一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置

技术领域

本发明涉及风电塔技术领域，尤其涉及一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置。

背景技术

目前，海上风电塔筒由于法兰安装工作量大，现业内多采用卧式安装方法，在滚轮架上进行管节与法兰的对接安装。在组对安装过程中，法兰与管节都是竖立放置，重力方向径向通过管节与法兰的重心，使管节与法兰产生径向的自重变形，但由于法兰与管节的刚性强度差别较大，因而两者的自重变形量差别也较大，两者在最高点处以及中下部位置会出现较大的错边，使管节与法兰的对接边缘出现较大的空隙。而对接口处较大的错边会影响装配焊接的精度以及对定位焊产生较大的应力，在生产中会产生较大的困难以及生产安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置，能够减少塔筒管节自重变形量，从而提高塔筒生产的质量及安全性，可以很好地解决了现有技术中海上风电塔筒因管节自重变形产生的生产困难的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置，包括滚轮托举横梁、滚轮G型钩和滚轮C型钩，所述滚轮G型钩的下部转动设有用于承托法兰的法兰承压滚轮，所述滚轮C型钩的下部转动设有用于承托管节的管节承压滚轮，所述滚轮托举横梁包括水平分布的横梁主体以及多个转动安装在所述横梁主体上用于承托管节的滚轮装置，所述滚轮G型钩和所述滚轮C型钩分别通过锁定组件与所述横梁主体的两端可拆卸连接，所述滚轮G型钩的开口方向与所述滚轮C型钩的开口方向均朝向所述横梁主体。

作为本发明的一个技术方案，多个所述的滚轮装置沿所述横梁主体的长度方向等间隔分布，从而可以多点承托管节，使得受力均匀。

作为本发明的一个技术方案，所述滚轮装置包括至少两个固定在所述横梁主体外周壁上的轴承支撑座以及套设在所述横梁主体外周呈圆环状的管节承压圈，每个所述轴承支撑座上转动设有与所述横梁主体平行分布的轴承，所述管节承压圈的内壁与所述轴承的外壁套接。如此，管节承托圈在承托管节的上部内壁时，由于管节承托圈能够利用轴承在外力作用下围绕横梁主体进行旋转，如此，便于管节与法兰一边焊接一些转动调节焊接位置。

作为本发明的一个技术方案，所述管节承压圈的中轴线与所述横梁主体的中轴线重合。如此，可使得管节承压圈可以较为稳定地围绕横梁主体进行转动。

作为本发明的一个技术方案，所述法兰承压滚轮的中轴线方向以及所述管节承压滚轮的中轴线方向均与所述横梁主体的中轴线方向平行，所述管节承压圈的外周壁最高点高度与所述管节承压滚轮的外周壁最高点高度平齐，所述法兰承压滚轮的外周壁最高点高度比所述管节承压滚轮的外周壁最高点高度低。如此，可以确保在吊挂后是能够对管节的最上部内壁进行施加一个与重力方向相反的力，从而实现降低管节的变形量。此外，由于管节的壁厚相对法兰来说是较薄的，即管节的内壁直径小于法兰的内壁直径，因此，将法兰承压滚轮的外周壁最高点高度设置成比管节承压滚轮的外周壁最高点高度低，这样，在焊接过程中，法兰可以直接由位于其下方的滚轮架来支撑，并且法兰的最上部内壁与法兰承压滚轮采取滚动连接不易损坏法兰，这可以便于控制法兰与管节对中，从而提高管节与法兰组对安装的精度。

作为本发明的一个技术方案，每个滚轮装置设有两个所述轴承支撑座，两个所述轴承支撑座呈90度夹角焊接固定在所述横梁主体的上部外周壁上。这样设置，可以在保证整体强度的同时，相比均布三个或多个轴承支撑座的形式，具有更简便的安装拆卸性能。

作为本发明的一个技术方案，所述管节承压圈为橡胶材质的承压圈。采用橡胶材质，相比较硬的金属材质结构，不容易损坏管节。

作为本发明的一个技术方案，所述锁定组件包括第一连接板、第二连接板以及若干个用于锁定第一连接板和第二连接板的螺栓螺母组件，所述滚轮G型钩朝向所述横梁主体的一侧以及所述滚轮C型钩朝向所述横梁主体的一侧分别固定设置有一个所述第一连接板，所述横梁主体的两端分别固定设置有一个所述第二连接板。采用螺栓螺母锁定的方式，便于快速组装和拆卸，提高施工效率。

