施工辅助工装及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种施工辅助工装及包括该施工辅助工装的风力发电机组。


背景技术：

2.近年来，伴随着风电技术的日趋成熟，风电行业得到迅猛发展。随着风力发电机组(诸如，海上风力发电机组和陆上风力发电机组)的风机直径日益增大，目前直径已经超过7米，在风力发电机组内部力矩施工变得极为困难。在风力发电机组内部力矩施工包括机舱与发电机连接力矩施工、发电机与轮毂连接力矩施工、轮毂与叶片连接力矩施工等，这些力矩施工都存在高空作业坠落风险。除此之外，对于轮毂与叶片连接，由于存在空间曲面和人员站位空间狭小的问题，导致力矩施工周期特别长，严重影响了平价时代风机快速安装效率。
3.目前，通常通过搭设力矩施工平台、脚手架或梯子的方式在风力发电机组内部进行力矩施工。然而，由于空间限制，搬运极其不方便。特别地，对于轮毂内部，在将叶片和三只变桨盘之间进行螺栓紧固时，由于异形空间而无法搭设平台、脚手架和梯子。这种情况下，只能通过定制平台用于力矩施工。然而，搭设的平台只有两侧有接口并且中间悬臂很长，因此，如果上面重物增加或者倾斜，人员就容易掉落下落，造成高空坠落。
4.总之，在现有技术中，风力发电机组内部力矩施工存在施工困难、效率低以及安全性低的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题而提出本实用新型。本实用新型的目的在于提供一种施工辅助工装及包括其的风力发电机组，以解决风力发电机组内部力矩施工空间限制问题，并提高力矩施工的效率和安全性。
6.根据一个总体方面，本实用新型提供一种施工辅助工装，所述施工辅助工装用于安装在风力发电机组中的法兰紧固螺栓组件上，所述法兰紧固螺栓组件包括紧固螺栓以及旋拧在所述紧固螺栓上的紧固螺母，其特征在于，所述施工辅助工装包括：连杆，所述连杆的第一端设置有内螺纹孔，用于与所述紧固螺栓的位于所述紧固螺母外部的端部螺纹结合。
7.优选地，所述连杆可为两个，包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与一个所述紧固螺栓结合，所述第二连杆的第一端与另一所述紧固螺栓结合。
8.优选地，所述施工辅助工装还可包括连接组件，用于连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端，所述连接组件被构造为长度可调。
9.优选地，所述连接组件可包括第一套筒、第二套筒和连接杆，所述第一套筒套设在所述第一连杆的第二端，所述第二套筒套设在所述第二连杆的第二端，所述连接杆连接所述第一套筒和所述第二套筒。
10.优选地，所述第一套筒的侧壁上可形成有横向突出的第一螺纹柱，所述第二套筒的侧壁上可形成有横向突出的第二螺纹柱，所述连接杆的两端分别与第一螺纹柱和第二螺纹柱结合，所述第一螺纹柱和所述第二螺纹柱的螺纹旋向相反。
11.优选地，所述第一螺纹柱和所述第二螺纹柱可均为内螺纹柱，所述连接杆的两端形成旋向相反的外螺纹；或者所述第一螺纹柱和所述第二螺纹柱可均为外螺纹柱，所述连接杆的两端形成旋向相反的内螺纹。
12.优选地，所述施工辅助工装还可包括套筒头，所述套筒头包括相互连接的第一套筒段和第二套筒段，所述第一套筒段为内多边形套筒，用于套接在所述紧固螺母的外周，所述第二套筒段为内螺纹套筒，并且所述连杆的第一端还可设置有外螺纹，用于与所述第二套筒段螺纹结合。
13.优选地，所述施工辅助工装还可包括第一锁定螺栓，所述第一套筒段的侧壁上可设置有第一内螺纹通孔，所述第一锁定螺栓能够与所述第一内螺纹通孔结合并伸入所述第一套筒段内部。
14.优选地，所述施工辅助工装还可包括第二锁定螺栓，所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端可分别形成有环形槽，所述第一套筒的侧壁上和所述第二套筒的侧壁上可分别开设有第二内螺纹通孔，所述第二锁定螺栓能够与所述第二内螺纹通孔结合，并且所述第二锁定螺栓的一端能够穿过所述第二内螺纹通孔后卡设在所述环形槽中。
15.优选地，所述连杆的外周表面可具有滚花结构，并且所述连接杆在长度方向上的中部可具有凹入部。
16.优选地，所述施工辅助工装还可包括安全绳，所述安全绳被构造为安装到所述连接杆的凹入部。
17.根据另一总体方面，本实用新型提供一种风力发电机组，包括如上所述的施工辅助工装。
