用于裝配風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱單元和主軸的裝配架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于裝配風(fēng)力渦輪機(jī)主軸以及風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)的裝配架和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，由于現(xiàn)今的大型風(fēng)力渦輪機(jī)主軸被設(shè)計(jì)為，將由作用于轉(zhuǎn)子單元的風(fēng)力載荷所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞至機(jī)艙的傳動(dòng)系統(tǒng)，因此該主軸為大且笨重的結(jié)構(gòu)。通常地，這種傳遞過(guò)程由齒輪箱完成。為了適應(yīng)主軸日漸增大的尺寸，齒輪箱的尺寸也增大。在裝配過(guò)程中，這使得主軸以及齒輪箱單元難以處理。
[0003]主軸和齒輪箱一般通過(guò)使用壓接接合來(lái)裝配，其間將齒輪箱的接口加熱至預(yù)設(shè)溫度水平。這種加熱導(dǎo)致齒輪箱的安裝接口 /轉(zhuǎn)子端膨脹，隨即使得齒輪箱被引導(dǎo)至相對(duì)于主軸發(fā)電機(jī)端的位置。裝配主軸和齒輪箱的另一方案為，通過(guò)使用縮緊盤(pán)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種裝置中，使用機(jī)械或液壓裝置來(lái)將主軸和齒輪箱軸牢固地夾緊在一起，以傳遞兩軸之間的力矩和轉(zhuǎn)矩。
[0004]主軸和齒輪箱一般通過(guò)使用起重機(jī)，將齒輪箱引導(dǎo)主軸上的正確位置，從而實(shí)現(xiàn)水平地裝配。使用壓接接合或縮緊盤(pán)裝置，為了避免任何損傷，要求兩個(gè)單元之間具有非常精確的對(duì)準(zhǔn)度。這是艱難且耗時(shí)的工序，因?yàn)楫?dāng)使用起重鋼索時(shí)，難以控制齒輪箱的運(yùn)動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)。如果損壞接合端的接觸表面，維修成本可高達(dá)50至100萬(wàn)丹麥克朗。
[0005]歐洲專利EP 1617075 BI公開(kāi)了一種用于更換風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)中的齒輪箱的支承裝置。該支承裝置包括大體位于轉(zhuǎn)子軸和齒輪箱之下的主框架；主框架為風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的一部分。轉(zhuǎn)子軸由設(shè)置在轉(zhuǎn)子端的單個(gè)軸承單元可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，齒輪箱由設(shè)置在其兩側(cè)的兩個(gè)支承單元支撐。這三個(gè)支承單元各自牢固地連接至主框架。臨時(shí)支承單元在轉(zhuǎn)子軸發(fā)電機(jī)端安裝至主框架，并通過(guò)夾緊元件固定至轉(zhuǎn)子軸。然后卸下并移開(kāi)舊齒輪箱。安裝新齒輪箱后，松開(kāi)夾緊元件，從主框架卸下并移開(kāi)支承單元。
[0006]美國(guó)專利US 7944079 BI公開(kāi)了一種用于現(xiàn)場(chǎng)裝配齒輪箱和轉(zhuǎn)子軸的裝配單元，其中將裝配單元提升至機(jī)艙之上的位置，然后相對(duì)于機(jī)艙主框架放置。轉(zhuǎn)子軸通過(guò)支承軸承單元安裝至主框架，在裝配過(guò)程中，轉(zhuǎn)子軸發(fā)電機(jī)端置于用于支承的開(kāi)口內(nèi)。齒輪箱安裝至可移動(dòng)框架單元，該可移動(dòng)框架單元通過(guò)線性致動(dòng)器相對(duì)于安裝至主框架的支承框架單元移動(dòng)。這種裝配單元只能現(xiàn)場(chǎng)使用，并需要起重機(jī)單元來(lái)提起裝配單元到機(jī)艙中的位置上。
[0007]發(fā)明目的
[0008]本發(fā)明目的在于提供一種用于裝配風(fēng)力渦輪機(jī)主軸和風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)的裝配架。
[0009]本發(fā)明目的在于提供一種裝配架，其降低在裝配期間損壞接觸表面的風(fēng)險(xiǎn)，并使裝配工序更簡(jiǎn)單。
[0010]本發(fā)明目的在于提供一種裝配架，其在裝配過(guò)程中實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單元之間更精準(zhǔn)、更標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)準(zhǔn)。
