同心固定和更换变速箱和发电机内部部件的工具链和方法技术

提供了执行从风力涡轮机的发电机(12)和/或变速箱(14)的内部移除诸如轴承盒(64)这样的内部部件的方法的工具链(10)。工具链(10)包括：管(30)，其延伸通过发电机(12)的内部；至少一个夹持元件(36)，其将工具链(10)同心地固定就位在变速箱(14)的至少一个输出轴(60，62)上；以及滑动工具(50)，其沿着管(30)移动进出发电机(12)，以与待修理或更换的内部部件联接并将该内部部件拉出。例如，工具链(10)可移除与变速箱(14)和发电机(12)的接合处相邻定位的轴承盒(64)，而不必从发电机(12)拆卸变速箱(14)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同心固定和更换变速箱和发电机内部部件的工具链和方法
本专利技术总体上涉及风力涡轮机，并且更具体地，涉及选择性与风力涡轮机的变速箱和发电机的部件接合使得在将变速箱和发电机的内部部件固定就位时可移除和更换这些元件的部件的工具链以及以改进的方式更换风力涡轮机的这些部件的方法。
技术介绍
风力涡轮机用于使用可再生资源产生电能，而不用燃烧化石燃料。通常，风力涡轮机将来自风的动能转换成电能。常规的风力涡轮机设施包括基础(foundation)、由基础支撑的塔架以及处于塔架顶部的能量产生单元。能量产生单元通常包括一个或更多个机舱以容纳诸如发电机、变速箱和主轴承这样的几个机械部件和电气部件，并且风力涡轮机还包括转子，该转子通过从机舱延伸的主轴而操作性地联接到机舱中的部件。单转子风力涡轮机和多转子风力涡轮机(可具有多个机舱)是已知的，但是出于效率的缘故，以下描述主要是指单转子设计。转子进而包括中央毂和从其径向延伸并被配置为与风相互作用以引起转子旋转的多个叶片。转子被支撑在主轴上，主轴要么直接要么间接地与被容纳在机舱内部的发电机操作性地联接。因此，当风迫使叶片旋转时，发电机产生电能。在过去的几十年中，风力发电取得了显著增长，许多风力涡轮机设施被建造于陆地上和海上。如上所述，机舱容纳几个风力涡轮机部件，这些风力涡轮机部件在塔架的顶端操作，以将来自风和转子叶片的动能转换成电能。这些部件中的许多在使用期间以不同的速度旋转，如此，随着时间的流逝，这些部件可能达到使用寿命的结尾，由此需要更换。因为机舱内的部件因高塔架与地面分离，因此移除和更换发电机、变速箱等部件的过程和物流是复杂的。此外，机舱内常常没有太多的多余空间，从而增加了操作或更换能量产生单元的这种部件的难度。在许多常规系统和方法中，每当修理或更换一个或更多个内部部件变得有必要时，必须由大型外部起重机从机舱移除整个发电机并移动整个发电机。将期望避免租用和使用这种外部起重机。因此，风力涡轮机的制造商、安装者和运营商正在寻求对位于现代风力涡轮机设计的机舱内的和能量产生单元内的部件进行维护和修理的改进的选择。
技术实现思路
为了这些和其他目的，本专利技术的多个方面涉及一种用于同心地固定和更换风力涡轮机的内部变速箱和发电机部件的工具链。有利地，工具链可移除变速箱和发电机的内部部件(诸如轴承盒)，而不必将发电机与风力涡轮机的变速箱完全断开。如此，机舱的机载起重机可用于将内部部件顺着塔架移动以进行修理或更换，而无需使用大型外部起重机来完成对能量产生单元部件的定期维护或修理。工具链和关联的使用方法提供了下面进一步详细描述的几种技术效果和优势。在示例性实施方式中，工具链被配置为从发电机以及从风力涡轮机的变速箱移除内部部件。工具链包括管，其具有能移除地彼此联接的远侧管部和近侧管部。该管限定被配置为延伸通过发电机从而终止于变速箱的里面或外部的纵向长度。工具链还包括至少一个夹持元件，其位于远侧管部上并能用于将远侧管部相对于风力涡轮机的发电机或变速箱的内部部件固定就位。工具链还包括滑动工具，其沿着管在近侧管部和至少一个夹持元件之间平移。滑动工具被配置为能移除地固定到内部部件，以使内部部件沿着管移动到发电机和变速箱之外。在示例性实施方式中，工具链还包括端部支撑件，其接纳并支撑近侧管部的一部分，并且该端部支撑件被配置用于安装在风力涡轮机的机舱内和发电机外部。当近侧管部与远侧管部断开连接时，近侧管部能相对于端部支撑件移动，以在发电机与近侧管部之间留出间隙。该间隙提供了用于从风力涡轮机移除固定到滑动工具的内部部件的净空。在示例性实施方式中，工具链还包括支撑臂，支撑臂联接到发电机并被配置为在与远侧管部和近侧管部的可移除联接相邻的位置能移除地联接到远侧管部。当远侧管部与近侧管部和端部支撑件断开连接时，支撑臂支撑远侧管部。为此目的，支撑臂包括在一端处的弯脚和在相对端处的旋转接头，其中，弯脚能移除地联接到远侧管部。旋转接头联接到发电机，以使得支撑臂和弯脚能够朝向和背离远侧管部枢转移动。弯脚被配置为抵抗在将远侧管部与近侧管部连接或断开连接时施加的扭矩力。