一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机制造技术

本发明专利技术涉及一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，包括风电安装平台(1)、安装在风电安装平台(1)船艏部的臂架搁架(3)，还有安装在风电安装平台(1)上并可绕其中一个桩腿转动、升降的臂架可伸缩的海上风电安装起重机(2)。与现有技术相比，本发明专利技术具有臂架伸缩灵活，在不增加风电安装平台长度的基础上，提高了起重机的起升高度，扩大了工作范围，可以满足海上风电的安装需求等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机
本专利技术涉及海上浮吊工程领域，尤其是涉及一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机。
技术介绍
海上风电资源储备丰富，未来可发展空间巨大。从趋势上看，海上风电势必走向远海、深海，风电机组必定进一步大型化。采用大容量海上机组是海上风电场集中连片大规模开发所需，它将有效降低风电场度电成本，提高海上风电场规模开发利用的整体经济性，创造更多价值。伴随这一巨大市场而来的，还有同样巨大的挑战。需要整个海上风电行业在技术、施工、运维、管理等方面进行技术创新。海上风电机组安装的难点在于海洋环境差、作业条件困难。目前，主要依靠安装于风电安装平台上的起重机进行。风电安装平台可在自升式桩腿的支撑下，保证起重机工作时的平稳性；同时，当更换作业对象时，桩腿升起，安装平台带着起重机实现调遣。海上风电机组的大型化，使机组风叶加长、轮毂中心高度增加。为实现安装，必须加大起重机吊钩的起升高度，因此起重机臂架的加长成为必要的前提。但是，在安装平台调遣过程中，平台成为浮动的船舶。此时臂架必须搁置于臂架搁架上，以避免在海浪作用下，臂架损坏或平台倾覆。因主、副钩、变幅滑轮组等质量均集中在臂架头部，因此臂架搁架只能支撑在臂架头部附近，以避免臂架折断。在这种条件下，为实现臂架搁置，只能把平台加长。平台加长后，自重增加，加大了桩腿及升降系统的载荷，从而提高了整个平台的造价。因此，如何在保证吊钩起升高度的前提下，解决臂架的搁置问题，成为风电安装平台的首要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可在不增加风电安装平台长度的基础上，提高起重机的吊钩起升高度，以满足海上风电机组日益大型化的安装需求的臂架可伸缩的海上风电安装起重机。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，包含与臂架铰点连接的固定臂架，可在固定臂架内部进行伸缩的伸缩臂架，驱动伸缩臂架进行伸缩的驱动机构，使伸缩臂架实现伸缩运动的伸缩缠绕系统，安装于伸缩臂架头部的变幅滑轮组，可带动伸缩臂架及固定臂架绕臂架铰点运动的变幅钢丝绳。进一步地，所述的起重机安装在风电安装平台上，风电安装平台上还设有臂架搁架，所述的伸缩臂架有两个工作位置，完全伸出或完全后退，当起重机不工作时，伸缩臂架退至固定臂架内部，起重机水平搁置在臂架搁架上。起重机不工作时，臂架长度缩短，改善了平台稳性，减少了桩腿及升降系统的载荷。进一步地，所述的起重机的臂架的伸缩运动在臂架与水平面的夹角为38-42°时进行，当臂架在变幅钢丝绳的带动下转动到设定角度时，驱动机构驱动伸缩缠绕系统，使伸缩臂架伸出或退回固定臂架内。臂架进行伸缩运动时，变幅钢丝绳也同步运动，保证伸缩臂架外伸运动所需要的变幅钢丝绳的伸长量。在这个固定角度上，臂架伸缩的长度与变幅钢丝绳的变化量之间的几何关系是确定的。进一步地，所述的起重机还包括转台，主钩、副钩，所述的驱动机构位于转台上，所述的主钩、副钩和变幅滑轮组安装在伸缩臂架头部；当起重机工作时，由于伸缩臂架外伸，使主钩工作起升高度及副钩工作起升高度增加；当起重机臂架没有外伸时，主、副钩均位于正常起升高度，此时主钩、副钩的起重量能够加大，使整个起重机的工作范围得以扩展。