[0011]本發(fā)明目的在于提供一種簡(jiǎn)單快捷的、用于將風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪機(jī)構(gòu)安裝至主軸上的裝配方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的通過(guò)一種用于裝配風(fēng)力渦輪機(jī)主軸單元和齒輪機(jī)構(gòu)的裝配架來(lái)實(shí)現(xiàn)，其包括:
[0013]-齒輪架單元，其包括用于容置并保持該齒輪機(jī)構(gòu)的容置裝置，
[0014]-主軸架單元，其包括用于容置并保持該主軸單元的容置裝置，其中所述兩個(gè)架單元中的至少一個(gè)包括調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置用于將該架單元相對(duì)于另一個(gè)架單元在至少一個(gè)方向上移動(dòng)，
[0015]-對(duì)準(zhǔn)裝置，用于對(duì)準(zhǔn)主軸單元和齒輪機(jī)構(gòu)彼此的位置，以及
[0016]-用于移動(dòng)主軸單元和齒輪機(jī)構(gòu)兩者中的一個(gè)、使其與另一個(gè)接觸的裝置，其特征在于，該主軸架單元和齒輪架單元中的至少一個(gè)設(shè)置在底架上，以相對(duì)于以地平面為參照表面來(lái)放置。
[0017]這樣提供了一種裝配架，用于將風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪機(jī)構(gòu)安裝至主軸單元上，而無(wú)需使用外部起重機(jī)單元來(lái)移動(dòng)兩個(gè)單元使其相互接觸。裝配架的架單元能夠更好地控制對(duì)準(zhǔn)過(guò)程以及各個(gè)單體單元的運(yùn)動(dòng)，從而降低在裝配過(guò)程中接觸表面受損的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步地，與傳統(tǒng)的利用起重機(jī)的裝配方法相比，本裝配架使得工時(shí)和/或工人的數(shù)量減少。
[0018]術(shù)語(yǔ)“齒輪機(jī)構(gòu)”指的是任意類型的齒輪箱或齒輪組件，適用于連接風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的其余部分。齒輪機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子軸安裝接口、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝接口，例如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸或高速軸、兩個(gè)或多個(gè)齒輪、以及任意其他構(gòu)成齒輪箱或齒輪組件的部件。術(shù)語(yǔ)“主軸”指的是任意類型的轉(zhuǎn)子軸，設(shè)計(jì)為用于將回轉(zhuǎn)力和扭力從轉(zhuǎn)子，例如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和輪轂，傳遞至機(jī)艙的其余部分，例如主框架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和任意其他位于機(jī)艙內(nèi)的部件。術(shù)語(yǔ)“主軸單元”指的是配備有至少一個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)主軸承和任意其他安裝于主軸上的部件的主軸。
[0019]在一簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，該兩個(gè)架單元為分開(kāi)的架單元，這些架單元包括例如輪、帶或軌道等裝置，用于相對(duì)彼此移動(dòng)該架單元。其他類型的裝置，例如齒條與小齒輪，可用于移動(dòng)架單元。主軸架單元或齒輪架單元可固定至參照表面，同時(shí)另一個(gè)架單元能夠相對(duì)于固定的架單元移動(dòng)。這使得工人能夠分別移動(dòng)/處理各個(gè)架單元，例如當(dāng)將主軸單元和齒輪機(jī)構(gòu)置于各自的架單元內(nèi)或者移動(dòng)主軸架單元和齒輪架單元進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)時(shí)。
