前裝配工裝平臺的作用，將機架的翻身工序與復(fù)雜偏航系統(tǒng)的裝配工序合并，完全超過原設(shè)計要求，使風(fēng)力發(fā)電機組向自動化裝配邁進(jìn)了一步。