18.根据本实用新型的施工辅助工装便于安装，对施工空间和安装空间的要求低，即使在异形空间中，也可容易地安装。
19.根据本实用新型的施工辅助工装重量轻、结构简单且通用性强，并且可用作踏步、导正棒和安全挂点，从而提高了力矩施工的效率和安全性。
20.此外，根据本实用新型的包括施工辅助工装应用于风力发电机组，从而提高风力发电机组的安装效率，并且防止机组人员在作业时高空坠落，从而确保机组人员安全。
附图说明
21.通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本实用新型的以上和其他方面、特点及其他优点将会变得清楚和更加容易理解，在附图中：
22.图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的用于风力发电机组的施工辅助工装的装配示意图。
23.图2是示出沿着图1的线i-i截取的截面图。
24.图3是示出根据本实用新型的示例性实施例的施工辅助工装的分解示意图。
25.图4示出根据本实用新型的示例性实施例的施工辅助工装的部分分解示意图。
26.图5是示出根据本实用新型的示例性实施例的将施工辅助工装用作踏步工装的原
理示意图。
27.图6是图5的局部放大图。
28.图7是示出图5的部分i的截面示意图。
29.附图标记说明：
30.10-施工辅助工装；20-法兰紧固螺栓组件；22-紧固螺母；24-紧固螺栓；100-第一连杆；200-第二连杆；101，201-环形槽；110，210-滚花结构；300-第一套筒头；400-第二套筒头；310，410-第一锁定螺栓；500-连接组件；510-第一轴套；520-第二轴套；511-第一螺纹柱；521-第二螺纹柱；530-连接杆；531-凹入部；540，550-第二锁定螺栓；600-安全绳；d-鞋子。
具体实施方式
31.在下文中，参照附图来详细说明本实用新型的优选实施例。应清楚的是，在下面对实施例的说明和附图中，以相同的附图标记指示相同或相似的组件，并省略重复的说明。
32.将理解的是，尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”来描述各种元件，但是这些元件将不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，在此描述的示例性实施例中所称的第一元件也可被称作第二元件。
33.为了易于描述，下文中所称的“内”、“外”、“上”、“下”与附图本身的内、外、上、下方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用。
34.另外，在整个说明书中，当元件被描述为“设置在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“设置在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。
35.风力发电机组中多处设置有法兰以及安装在法兰上的法兰紧固螺栓组件，法兰紧固螺栓组件包括紧固螺栓以及旋拧在紧固螺栓上的紧固螺母，并且在法兰装配完成后，紧固螺栓的端部相对于紧固螺母伸出预定长度，从而外露若干(例如，3-5个)螺距。根据本技术的示例性实施例的施工辅助工装可安装在风力发电机组中的法兰紧固螺栓组件上，如图5和6所示的示例中，施工辅助工装连接在法兰紧固螺栓组件上，为作业人员提供踩踏支撑，以确保作业人员安全，并且具有重量轻、结构简单、实用性和互换性强的优点。
36.在下文中，将结合附图进行详细描述。
37.图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的用于风力发电机组的施工辅助工装的装配示意图，图2是示出沿着图1的线i-i截取的截面图，图3是示出根据本实用新型的示例性实施例的施工辅助工装的分解示意图，图4示出根据本实用新型的示例性实施例的施工辅助工装的部分分解示意图。
38.如图1至图4以及稍后将描述的图7所示，施工辅助工装10可包括连杆，连杆的第一端(图1中的左端)设置有内螺纹孔，用于与法兰紧固螺栓组件20的紧固螺栓24的位于紧固螺母22外部的端部螺纹结合(如图5和图6所示)。
39.换言之，施工辅助工装10可通过将连杆与紧固螺栓24螺纹结合来安装到法兰紧固螺栓组件。根据强度计算，法兰紧固螺栓组件的紧固螺栓满足m24以上，外露3个或更多个螺
