專利名稱：風力發電機偏航系統滑動摩擦片更換方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機部件的更換方法及其裝置，尤其是指一種風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，以及該方法所使用到的各種更換裝置。
背景技術：
風力發電機偏航系統是風力發電機組非常重要的組成部分，其在風力發電機中的作用是轉動機艙，使風力發電機的風輪隨時與風向保持一致，以保證風力發電機具有最大的發電能力。偏航系統包括偏航檢測與控制部分、偏航機構、扭纜保護裝置三大部分，其中偏航機構由偏航動力源，偏航傳動裝置，偏航執行機構和制動裝置組成。
存在著不同類型的風力發電機偏航執行結構來實現風機的對風時的偏航轉動，如果采用回轉支承類型的偏航軸承，則稱為滾動式偏航系統，如果采用在靜止平面上相對滑動的摩擦片則稱為滑動式偏航系統。在偏航系統滑動摩擦片設計時，要求使用壽命與風力發電機設計壽命相同，即全壽命內無需更換。但在風力發電機運行時，由于各種復雜的因素，導致實際運行的偏航系統滑動摩擦片通常會過快磨損提前失效，從而需要更換偏航系統滑動摩擦片。由于偏航系統滑動摩擦片是被緊壓在重達幾十噸的風力發電機下，且風力發電機處于幾十米的高空中，這這樣導致風力發電機偏航系統滑動摩擦片的更換涉及復雜的技術與安全問題。而且風力發電機一般運行在偏遠的地區，動用大型吊車進行更換就會產生大量的費用。通過國內專利文獻初步檢索，沒有發現有相關技術的專利文獻報道。因此很有必要對現有風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法進一步加以改進。
發明內容
本發明的目的在于針對現有風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法的不足，提供一種新的風力發電機偏航系統滑動摩擦片的更換方法，并提出實現該方法所需的更換裝置，實現更為簡單安全地更換滑動摩擦片。該目的首先是通過如下一種技術方案實現的一種風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，利用塔筒上法蘭固連的偏航齒圈的螺栓孔來實現風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換，由于風力發電機偏航齒圈與塔筒上法蘭通過螺栓聯接，且聯接螺栓的螺紋結合處在偏航齒圈上，因此，通過旋擰其中一根螺栓，并使其與偏航齒圈上面的風力發電機機艙底板接觸，繼續加大扭矩，隨著螺栓的不斷頂起，就可以使風力發電機機艙在該處抬升，從而使得風力發電機機艙與偏航齒圈之間緊壓的上摩擦片松開，并輕松抽出摩擦片安裝板進行更換；再通過將靠近偏航卡鉗位置的一根偏航齒圈與塔筒上法蘭的聯接螺栓更換成一個螺桿，其頭部螺紋擰進偏航齒圈的螺紋里以固定，一塊定制的托板被螺母固定在其尾部，該托板的另外一部分被固定在偏航卡鉗的下部以承載偏航卡鉗，這樣隨著托板下方的螺母緩緩地往下旋轉，偏航卡鉗通過托板隨著螺母一起緩緩下降，當下降到足夠的空間后，就可以將偏航卡鉗里的下摩擦片以及其側面的側摩擦片更換下來。進一步地，將偏航卡鉗下部的擰緊螺栓更換成定制的中空螺栓，這樣就可以將一根圓鐵棒塞進該螺栓中空孔里，將其上部的下摩擦片頂出偏航卡鉗的安裝腔，從而順利更換下摩擦片。