例如，远侧管部和近侧管部可包括用于将这些元件能移除地彼此联接的锥形螺纹，并且弯脚抵抗在进行该螺纹连接时施加的扭矩。在示例性实施方式中，风力涡轮机的变速箱包括用于将旋转能量传输到发电机的第一输出轴和第二输出轴。在这样的实施方式中，至少一个夹持元件包括多个夹持元件，当多个夹持元件将远侧管部相对于第一输出轴和第二输出轴固定就位时，多个夹持元件中的至少一个接合第一输出轴且多个夹持元件中的至少一个接合第二输出轴。每个夹持元件都是同心扩张的夹持元件，所述同心扩张的夹持元件通过径向向外扩张以与第一输出轴和第二输出轴形成锁定摩擦接合来致动。第二输出轴能能移除地连接到轴承盒，轴承盒设置在与变速箱和发电机的连接处相邻的位置，并且当使用工具链的滑动工具从发电机移除轴承盒时，多个夹持元件保持第一输出轴和第二输出轴的同心固定就位。在示例性实施方式中，工具链的端部支撑件包括管容器和框架元件，管容器接纳近侧管部的穿过该管容器的那一部分，框架元件被配置为当近侧管部与远侧管部断开连接时，使得管容器和近侧管部能够进行有限的枢转移动。有限的枢转移动有助于从工具链以及从风力涡轮机的机舱移除发电机或变速箱的内部部件。滑动工具是包括孔的圆柱形凸缘元件，孔被配置为接纳螺栓紧固件以能拆卸地连接到将使用工具链被移除的内部部件。在另一个实施方式中，一种从风力涡轮机的发电机或变速箱拆卸和移除内部部件以进行修理或更换的方法包括：将工具链通过发电机的内部插入，从而终止于变速箱的里面或外部。工具链的插入使得工具链的管从远侧管部延伸到近侧管部，远侧管部位于变速箱的将旋转能量从变速箱传输到发电机的第一输出轴内，近侧管部被配置为延伸到发电机外部。该方法还包括：致动位于远侧管部上的至少一个夹持元件，以将工具链相对于变速箱的第一输出轴固定就位。工具链的滑动工具沿着管的长度从近侧管部上的位置移动到发电机的内部中，其中，滑动工具联接到发电机或变速箱的内部部件。然后，将滑动工具与内部部件一起沿着管移动到近侧管部上，从发电机的内部移出。在示例性实施方式中，近侧管部延伸通过位于发电机和变速箱外部的端部支撑件，并且该方法还包括将远侧管部与近侧管部断开连接并分离，以在发电机与近侧管部之间留出间隙。该间隙提供了用于诸如通过使用机舱的机载起重机从工具链以及从风力涡轮机移除发电机或变速箱的内部部件的净空。在示例性实施方式中，该方法还包括将滑动工具和内部部件解除联接，使得能从工具链移除内部部件。然后，远侧管部和近侧管部被重新连接以重新组装工具链，并将工具链准备好移除发电机和变速箱的附加内部部件。例如，可重复以上方法步骤中的一些，以移除需要修理或更换的附加内部部件，并且这可包括与变速箱关联的轴承盒。如本领域中可能需要的，本文中描述的步骤和元件可被重新配置并以不同的组合来组合，以在不同样式的风力涡轮机中实现所期望的技术效果。附图说明包含在本说明书中并构成其组成部分的附图例示了本专利技术的一个或更多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为从风力涡轮机的发电机(12)和变速箱(14)移除内部部件的工具链(10)，所述工具链(10)的特征在于：/n管(30)，其包括能移除地彼此连接的远侧管部(32)和近侧管部(34)，所述管(30)限定被配置为延伸通过所述发电机(12)的纵向长度；/n至少一个夹持元件(36)，其位于所述远侧管部(32)上并能用于将所述远侧管部(32)相对于所述风力涡轮机的所述发电机(12)或所述变速箱(14)的内部部件固定就位；以及/n滑动工具(50)，其被配置为沿着所述管(30)在所述近侧管部(34)和所述至少一个夹持元件(36)之间平移，所述滑动工具(50)被配置为能移除地固定到所述发电机(12)和所述变速箱(14)的内部部件，以使所述内部部件沿着所述管(30)移动到所述发电机(12)和所述变速箱(14)之外。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180831 DK PA2018705611.一种被配置为从风力涡轮机的发电机(12)和变速箱(14)移除内部部件的工具链(10)，所述工具链(10)的特征在于：
管(30)，其包括能移除地彼此连接的远侧管部(32)和近侧管部(34)，所述管(30)限定被配置为延伸通过所述发电机(12)的纵向长度；
至少一个夹持元件(36)，其位于所述远侧管部(32)上并能用于将所述远侧管部(32)相对于所述风力涡轮机的所述发电机(12)或所述变速箱(14)的内部部件固定就位；以及
滑动工具(50)，其被配置为沿着所述管(30)在所述近侧管部(34)和所述至少一个夹持元件(36)之间平移，所述滑动工具(50)被配置为能移除地固定到所述发电机(12)和所述变速箱(14)的内部部件，以使所述内部部件沿着所述管(30)移动到所述发电机(12)和所述变速箱(14)之外。