距，在使用与紧固螺栓强度等级相同的钢结构连杆情况下，当连杆悬臂长度为500mm时，单个连杆可承受重量150kg。因此，根据实用新型的示例性实施例的辅助施工辅助工装能够承载相应的负荷。
40.另外，按照这样的安装方式，可减少对安装施工辅助工装10的空间的限制。因此，即使对于轮毂与叶片对接的异形空间，也可容易地安装施工辅助工装10。
41.如图1至图4所示，施工辅助工装10还可包括套筒头，该套筒头用于将施工辅助工装10紧固到的法兰紧固螺栓组件，以使施工辅助工装与法兰紧固螺栓组件的结合更加紧固。
42.套筒头可包括相互连接的第一套筒段和第二套筒段，第一套筒段为内多边形套筒(例如，内六边形套筒)，用于套接在法兰紧固螺栓组件的紧固螺母22的外周，第二套筒段为内螺纹套筒。连杆的第一端还可设置有外螺纹，用于与第二套筒段螺纹结合。
43.如上所述，套筒头和连杆可配套地使用，因此套筒头的数量可与连杆的数量相同。由于连杆的第一端可通过内螺纹孔与紧固螺栓24螺纹结合来将施工辅助工装10安装到法兰紧固螺栓组件，因此在使用施工辅助工装10时，可根据需要使用或省略套筒头。另外，也可不将连杆的第一端与紧固螺栓24螺纹结合，而是仅利用套筒头将连杆连接到法兰紧固螺栓组件。优选地，可根据各种机组接口对接需求，选择不同尺寸的套筒头。
44.另外，第二套筒段的外周的截面可为多边形(例如，六边形)形状，以便于施加力矩，例如在将套筒头的第一套筒段紧固到紧固螺母22时施加力矩。
45.在示例性实施例中，施工辅助工装10的连杆为两个，即包括第一连杆100和第二连杆200。应理解，连杆的数量不限于此，当连杆为仅一个或者三个或更多个时也是可行的。相比于施工辅助工装包括一个连杆的情况，当施工辅助工装包括两个连杆时，可增强施工辅助工装与法兰紧固螺栓组件的结合增强，提高施工辅助工装的载荷能力和安全性，同时也为作业人员提供更多的支撑接触面积，提高作业人员踩踏在施工辅助工装上的稳定性。
46.对应于第一连杆100和第二连杆200，套筒头可包括第一套筒头300和第二套筒头400。为了便于描述，在下文中，以连杆数量为两个且套筒头数量为两个的情况作为示例性实施例进行描述。
47.如稍后将描述的图5和图6所示，第一连杆100的第一端可与法兰紧固螺栓组件20的一个紧固螺栓结合，第二连杆200的第一端可与法兰紧固螺栓组件20的另一紧固螺栓结合。
48.此外，如图1和图3所示，第一连杆100和第二连杆200的与第一端相对的第二端可具有内六角或外六角形式，以便于施加力矩。
49.第一连杆100和第二连杆200的外周表面可分别具有滚花结构110和210，以增大第一连杆100和第二连杆200的外周表面的摩擦力，从而实现防滑作用。根据示例性实施例的滚花结构110和210呈螺纹形式，但不限于此，只要其具有防滑作用即可。
50.此外，施工辅助工装10还可包括第一锁定螺栓310和410。第一套筒头300和第二套筒头400的第一套筒段的侧壁上可设置有第一内螺纹通孔，并且第一锁定螺栓310和410能够与第一内螺纹通孔结合并伸入第一套筒段内部，并抵顶到螺纹组件中的紧固螺母的外表上，防止套筒头相对于紧固螺母旋转。更具体地，紧固螺母为多边形，套筒头的内侧具有相应的多边形形状，从而相互套接，并且不能相对旋转，插入螺纹孔中的锁定螺栓的端部抵接
到紧固螺母的外周的一个平面上，增大两者之间的结合力。按照这样的方式，可改善第一套筒头300和第二套筒头400与法兰紧固螺栓组件的紧固螺母22结合的紧固性。
51.继续参照图1至图4，施工辅助工装10还可包括连接组件500。连接组件500可连接第一连杆100的第二端和所述第二连杆200的第二端，连接组件500被构造为长度可调。
52.具体地，连接组件500可包括第一套筒510、第二套筒520和连接杆530。第一套筒510可套设在第一连杆100的第二端，第二套筒520可套设在第二连杆200的第二端，连接杆530可连接第一套筒510和第二套筒520。当将连接组件500安装在第一连杆100和第二连杆200上时，可通过调节连接杆530的长度来调节第一连杆100与第二连杆200之间的距离。连接组件500可用作紧固限位组件(稍后将详细描述)。
53.参照图3，第一套筒510的侧壁上可形成有横向突出的第一螺纹柱511，第二套筒520的侧壁上可形成有横向突出的第二螺纹柱521，连接杆530的两端可分别与第一螺纹柱511和第二螺纹柱521结合。第一螺纹柱511和第二螺纹柱521的螺纹旋向相反。在这种情况下，当第一螺纹柱511和第二螺纹柱521均为内螺纹柱时，连接杆530的两端可形成旋向相反的外螺纹。可选地，当第一螺纹柱511和第二螺纹柱521均为外螺纹柱时，连接杆530的两端可形成旋向相反的内螺纹。