[0020]驅(qū)動(dòng)單元，例如發(fā)動(dòng)機(jī)或致動(dòng)器，可設(shè)置在主軸架單元和/或齒輪架單元上，用于移動(dòng)各個(gè)架單元和/或調(diào)整各個(gè)架單元的位置或朝向。發(fā)動(dòng)機(jī)可以為電機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)/汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，連接至輪、驅(qū)動(dòng)輪、或小齒輪。致動(dòng)器，例如線性致動(dòng)器，可連接至液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)供能單元，這些單元控制致動(dòng)器的運(yùn)行。這使得工人能夠以半自動(dòng)或全自動(dòng)的方法移動(dòng)/對(duì)準(zhǔn)各個(gè)架單元。或者，驅(qū)動(dòng)單元可以是機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元，其使得對(duì)準(zhǔn)和/或運(yùn)動(dòng)能夠由工人手動(dòng)實(shí)施。
[0021]根據(jù)一實(shí)施例，該底架包括安裝裝置，用于安裝至參照表面，或支承元件，用于將該底架置于參照表面上。
[0022]在一優(yōu)選實(shí)施例中，主軸架單元和齒輪架單元設(shè)置在具有安裝/支承元件的底架上，例如支架或支腳，用于通過(guò)緊固裝置(例如螺栓)、或通過(guò)簡(jiǎn)單地置于參照表面上，以安裝至參照表面。其他安裝方式，例如粘膠或焊接，也可用于將該底架安裝至參照表面。支架或支腳可在垂直方向上調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)裝配架的高度調(diào)整。所述支架或支腳也可使得裝配架補(bǔ)償參照表面的任何不平或傾斜。底架可以為通用底架，兩個(gè)架單元均設(shè)置在該通用底架上，或者也可以是用于各個(gè)架單元的各個(gè)底架。各個(gè)底架各自可進(jìn)一步包括另一組安裝元件，例如支架，用于將兩個(gè)架單元牢固地安裝在一起。這使得裝配架能夠牢固地固定至參照表面，使得裝配架在裝載或?qū)?zhǔn)時(shí)不會(huì)意外移動(dòng)。進(jìn)一步地，底架用于將主軸單元和齒輪機(jī)構(gòu)的載荷傳遞至參照表面，以實(shí)現(xiàn)更具剛性的結(jié)構(gòu)。
[0023]術(shù)語(yǔ)“地平面上的參照表面”由地平面、地板、卡車或拖車的拖斗、或其他在地面上或在地面附近的適用參照表面來(lái)確定，這些參照表面不位于機(jī)艙內(nèi)或機(jī)艙主框架上?；蛘撸准芸蓸?gòu)成卡車或拖車的拖斗的整合部分。這使得裝配架能夠被置于制造或裝配現(xiàn)場(chǎng)，甚或風(fēng)力渦輪機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)。這也使得裝配架能夠被移至不同的安裝地點(diǎn)，其中在裝配過(guò)程中，拖斗也可以充當(dāng)工作平臺(tái)。
[0024]至少其中一個(gè)架單元，例如主軸架單元，可移動(dòng)地連接至另一個(gè)架單元，例如齒輪架單元，或者底架?？蛇x地，兩個(gè)架單元均可移動(dòng)地連接至底架。這使得主軸單元可相對(duì)于齒輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)，反之亦然，以便對(duì)齊兩個(gè)單元的位置。
[0025]根據(jù)一實(shí)施例，調(diào)整裝置為提升元件，其連接至主軸架單元和齒輪架單元兩者中至少其中之一的容置裝置，例如齒輪架單元的容置裝置，其中該提升元件用于在至少垂直方向上移動(dòng)主軸單元或齒輪機(jī)構(gòu)。
[0026]主軸架單元和/或齒輪架單元具有設(shè)置于容置裝置與其底架之間的調(diào)整裝置。容置裝置可以為安裝元件，例如支架或踏板，設(shè)置為用于安裝至主軸單元或齒輪機(jī)構(gòu)上相匹配的安裝元件?；蛘?，容置裝置可以為支承元件，例如墊座或杯，其具有接觸表面，該接觸表面朝向主軸單元或齒輪機(jī)構(gòu)上的與之相配的接觸表面。容置裝置可以為安裝元件和支承元件的組合，這取決于主軸單元或齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)置和設(shè)計(jì)。這使得主軸或齒輪機(jī)構(gòu)能夠通過(guò)緊固裝置，例如螺栓或螺釘，固定至裝配架，或至少穩(wěn)固地保持在其位置上，以防任何意外運(yùn)動(dòng)。
[0027]至少其中一個(gè)架單元，例如齒輪架單元，包括至少一組提升元件，該提升元件為致動(dòng)器形式，例如自升式頂起腿或棒或伸縮式提升圓柱或汽缸，這些提升元件連接至一個(gè)或多個(gè)上述驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元可進(jìn)一步電連接