當偏航卡鉗隨雙頭螺柱下降處足夠空間后，只需要松開側摩擦片的安裝螺釘即可將側摩擦片更換下來。一種實現上述方法的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換裝置，包括一個固定在風力發電機塔筒上法蘭上的偏航齒圈，偏航齒圈與風力發電機塔筒上法蘭通過螺栓聯接，上摩擦片安裝在摩擦片安裝板上，摩擦片安裝板的上下表面分別與風力發電機的機艙底板的下表面與偏航卡鉗的上表面相接觸，通過聯接螺栓將上述三者聯接緊固，且上摩擦片的下表面緊貼在偏航齒圈的上表面上；所述側摩擦片與偏航齒圈的內側表面貼在一起，且側摩擦片固定安裝在偏航卡鉗的內側表面上。本發明的優點在于，通過塔筒上法蘭固連的偏航齒圈的螺栓孔來實現風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換，可以在不使用大型吊車的情況下，僅通過本發明涉及的一些小的工裝即可在空中完成更換，節約了大量的經濟成本。另外，由于本發明涉 及的更換方法是依賴于風力發電機本身的結構來實現的，因此更換過程安全便捷，節約了時間成本，并有效地保障了操作人員的安全。
圖I示出了通過風力發電機偏航齒圈與塔筒上法蘭聯接螺栓孔，用螺栓頂起風力發電機機艙的剖面示意圖2示出了通過托板與螺母的配合放下偏航卡鉗從而更換偏航下、側摩擦片的示意圖。
具體實施例方式下面將通過附圖和實施例對本發明做更詳細地描述。通過附圖可以看出，本發明涉及一種風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，利用塔筒上法蘭固連的偏航齒圈的螺栓孔來實現風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換，由于風力發電機偏航齒圈與塔筒上法蘭通過螺栓聯接，且聯接螺栓的螺紋結合處在偏航齒圈上，因此，通過旋擰其中一根螺栓，并使其與偏航齒圈上面的風力發電機機艙底板接觸，繼續加大扭矩，隨著螺栓的不斷頂起，就可以使風力發電機機艙在該處抬升，從而使得風力發電機機艙與偏航齒圈之間緊壓的上摩擦片松開，并輕松抽出摩擦片安裝板進行更換；再通過將靠近偏航卡鉗位置的一根偏航齒圈與塔筒上法蘭的聯接螺栓更換成一個螺桿，其頭部螺紋擰進偏航齒圈的螺紋里以固定，將一塊定制的托板被螺母固定在其尾部，該托板的另外一部分被固定在偏航卡鉗的下部以承載偏航卡鉗，這樣隨著托板下方的螺母緩緩地往下旋轉，偏航卡鉗通過托板隨著螺母一起緩緩下降，當下降到足夠的空間后，就可以將偏航卡鉗里的下摩擦片以及其側面的側摩擦片更換下來。進一步地，將偏航卡鉗下部的擰緊螺栓更換成定制的中空螺栓，這樣就可以將一根圓鐵棒塞進該螺栓中空孔里，將其上部的下摩擦片頂出偏航卡鉗的安裝腔，從而順利更換下摩擦片。當偏航卡鉗隨雙頭螺柱下降處足夠空間后，只需要松開側摩擦片的安裝螺釘即可將側摩擦片更換下來。一種實現上述方法的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換裝置，包括一個固定在風力發電機塔筒上法蘭上的偏航齒圈，偏航齒圈與風力發電機塔筒上法蘭通過螺栓聯接，上摩擦片安裝在摩擦片安裝板上，摩擦片安裝板的上下表面分別與風力發電機的機艙底板的下表面與偏航卡鉗的上表面相接觸，通過聯接螺栓將上述三者聯接緊固，且上摩擦片的下表面緊貼在偏航齒圈的上表面上；所述側摩擦片與偏航齒圈的內側表面貼在一起，且側摩擦片固定安裝在偏航卡鉗的內側表面上；下摩擦片放置在所述偏航卡鉗腔體內，并通過壓緊螺栓使下摩擦片緊貼在偏航齒圈的下表面上。實施例一
附圖I示意性示出了本發明中提及的更換上摩擦片5和下摩擦片11的一個具體實施方法及裝置。通過附圖可以看出風力發電機偏航系統包括一個固定在風力發電機塔筒上法蘭I上的偏航齒圈2，兩者通過螺栓聯接，并且所述的偏航系統進一步包括粘接在摩擦片安 裝板6內的上摩擦片5，所述摩擦片安裝板6的上下表面分別與風力發電機的機艙底板3的下表面與偏航卡鉗9的上表面相接觸，通過聯接螺栓10將上述三者聯接緊固，所述偏航系統進一步包括用緊固螺釘8固定在所述偏航卡鉗9側面的側摩擦片7以及通過壓緊螺栓13放置在所述偏航卡鉗9腔體內的下摩擦片11，所述側摩擦片7與下摩擦片11分別與所述的偏航齒圈2的側表面與下表面接觸。下摩擦片11安裝在下摩擦片支撐環15上，支撐環15下墊有彈性墊16，彈性墊16的彈性力向上頂起下摩擦片11，使得下摩擦片11緊貼在偏航卡鉗9的下表面；彈性墊16為環狀體，套在彈性墊支撐座17上，并由調整螺栓13頂緊，通過調整螺栓13旋轉可調整彈性墊的彈力大小，在調整好以后通過鎖緊螺母12鎖緊定位。在更換所述上摩擦片5時(見附圖1)，首先將風力發電機機艙底板3與偏航卡鉗9的聯接螺栓10松開，以保證風力發電機機艙底板3被頂起以后，其與偏航卡鉗9上表面的摩擦片安裝板6之間有間隙的可能。然后拆掉該偏航卡鉗9附近的塔筒上法蘭I與偏航齒圈2之間的一到兩根聯接的螺栓，更換成定制的頂起螺栓14，通過給所述的頂起螺栓14施加力矩，使其與風力發電機機艙底板3接觸并最終頂起風力發電機。由于風力發電機機艙底板3材質較頂起螺栓軟，因此在中間添加堅硬材質的墊塊4。當風力發電機機艙底板3與偏航卡鉗9之間被頂起足夠大的縫隙以后，即可將兩者之間的摩擦片安裝板6連同粘接在上面的上摩擦片5 —起從該縫隙中抽出并更換。其中,所述的頂起螺栓14的端部加工成一段圓柱體，該圓柱體的外圓直徑略小于所述螺栓的螺紋底徑。實施例二
附圖2示意性示出了本發明的另一個實施例，是一種更換上摩擦片5和下摩擦片11的一個具體實施方法及裝置。通過附圖可以看出其基本結構域實施例一是一樣的，只是下摩擦片11的調整螺栓不一樣，所述的調整螺栓為中空螺栓18，中空螺栓18的中心有一通孔，在通孔內插入有一圓鐵棒19。在更換偏航系統下摩擦片11以及側摩擦片7時(見附圖2)。將靠近偏航卡鉗9的一根聯接偏航齒圈2與塔筒上法蘭I的螺栓更換為定制的螺桿22，其一端螺紋擰進偏航齒圈2螺紋孔中，另一端擰上一個螺母21 ;在螺母21上表面放置一塊定制的開孔的托板20，該托板20的另一個孔穿過頂起偏航下摩擦片11的壓緊螺栓18 ;所述托板20被壓緊螺栓18上的鎖緊螺母12壓緊在偏航卡鉗9的下表面上。當緩慢旋松螺桿22上的螺母21時，托板20緩慢下降，由于偏航卡鉗9的重量是壓在該托板20上，因此偏航卡鉗9將會與托板20一起跟隨螺母21緩緩下降。當所述偏航卡鉗9下降足夠的長度后，偏航卡鉗9與偏航齒圈2之間就有足夠的空間，此時用一根圓鐵棒19從中空螺栓18的孔中伸入到所述偏航卡鉗9的型腔中，從而將下摩擦片11頂出來，實現更換。為了將下摩擦片11從偏航卡鉗9的型腔中拿出來，在前述放置托板20時，需要將偏航卡鉗9下面的調整螺栓13改為中空螺栓18，這樣，此時就可以用一根圓鐵棒19從該中空螺栓18的空中伸入到偏航卡鉗9的型腔中，從而將下摩擦片11頂出來，實現更換。當偏航卡鉗9與偏航齒圈2有足夠的空間后，只需要 拆卸掉側摩擦片7的緊固螺釘8即可實現側摩擦片7的更換。其中所述的中空螺栓18是在普通螺栓的基礎上在其中間加工出一個圓形的通孔，該通孔的直徑略大于所述圓鐵棒19的直徑。