54.因此，可通过旋拧连接杆530来调节第一套筒510与第二套筒520之间的距离，从而可适用于不同的法兰紧固螺栓间距，实现通用性。
55.参照图2和图3，施工辅助工装10还可包括第二锁定螺栓540和550。
56.如图2所示，第一连杆100的第二端可形成有环形槽101。第一套筒510的侧壁上可开设有第二内螺纹通孔，第二锁定螺栓540可与第二内螺纹通孔结合，并且第二锁定螺栓540的一端能够穿过第二内螺纹通孔后卡设在环形槽101中。通过将锁定螺栓的端部插入到环形槽中，可以防止套筒沿着连杆的长度方向向外脱落另外，也不会阻碍连杆的旋转操作。
57.尽管未示出，但第二连杆200的第二端也可形成有环形槽201。相应地，第二套筒520的侧壁上可开设有第二内螺纹通孔，第二锁定螺栓550可与第二内螺纹通孔结合，并且第二锁定螺栓550的一端能够穿过第二内螺纹通孔后卡设在环形槽201中。此外，参照图3，连接杆530可在长度方向上的中部具有凹入部531。凹入部531方便扳手夹持在连接杆530上，从而可方便对连接杆施加旋转力矩。
58.参照图2，第一锁定螺栓310和410与第二锁定螺栓540和550可分别布置在截面图中的上侧和下侧。参照图4，第一锁定螺栓310和410与第二锁定螺栓540和550均可布置在截面图中的上侧。应理解，第一锁定螺栓310和410与第二锁定螺栓540和550在连杆的圆周方向上的布置位置不限于附图中所示的情况，其可根据实际需要而改变。
59.图5是示出根据本实用新型的示例性实施例的将施工辅助工装用作踏步工装的原理示意图，图6是图5的局部放大图。图7是示出图5的部分i的截面示意图，其示出了施工辅助工装安装到法兰紧固组件上的截面图。
60.如图5所示，当将施工辅助工装10安装在法兰紧固螺栓组件20上时，施工人员在正常工作时可将鞋子d穿入第一连杆100与第二连杆200之间，从而防止脚踏不稳。
61.如前面所描述的，第一连杆100和第二连杆200的外周表面可分别具有滚花结构110和210。因此，当施工人员踩踏在第一连杆100和第二连杆200上时，滚花结构可增大施工人员的鞋子d与第一连杆100和第二连杆200之间的摩擦力，从而防止施工人员滑倒进而跌
落。
62.此外，如图7所示，设置在第一连杆100的第二端和第二连杆200的第二端的连接组件500可限制施工人员的鞋子d向外侧滑移，从而进一步防止施工人员跌落的风险。
63.图6是示出根据本实用新型的示例性实施例的将施工辅助工装用作安全锚点的示意图。
64.如图6所示，施工辅助工装10还可包括安全绳600，安全绳600可安装到连接组件500的连接杆530上。具体地，安全绳600可被构造为安装到连接杆530的凹入部531。
65.具体地，可将安全绳600挂到连接杆530的凹入部531，从而将施工辅助工装10用作安全锚点，使得施工人员可在其下面作业。在这种情况下，由于第一连杆100、第二连杆200以及连接杆530可从三个位置对安全绳600进行限位，因此安全绳600不会脱落，避免安全绳脱落带来的安全风险。
66.此外，如前面所描述的，连杆在第一端设置有外螺纹，因此该连杆可拧进带有内螺纹的螺栓孔，以用作导正棒。例如，机舱和塔架对接时采用的是盲孔内螺纹结构，在这种情况下，如果缺少螺栓穿入导正棒，则可将连杆用作导正棒。也就是说，可利用连杆解决风机对接过程中缺少螺栓穿入导正棒的问题。
67.如以上所阐述的，根据上述示例性实施例的施工辅助工装便于安装，对施工空间和安装空间的要求低，即使在异形空间中，也可容易地安装。
68.另外，根据上述示例性实施例的施工辅助工装重量轻、结构简单并且通用性强，并且可用作踏步、导正棒和安全挂点，从而能够提高力矩施工的效率和安全性。
69.此外，根据上述示例性实施例的施工辅助工装应用于风力发电机组，从而提高风力发电机组的安装效率，并且防止机组人员在作业时高空坠落，从而确保机组人员安全。
70.上述实施例中的实施方案可以进一步相互组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行的描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。