2.根据权利要求1所述的工具链(10)，进一步的特征在于：
端部支撑件(44)，其被配置为接纳并支撑所述近侧管部(34)的一部分，所述端部支撑件(44)被配置用于安装在所述风力涡轮机的机舱内和所述发电机(12)外部，
其中，当所述近侧管部(34)与所述远侧管部(32)断开连接时，所述近侧管部(34)能相对于所述端部支撑件(44)移动，使得在所述发电机(12)与所述近侧管部(34)之间留出间隙，所述间隙提供了用于移除固定到所述滑动工具(50)的内部部件的净空。


3.根据权利要求2所述的工具链(10)，进一步的特征在于：
支撑臂(38)，其联接到所述发电机(12)并被配置为在与所述远侧管部(32)和所述近侧管部(34)的可移除联接相邻的位置能移除地联接到所述远侧管部(32)，当所述远侧管部(32)与所述近侧管部(34)和所述端部支撑件(44)断开连接时，所述支撑臂(38)支撑所述远侧管部(32)。


4.根据权利要求3所述的工具链(10)，其特征在于，所述支撑臂(38)包括在一端处的弯脚(40)和在相对端处的旋转接头(42)，其中，所述弯脚(40)能移除地联接到所述远侧管部(32)，并且所述旋转接头(42)联接到所述发电机(12)以使得所述支撑臂(38)和所述弯脚(40)能够朝向和背离所述远侧管部(32)枢转移动。


5.根据权利要求4所述的工具链(10)，其特征在于，所述弯脚(40)被配置为抵抗在将所述远侧管部(32)与所述近侧管部(34)连接或断开连接时施加的扭矩力。


6.根据前述权利要求中任一项所述的工具链(10)，其特征在于，所述远侧管部(32)和所述近侧管部(34)包括用于将这些元件能移除地彼此联接的锥形螺纹。


7.根据前述权利要求中任一项所述的工具链(10)，其特征在于，所述变速箱(14)包括用于将旋转能量传输到所述发电机(12)的第一输出轴(60)和第二输出轴(62)，并且所述至少一个夹持元件(36)包括多个夹持元件(36)，当所述多个夹持元件(36)将所述远侧管部(32)相对于所述第一输出轴(60)和所述第二输出轴(62)固定就位时，所述多个夹持元件(36)中的至少一个接合所述第一输出轴(60)且所述多个夹持元件(36)中的至少一个接合所述第二输出轴(62)。


8.根据权利要求7所述的工具链(10)，其特征在于，所述多个夹持元件(36)中的每个都是同心扩张的夹持元件(36)，所述同心扩张的夹持元件(36)通过径向向外扩张以与所述第一输出轴(60)和所述第二输出轴(62)形成锁定摩擦接合来致动。


9.根据权利要求7或权利要求8所述的工具链(10)，其特征在于，所述第二输出轴(62)能移除地联接到轴承盒(64)，所述轴承盒(64)设置在与所述变速箱(14)和所述发电机(12)的连接处相邻的位置，并且当使用所述滑动工具(50)从所述发电机(12)移除所述轴承盒(64)时，所述多个夹持元件(36)保持所述第一输出轴(60)的同心固定就位。


10.根据权利要求2至9中任一项所述的工具链(10)，其特征在于，所述端部支撑件(44)还包括管容器(46)和框架元件(48)，所述管容器(46)接纳所述近侧管部(34)的穿过该管容器的那一部分，所述框架元件(48)被配置为当所述近侧管部(34)与所述远侧管部(32)断开连接时，使得所述管容器(46)和所述近侧管部(34)能够进行有限的枢转移动。


11.根据前述权利要求中任一项所述的工具链(10)，其特征在于，所述滑动工具(50)是包括孔(52)的圆柱形凸缘元件，所述孔(52)被配置为接纳螺栓紧固件以能拆卸地连接到所述发电机(12)和所述变速箱(14)的将使用所述工具链(10)被移除的内部部件。


12.一种从风力涡轮机的发电机(12)和变速箱(14)拆卸和移除内部部件以进...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·科夫曼，N·摩勒·马德森，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK