一种单叶片变桨机构及具有单叶片变桨机构的吊具

技术领域

本发明涉及风电叶片吊装技术领域，尤其是一种单叶片变桨机构及具有单叶片变桨机构的吊具。

背景技术

随着风电产业的高速发展，风电设备不断向大功率、高塔筒、长叶片的方向发展，受限于稀缺的大型作业设备、狭小的作业空间，采用夹持式单叶片安装的方式越来越多。

风电单叶片在安装过程中，需要调整叶片变桨角度，即使叶片绕其纵向中心轴旋转。当叶片根部与轮毂已经联接部分螺栓、已经有一定刚性约束且需要叶片变桨一定角度时，由于现有吊具的变桨轴与叶片的变桨轴不重合，导致叶片在变桨过程中夹持力发生改变，夹持力的变化非常复杂，变桨过程中叶片要承受难以量化的附加外力，导致安装过程中不确定性风险很大。

单叶片吊装是所有风电吊装作业中风险最大的环节，采用必要的措施降低吊装风险，是安全施工的必然要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提供一种单叶片变桨机构及具有单叶片变桨机构的吊具。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种单叶片变桨机构，包括主梁，所述主梁上排布设有两个或两个以上的变桨单元，变桨单元包括与主梁固定连接的弧形固定梁，以及与弧形固定梁旋转连接的弧形旋转梁，弧形旋转梁以弧形固定梁的中心轴线为旋转中心轴，同时弧形旋转梁还连接有驱动其旋转的旋转驱动机构；弧形旋转梁上设有夹持装置，夹持装置用于夹持叶片。

进一步的，所述弧形旋转梁与弧形固定梁旋转连接的设置方式如下：弧形固定梁在其轴向一侧的内圈和外圈分别固定设有扇形内圈回转支承和扇形外圈回转支承，扇形内圈回转支承和扇形外圈回转支承有共同的旋转中心轴，弧形旋转梁安装在扇形内圈回转支承和扇形外圈回转支承之间。

进一步的，所述扇形内圈回转支承和扇形外圈回转支承的圆心角为90-180°。

进一步的，所述旋转驱动机构为旋转执行油缸或电动推杆，其两端分别与弧形旋转梁和弧形固定梁铰接。

进一步的，所述夹持装置由上夹持组件和下夹持组件组成；

下夹持组件包括在弧形旋转梁下部布置并与之刚接或铰接的下夹持部；

上夹持组件包括在弧形旋转梁上部布置并与之铰接的上夹持摆臂，上夹持摆臂端部为上夹持部，上夹持摆臂连接有夹持驱动机构，夹持驱动机构驱动上夹持摆臂摆动，进而使上夹持部向下夹持部靠拢或远离。

进一步的，所述夹持驱动机构为夹持执行油缸或电动推杆，其两端分别与弧形旋转梁和上夹持摆臂铰接。

进一步的，所述变桨单元设有两个，在主梁两端对称布置。

本发明还公开一种吊具，包括所述的单叶片变桨机构。

进一步的，所述主梁为中心对称结构，主梁中心与吊装机构铰接连接，主梁与吊装机构之间还设有调整主梁姿态的调整机构。

进一步的，所述调整机构为调整执行油缸或电动推杆，其两端分别与主梁和吊装机构铰接。

本发明的有益效果：

本发明中弧形旋转梁的旋转中心轴和弧形固定梁的中心轴线重合，变桨机构在动作时，弧形旋转梁、夹持装置和叶片共同绕旋转中心轴相对于主梁旋转，使得吊具的变桨轴与叶片的变桨轴重合，即吊具的变桨即是叶片的变桨轴，使得变桨过程中叶片不再承受附加外力，明显降低吊装作业过程的风险。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是图1中变桨单元的放大图；

图3是本发明的主视放大图；

图4是本发明的左视图；

图5是图4中A-A剖视图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图5所示，本实施例提供一种单叶片变桨机构，包括主梁1，主梁1为中心对称结构，在主梁1两端对称设置有两个变桨单元。

变桨单元包括与主梁1固定连接的弧形固定梁2，以及与弧形固定梁2旋转连接的弧形旋转梁4，弧形旋转梁4以弧形固定梁2的中心轴线为旋转中心轴。

本实施例中，弧形固定梁2在其轴向一侧的内圈和外圈分别设有扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9，扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9的圆心角为90-180°。扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9分别通过内圈回转支承固定螺栓12和外圈回转支承固定螺栓10固定在弧形固定梁2上。

扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9有共同的旋转中心轴，弧形旋转梁4安装在扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9之间，实现弧形旋转梁4与弧形固定梁2的旋转连接。

扇形内圈回转支承11和扇形外圈回转支承9不限于附图中的三排滚柱式，也可以是单排四点接触球式、单排交叉滚柱式、双排异径式，或不布置滚球或滚柱采用滑动摩擦式。

弧形旋转梁4与弧形固定梁2之间设有驱动弧形旋转梁2旋转的旋转驱动机构。本实施例中，旋转驱动机构为旋转执行油缸3，其两端分别与弧形旋转梁4和弧形固定梁2铰接，旋转执行油缸3可推动弧形旋转梁4绕回转支承的中心轴旋转。旋转执行油缸3提供变桨动力。

旋转驱动机构也可以是电动推杆等具有类似作用的执行构件。

本实施例中，夹持装置由上夹持组件和下夹持组件组成。

下夹持组件包括在弧形旋转梁4下部布置并与之刚接或铰接的下夹持部8。

上夹持组件包括在弧形旋转梁4上部布置并与之铰接的上夹持摆臂6，上夹持摆臂6端部为上夹持部7，上夹持摆臂6与弧形旋转梁4之间还设有夹持驱动机构，夹持驱动机构驱动上夹持摆臂6摆动，进而使上夹持部7向下夹持部8靠拢或远离，完成对叶片的夹持或松开。

本实施例中，夹持驱动机构为夹持执行油缸5，其两端分别与弧形旋转梁4和上夹持摆臂6铰接。夹持驱动机构也可以是电动推杆等具有类似作用的执行构件。

本实施例还提供一种吊具，包括上述的单叶片变桨机构。同时，主梁1中心与吊装机构14连接，主梁1与吊装机构14之间还设有调整主梁1姿态的调整机构。

调整机构为调整执行油缸13，其两端分别与主梁1和吊具铰接。调整机构也可以是电动推杆等具有类似作用的执行构件。

本发明的工作原理如下：

本发明使用两个扇形回转支承联接弧形固定梁2和弧形旋转梁4，变桨机构在动作时，上夹持摆臂6、夹持执行油缸5、上夹持部7、下夹持部8和叶片（附图中未显示）共同绕回转支承的中心轴相对于主梁旋转，使得吊具的变桨轴与叶片的变桨轴重合，即吊具的变桨即是叶片的变桨轴，使得变桨过程中叶片不再承受附加外力，明显降低吊装作业过程的风险。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。