作为本发明的一个技术方案，所述滚轮G型钩的顶部以及所述滚轮C型钩的顶部均固定设有吊挂组件，所述吊挂组件包括开设有吊挂孔的吊挂板以及与吊挂板垂直连接的加强板。通过设置具有吊挂孔的吊挂板，便于将整个装置进行吊挂；由于法兰与管节均较大，通过设置加强板，这样可以很好地提高吊挂组件的强度，避免吊挂板断裂。

作为本发明的一个技术方案，所述横梁主体为中空的圆管，如此，在保证具有足够强度的同时，也能降低整体的重量。

与现有技术相比，本发明提供了一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置，具备以下有益效果：

(1)本发明通过滚轮G型钩上的法兰承压滚轮来承托法兰，通过滚轮C型钩上的管节承压滚轮以及横梁主体上的滚轮装置共同承托管节，在吊挂使用时，由于对卧放的法兰和管节的最上部内壁施加一个与重力方向相反的力，产生反变形，来减少由于自身重力产生的变形量，进而可降低管节与法兰的装配难度，可提高管节与法兰组对安装的精度。

(2)本发明与法兰、管节的接触均采用滚轮以转动连接的形式，降低其对管节及法兰在滚轮架上的转动的影响，避免损坏管节和法兰。

(3)滚轮托举横梁、滚轮G型钩和滚轮C型钩能够快速装拆，便于使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的滚轮托举横梁的立体结构示意图；

图3为本发明的滚轮托举横梁的侧视图；

图4为图3中沿A-A方向的剖面图；

图5为本发明在使用时整体示意图；

图6为本发明在使用时局部示意图。

附图标记：1、滚轮托举横梁；11、横梁主体；12、滚轮装置；121、轴承支撑座；122、管节承压圈；123、轴承；2、滚轮G型钩；21、法兰承压滚轮；3、滚轮C型钩；31、管节承压滚轮；4、锁定组件；41、第一连接板；42、第二连接板；43、螺栓螺母组件；5、吊挂组件；51、吊挂板；511、吊挂孔；52、加强板；6、法兰；7、管节；8、滚轮架；9、扁担梁；10、吊车吊钩。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过详细的实施例并结合附图对本发明作进一步详细描述。

参考图1～图6，本实施例提供了一种海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置，包括滚轮托举横梁1、滚轮G型钩2和滚轮C型钩3。所述滚轮G型钩2的下部转动设有用于承托法兰6的法兰承压滚轮21。所述滚轮C型钩3的下部转动设有用于承托管节7的管节承压滚轮31。所述滚轮托举横梁1包括水平分布的横梁主体11以及多个转动安装在所述横梁主体11上用于承托管节7的滚轮装置12。由于与法兰、管节的接触均采用滚轮以转动连接的形式，降低其对管节及法兰在滚轮架上的转动的影响，避免损坏管节和法兰。所述滚轮G型钩2和所述滚轮C型钩3分别通过锁定组件4与所述横梁主体11的两端可拆卸连接，在组装后，所述滚轮G型钩2的开口方向与所述滚轮C型钩3的开口方向均朝向所述横梁主体11。

如此，通过滚轮G型钩上的法兰承压滚轮来承托法兰，通过滚轮C型钩上的管节承压滚轮以及横梁主体上的滚轮装置共同承托管节，在吊挂使用时，由于对卧放的法兰和管节的最上部内壁施加一个与重力方向相反的力，产生反变形，来减少由于自身重力产生的变形量，进而可降低管节与法兰的装配难度，可提高管节与法兰组对安装的精度。

为了可以多点承托管节，使得受力均匀，在一些具体的实施方式中，多个所述的滚轮装置12沿所述横梁主体11的长度方向等间隔分布。更具体的，如图1～图3所示，横梁主体11上等间隔分布设置有六个滚轮装置12。

在一些具体的实施方式中，参考图1～图4，每个所述滚轮装置12包括至少两个固定在所述横梁主体11外周壁上的轴承支撑座121以及套设在所述横梁主体11外周呈圆环状的管节承压圈122，每个所述轴承支撑座121上转动设有与所述横梁主体11平行分布的轴承123，所述管节承压圈122的内壁与所述轴承123的外壁套接。如此，管节承托圈在承托管节的上部内壁时，由于管节承托圈能够利用轴承在外力作用下围绕横梁主体进行旋转，如此，便于管节与法兰一边焊接一些转动调节焊接位置。