进一步地，所述的伸缩缠绕系统包括后缩钢丝绳、前伸钢丝绳，以及两两对称设置的伸缩卷筒、人字架导向滑轮、固定臂架铰点滑轮、固定臂架下方滑轮、固定臂架双联滑轮和固定臂架头部滑轮、伸缩臂架双联水平滑轮，固定臂架铰点滑轮与臂架铰点处在同一个圆心，伸缩卷筒连接驱动机构，受驱动机构驱动；从一个伸缩卷筒引出的后缩钢丝绳经人字架导向滑轮导向后，依次经过设置在臂架一侧的固定臂架铰点滑轮、固定臂架下方滑轮、固定臂架双联滑轮和伸缩臂架双联水平滑轮后，再依次沿臂架另一侧各滑轮返回另一侧人字架导向滑轮后进入另一个伸缩卷筒，由此转动伸缩卷筒就能够实现伸缩臂架的后缩；从一个伸缩卷筒引出的前伸钢丝绳经人字架导向滑轮导向后，依次经过设置在臂架一侧的固定臂架铰点滑轮、固定臂架双联滑轮、固定臂架头部滑轮和伸缩臂架双联水平滑轮后，再依次沿臂架另一侧各滑轮返回另一侧人字架导向滑轮后进入另一个伸缩卷筒，由此转动伸缩卷筒就能够实现伸缩臂架的前伸。进一步地，所述的前伸钢丝绳和后缩钢丝绳通过伸缩臂架双联水平滑轮串联在一起，保证两根钢丝绳的牵引力一致，以避免臂架伸缩出现偏斜；所述的伸缩臂架双联水平滑轮位于伸缩臂架尾部，以保证伸缩臂架往外伸出时，此组滑轮永远位于固定臂架头部滑轮的后方，使得钢丝绳只会受拉，从而保证了伸缩缠绕系统的稳定运行。进一步地，所述的固定臂架头部设有四个锁紧插销，所述的伸缩臂架头部设有四个前插销孔、尾部设有四个后插销孔，前插销孔和后插销孔都能与锁紧插销相配合。当伸缩臂架后退至固定臂架内时，锁紧插销插入前插销孔，使伸缩臂架与固定臂架固定；当伸缩臂架完全外伸时，锁紧插销插入后插销孔，使伸缩臂架与固定臂架固定。进一步地，所述的固定臂架的前端安装有前、后共四组水平轮：固定臂架后下方水平轮、固定臂架前下方水平轮、固定臂架前上方水平轮、固定臂架后上方水平轮，每组水平轮都沿固定臂架对称设有两个；所述的伸缩臂架上对应设有四个轨道：两个伸缩臂架上轨道和两个伸缩臂架下轨道，同时供固定臂架上的各组水平轮滚动。设置水平轮可保证伸缩臂架在水平轮的作用下沿着固定臂架走直线，以避免在海上风载、海浪等水平载荷作用下，伸缩臂架的滑动出现歪斜。进一步地，所述的伸缩臂架尾部对称安装有两个伸缩臂架后方支撑轮，所述的固定臂架上对应的设有两个供支撑轮滑动的固定臂架轨道；固定臂架的头部还对称安装有两个固定臂架前上方支撑轮和两个固定臂架前下方支撑轮，能在伸缩臂架的四个轨道上滚动。这六个支撑轮支撑起伸缩臂架，保证伸缩臂架伸缩运动的实现。进一步地，所述的固定臂架的后上方还对称安装有两个固定臂架后上方支撑轮，能在伸缩臂架上轨道滚动。这两个伸缩臂架后方支撑轮可保证伸缩臂架在吊装作业时，其尾部不会翘起，以提高伸缩臂架的可靠性。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术起重机在工作时，由于伸缩臂架外伸，使得使主钩工作起升高度及副钩工作起升高度增加，从而可满足海上风电机组大型化后的安装需求。当伸缩臂架没有外伸时，起重机正常工作，主、副钩均位于正常起升高度，此时主、副钩的起重量可以加大，整个起重机的工作范围得以扩展。(2)本专利技术设置特定的角度进行伸缩运动，兼顾了臂架强度、变幅钢丝绳拉力及伸缩机构功率，能确定伸缩运动下变幅钢丝绳与伸缩臂架的几何关系。(3)本专利技术中臂架上安装有固定臂架铰点滑轮，并与臂架铰点处在同一个圆心，伸缩缠绕系统经过固定臂架铰点滑轮进入臂架，保证了臂架变幅时，伸缩钢丝绳的长度不变，也就是驱动机构不工作，能节省能源。(4)本专利技术驱动机构设在起重机的转台上，减小了臂架载荷，使臂架更稳定可靠。(5)本专利技术中伸缩缠绕系统的两个钢丝绳通过伸缩臂架双联水平滑轮串联在一起，使得两根钢丝绳的牵引力一致，能避本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，包含与臂架铰点(205)连接的固定臂架(201)，可在固定臂架内部进行伸缩的伸缩臂架(202)，驱动伸缩臂架进行伸缩的驱动机构(204)，使伸缩臂架实现伸缩运动的伸缩缠绕系统(203)，安装于伸缩臂架头部的变幅滑轮组(208)，可带动伸缩臂架及固定臂架绕臂架铰点运动的变幅钢丝绳(209)。/n