權利要求
1.一種風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，其特征在于，利用塔筒上法蘭固連的偏航齒圈的螺栓孔來實現風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換，由于風力發電機偏航齒圈與塔筒上法蘭通過螺栓聯接，且聯接螺栓的螺紋結合處在偏航齒圈上，因此，通過旋擰其中一根螺栓，并使其與偏航齒圈上面的風力發電機機艙底板接觸，繼續加大扭矩，隨著螺栓的不斷頂起，就可以使風力發電機機艙在該處抬升，從而使得風力發電機機艙與偏航齒圈之間緊壓的上摩擦片松開，并輕松抽出摩擦片安裝板進行更換；再通過將靠近偏航卡鉗位置的一根偏航齒圈與塔筒上法蘭的聯接螺栓更換成一個螺桿，其頭部螺紋擰進偏航齒圈的螺紋里以固定，一塊定制的托板被螺母固定在其尾部，該托板的另外一部分被固定在偏航卡鉗的下部以承載偏航卡鉗，這樣隨著托板下方的螺母緩緩地往下旋轉，偏航卡鉗通過托板隨著螺母一起緩緩下降，當下降到足夠的空間后，就可以將偏航卡鉗里的下摩擦片以及其側面的側摩擦片更換下來。
2.如權利要求I所述的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，其特征在于，將偏航卡鉗下部的擰緊螺栓更換成定制的中空螺栓，這樣就可以將一根圓鐵棒塞進該螺栓中空孔里，將其上部的下摩擦片頂出偏航卡鉗的安裝腔，從而順利更換下摩擦片，當偏航卡鉗隨雙頭螺柱下降處足夠空間后，只需要松開側摩擦片的安裝螺釘即可將側摩擦片更換下來。
3.如權利要求I或2所述的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，其特征在于，在更換所述上摩擦片時，將所述風力發電機機艙底板與偏航卡鉗的聯接螺栓松開，拆掉所述偏航卡鉗附近的塔筒上法蘭與偏航齒圈之間的一到兩根聯接的螺栓，更換成定制的頂起螺栓，通過給所述的頂起螺栓施加力矩，使其與風力發電機機艙底板接觸并最終頂起風力發電機，當風力發電機機艙底板與偏航卡鉗之間被頂起足夠大的縫隙以后，即可將兩者之間的摩擦片安裝板連同粘接在上面的上摩擦片一起從該縫隙中抽出并更換。
4.如權利要求I或2所述的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換方法，其特征在于，在更換側摩擦片和下摩擦片時，將靠近偏航卡鉗的一根聯接偏航齒圈與塔筒上法蘭的螺栓更換為螺桿，其一端螺紋擰進偏航齒圈螺紋孔中，另一端擰上一個螺母，在所述螺母上表面放置一塊定制的開孔的托板，該托板的另一個孔穿過頂起偏航下摩擦片的壓緊螺栓，所述托板被壓緊螺栓上的鎖緊螺母壓緊在偏航卡鉗的下表面上，緩慢旋松所述螺桿上的螺母時，所述托板緩慢下降，由于所述偏航卡鉗的重量是壓在所述托板上，因此偏航卡鉗將會與托板一起跟隨所述螺母緩緩下降，當所述偏航卡鉗下降足夠的長度后，偏航卡鉗與偏航齒圈之間就有足夠的空間，此時用一根圓鐵棒從中空螺栓的孔中伸入到所述偏航卡鉗的型腔中，從而將下摩擦片頂出來，實現更換，當所述偏航卡鉗與偏航齒圈有足夠的空間后，拆卸掉側摩擦片的緊固螺釘即可實現側摩擦片的更換。
5.一種實現上述方法的風力發電機滑動摩擦型偏航系統的滑動摩擦片的更換裝置，包括一個固定在風力發電機塔筒上法蘭上的偏航齒圈，偏航齒圈與風力發電機塔筒上法蘭通過螺栓聯接，其特征在于，上摩擦片安裝在摩擦片安裝板上，摩擦片安裝板的上下表面分別與風力發電機的機艙底板的下表面與偏航卡鉗的上表面相接觸，通過聯接螺栓將上述三者聯接緊固，且上摩擦片的下表面緊貼在偏航齒圈的上表面上；側摩擦片與偏航齒圈的內側表面貼在一起，且側摩擦片固定安裝在偏航卡鉗的內側表面上；下摩擦片放置在所述偏航卡鉗腔體內，并通過壓緊螺栓使下摩擦片緊貼在偏航齒圈的下表面上。
6.如權利要求4所述的更換裝置，其特征在于，在偏航卡鉗附近的塔筒上法蘭與偏航齒圈之間設有頂起螺栓，通過給所述的頂起螺栓施加力矩，使其與風力發電機機艙底板接觸并最終頂起風力發電機。
7.如權利要求6所述的更換裝置，其特征在于，在所述頂起螺栓頂部與風力發電機機艙底板之間添加堅硬材質的墊塊。
8.如權利要求5所述的更換裝置，其特征在于，所述的頂起螺栓的端部有一段圓柱體，圓柱體的外圓直徑略小于所述螺栓的螺紋底徑。
9.如權利要求4所述的更換裝置，其特征在于，聯接偏航齒圈與塔筒上法蘭的螺栓更為螺桿，其一端螺紋擰進偏航齒圈螺紋孔中，另一端擰上一個螺母；在螺母上表面放置一塊定制的開孔的托板，托板的另一個孔穿過頂起偏航下摩擦片的壓緊螺栓；所述托板被壓緊螺栓上的鎖緊螺母壓緊在偏航卡鉗的下表面上。
10.如權利要求9所述的更換裝置，其特征在于，下摩擦片安裝在下摩擦片支撐環上，支撐環下墊有彈性墊，彈性墊的彈性力向上頂起下摩擦片，使得下摩擦片緊貼在偏航卡鉗的下表面；彈性墊為環狀體，套在彈性墊支撐座上，并由調整螺栓頂緊，通過調整螺栓旋轉可調整彈性墊的彈力大小，在調整好以后通過鎖緊螺母鎖緊定位；所述的調整螺栓為中空螺栓，中空螺栓的中心有一通孔，在通孔內插入有一圓鐵棒。
全文摘要
風力發電機偏航系統滑動摩擦片更換方法及其裝置，通過旋擰風力發電機偏航齒圈與塔筒上法蘭聯接螺栓，使其與偏航齒圈上面的風力發電機機艙底板接觸，隨著螺栓的不斷頂起，風力發電機機艙在該處抬升，風力發電機機艙與偏航齒圈之間緊壓的上摩擦片松開，即可抽出摩擦片安裝板進行更換；再通過將靠近偏航卡鉗位置的一根偏航齒圈與塔筒上法蘭的聯接螺栓更換成一個螺桿，頭部螺紋擰進偏航齒圈的螺紋里固定，將一塊定制的托板被螺母固定在其尾部，托板的一部分被固定在偏航卡鉗的下部以承載偏航卡鉗，隨著托板下方的螺母往下旋轉，偏航卡鉗通過托板隨著螺母一起下降，當下降到足夠的空間后，就可將偏航卡鉗里的下摩擦片以及其側面的側摩擦片更換下來。
文檔編號B25B27/00GK102825420SQ20121036861
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者凡增輝, 晏紅文, 劉高輝, 熊維軍, 黃睿 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司