作为优选的实施方式，如图2和图4所示，每个滚轮装置12设有两个所述轴承支撑座121，两个所述轴承支撑座121呈90度夹角焊接固定在所述横梁主体11的上部外周壁上。这样设置，可以在保证整体强度的同时，相比均布三个或多个轴承支撑座的形式，具有更简便的安装拆卸性能。

在一些具体的实施方式中，如图2和图4所示，所述横梁主体11为中空的圆管，如此，在保证具有足够强度的同时，也能降低整体的重量。

为了使得管节承压圈可以较为稳定地围绕横梁主体进行转动，如图2和图4所示，在一些具体的实施方式中，将管节承压圈122的中轴线与横梁主体11的中轴线设置为重合的。

在一些具体的实施方式中，如图1、图5和图6所示，所述法兰承压滚轮21的中轴线方向以及所述管节承压滚轮31的中轴线方向均与所述横梁主体11的中轴线方向平行，所述管节承压圈122的外周壁最高点高度与所述管节承压滚轮31的外周壁最高点高度平齐，所述法兰承压滚轮21的外周壁最高点高度比所述管节承压滚轮31的外周壁最高点高度低。如此，可以确保在吊挂后是能够对管节的最上部内壁进行施加一个与重力方向相反的力，从而实现降低管节的变形量。此外，由于管节的壁厚相对法兰来说是较薄的，即管节的内壁直径小于法兰的内壁直径，因此，将法兰承压滚轮的外周壁最高点高度设置成比管节承压滚轮的外周壁最高点高度低，这样，在焊接过程中，法兰可以直接由位于其下方的滚轮架来支撑，并且法兰的最上部内壁与法兰承压滚轮采取滚动连接不易损坏法兰，这可以便于控制法兰与管节对中，从而提高管节与法兰组对安装的精度。

在一些具体的实施方式中，所述管节承压圈122为橡胶材质的承压圈。采用橡胶材质，相比较硬的金属材质结构，不容易损坏管节。

在一些具体的实施方式中，如图1和图2所示，所述锁定组件4包括第一连接板41、第二连接板42以及若干个用于锁定第一连接板41和第二连接板42的螺栓螺母组件43，所述滚轮G型钩2朝向所述横梁主体11的一侧以及所述滚轮C型钩3朝向所述横梁主体11的一侧分别固定设置有一个所述第一连接板41，所述横梁主体11的两端分别固定设置有一个所述第二连接板42。采用螺栓螺母锁定的方式，便于快速组装和拆卸，提高施工效率。

在一些具体的实施方式中，如图1、图5和图6所示，所述滚轮G型钩2的顶部以及所述滚轮C型钩3的顶部均固定设有吊挂组件5。更具体的，所述吊挂组件5包括开设有吊挂孔511的吊挂板51以及与吊挂板51垂直连接的加强板52。通过设置具有吊挂孔的吊挂板，便于将整个装置进行吊挂；由于法兰与管节均较大，通过设置加强板，这样可以很好地提高吊挂组件的强度，避免吊挂板断裂。优选的，位于吊挂板51的两端各焊接一个加强板。

参考图5和图6，利用本发明海上风电塔筒管节控制变形吊挂装置进行减少管节在焊接法兰过程中自重变形量的施工过程如下：

(1)将管节7与法兰6吊装上滚轮架8；

(2)使用吊车或叉车将滚轮托举横梁1送进管节7的内部；

(3)在滚轮托举横梁1的两端，根据法兰6的位置分别安装滚轮G型钩2及滚轮C型钩3；

(4)使用吊索具将滚轮G型钩2和滚轮C型钩3上的吊挂组件5分别与扁担梁9的两端连接；

(5)使用吊索具将吊车吊钩10与扁担梁9上的吊耳进行连接；

(6)随着吊车吊钩10的缓慢提升，可带动扁担梁9向上提升，进而提升滚轮G型钩2、滚轮C型钩3和滚轮托举横梁1，直至横梁主体11上的管节承压圈122与管节7的最高处内壁接触；

(7)随着吊车吊钩10继续缓慢提升，使整个装置受力并给管节7的内壁提供一个向上的力，直至管节7与法兰6对接处的缝隙达到尽可能小，并使法兰承压滚轮21接触法兰6的最高处内壁；

(8)最后，按照预先设定的焊接工艺完成法兰6与管节7的组对焊接安装工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。