【技术特征摘要】
1.一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，包含与臂架铰点(205)连接的固定臂架(201)，可在固定臂架内部进行伸缩的伸缩臂架(202)，驱动伸缩臂架进行伸缩的驱动机构(204)，使伸缩臂架实现伸缩运动的伸缩缠绕系统(203)，安装于伸缩臂架头部的变幅滑轮组(208)，可带动伸缩臂架及固定臂架绕臂架铰点运动的变幅钢丝绳(209)。


2.根据权利要求1所述的一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，所述的起重机安装在风电安装平台(1)上，风电安装平台(1)上还设有臂架搁架(3)，所述的伸缩臂架(202)有两个工作位置，完全伸出或完全后退，当起重机不工作时，伸缩臂架(202)退至固定臂架内部，起重机水平搁置在臂架搁架(3)上。


3.根据权利要求1所述的一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，所述的起重机的臂架的伸缩运动在臂架与水平面的夹角为38-42°时进行，当臂架在变幅钢丝绳(209)的带动下转动到设定角度时，驱动机构(204)驱动伸缩缠绕系统(203)，使伸缩臂架(202)伸出或退回固定臂架(201)内。


4.根据权利要求1所述的一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，所述的起重机还包括转台，主钩(206)、副钩(207)，所述的驱动机构(204)位于转台上，所述的主钩(206)、副钩(207)和变幅滑轮组(208)安装在伸缩臂架(202)头部；当起重机工作时，由于伸缩臂架(202)外伸，使主钩(206)工作起升高度及副钩(207)工作起升高度增加；当起重机臂架没有外伸时，主钩(206)、副钩(207)均位于正常起升高度，此时主钩、副钩的起重量能够加大，使整个起重机的工作范围得以扩展。


5.根据权利要求1所述的一种臂架可伸缩的海上风电安装起重机，其特征在于，所述的伸缩缠绕系统(203)包括后缩钢丝绳(416)、前伸钢丝绳(413)，以及两两对称设置的伸缩卷筒(2032)、人字架导向滑轮(2031)、固定臂架绞点滑轮(401)、固定臂架下方滑轮(402)、固定臂架双联滑轮(403)、固定臂架头部滑轮(406)和伸缩臂架双联水平滑轮(415)；
从一个伸缩卷筒(2032)引出的后缩钢丝绳(416)经人字架导向滑轮(2031)导向后，依次经过设置在臂架一侧的固定臂架铰点滑轮(401)、固定臂架下方滑轮(402)、固定臂架双联滑轮(403)和伸缩臂架双联水平滑轮(415)后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦民，沈莹，童民慧，陈自强，余智雄，高翔，
申请(专利权)人：上海澳傅旭海洋装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31