维护风轮机齿轮箱部件用的提升工具及利用该工具维护的方法

摘要

一种提升工具（2），其用于在维护或修理期间从风轮机齿轮箱提升部件（1,5），其包括框架式结构，该框架式结构包括相互连接的横梁（4,6,8,8,10,12,20,22,24,26,28），用于在上壳体部被移除而提供至齿轮箱内部的开口时固定至所述齿轮箱壳体，所述提升工具在所述开口的外缘固定至齿轮箱并且还包括安装在所述框架式结构上的一个或多个滑轮（36），起重链、缆线、钢丝或绳索在所述滑轮上延伸并可附接至所述齿轮箱内的部件（1），所述框架式结构包括多个可相互连接的模块。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过作为维护或修理操作的一部分而从齿轮箱，尤其是风轮 发电机的齿轮箱，提升部件以对该齿轮箱执行维护的工具，并且涉及一种利用这种工 具维护或修理的方法。

背景技术

风轮机的齿轮箱需要在相当高负荷及具有挑战性环境的条件中长期几近持续性 运转，理想的是维护或修理的停工期最短。然而，为了核查磨损或其它损坏的征兆， 需要定期检查或维护。这种齿轮箱内的轴承特别可能构成潜在故障源。这种检查或维 护需要打开齿轮箱壳体或外壳以能够接近内部，将齿轮箱内的诸如轴、齿轮及轴承之 类的部件移除以便能够全面检查。

通常，利用风轮机旁边的单独的全高度维护用起重机执行这种提升。为了使起重 机能够接近齿轮箱，必须移除或打开机舱盖的顶部。这种利用外部起重机的操作极其 浪费时间并且昂贵，而且可能依赖无风的天气状况。近来的风轮机设计普遍设置内置 机舱起重机，该起重机是固定型的、旋转型的或者可在轨道上滑动，凭借该轨道起重 机能在齿轮箱上移动以辅助维护作业。然而，如今仍在使用的一些设计陈旧的涡轮机 未设置这种起重机。

提议提供一种提升工具，该工具能够用于齿轮箱的维护，并且能被带到机舱中的 风轮机内部以便从齿轮箱内提升部件而无需移除或打开机舱盖。

发明内容

根据本发明提供一种用于在维护或修理期间从风轮发电机齿轮箱提升部件的提 升工具，该提升工具包括：框架式结构，该框架式结构用于固定至上壳体部已被移除 而在其内限定出开口的齿轮箱壳体；安装在所述框架式结构上的一个或多个辊子或滑 轮等；在所述辊子或滑轮上延伸并能附接至所述齿轮箱内的待提升部件的起重链、缆 线、钢丝或绳索；其中所述框架式结构的下部区域形成有用于在所述开口的外缘与所 述齿轮箱接合的连接部。

此结构提供一种工具，其能易于被维护人员操纵并且能在机舱的限制下使用而不 需要移除机舱盖或其顶部的一部分。该工具的结构特别紧凑，并且直接在开口的外缘 处与齿轮箱壳体连接提供了刚性连接。

连接部可以是凸缘或脚部，或其它定位结构。这些连接部优选形成有用于接纳紧 固件的孔，这些孔在使用中与齿轮箱中用于固定上壳体部的固定孔对准，由此可使用 同一固定孔。然而，另选的是，可使用专用孔。

框架式结构优选包括多个能以可释放方式相互连接的模块。这些模块可借助诸如 螺栓或其它常用紧固件之类的多种装置相互固定。模块化的构造使工具能够由维护人 员方便地操纵，在拆开状态下带至机舱中，并且在机舱中就地组装起来。

优选的是，该工具包括安装在轴上的一个或多个辊子或滑轮，该轴固定在框架式 结构的上部区域。通常，至少设置两个辊子或滑轮，以允许待被提升的部件的相对两 侧的提升连接。可布置成设置第三个辊子或滑轮，其为冗余辊子，在期望重定位其它 辊子中的一个时使用，例如为了更好地定位起重链等时。所述轴优选在平行于被提升 的轴的方向上横过框架式结构的中心延伸。

布置在链等上的提升装置可采取多种形式，但是方便的是手动式手扳葫芦，但是 可另选的是缠绕有链等的卷筒式起重机。

在另一方面，本发明在于一种利用上述提升工具维护风轮机齿轮箱的方法，该方 法包括以下步骤：将该提升工具布置在风轮发电机中；移除齿轮箱壳体的上部以提供 允许接近内部的开口；借助所述提升工具的下部区域上的连接部在所述开口上方将所 述提升工具固定在所述齿轮箱壳体上，使所述提升工具的下部区域在所述开口的外缘 接合所述齿轮箱壳体；将链、缆线、钢丝或绳索固定至待被提升的部件；以及操作作 用在所述链、缆线、钢丝或绳索上的起重装置以从所述齿轮箱提升所述部件。

借助例如通过螺栓固定至壳体的连接部将工具固定至齿轮箱壳体。优选的是，如 果利用上壳体部的固定点将工具固定至壳体，就会免除设置额外固定点的需求。

框架式结构优选包括多个能相互连接的模块，该框架式结构在拆开状态下被带至 风轮发电机，并且在壳体上组装起来。

该方法特别针对从齿轮箱提升轴，例如中间轴，以及其关联的一个或多个齿轮， 链、缆线、钢丝或绳索等固定至中间轴的齿轮上的一个或多个固定点以从齿轮箱提升 该轴。

附图说明

参照附图仅以实施例方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了装配至齿轮箱壳体时根据本发明的第一实施方式的提升工具；

图2从后部示出了提升工具；以及

图3示出了在拆开状态下的提升工具。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及在齿轮箱维护中使用的提升工具，该提升工具尤其适用于 公用事业规模的风轮发电机（下文称为“风轮机”）中采用的齿轮箱。

公用事业规模风轮机的齿轮箱可采取多种构造但通常包括：连接有风动转子的低 速主轴；从齿轮箱延伸的连接有发电机的高速输出轴；以及在这两者间的可转动的提 速齿轮传动系。一般，齿轮传动系包括：多个行星齿轮级，通常是两个或三个；以及 行星齿轮级的输出端与高速轴之间的一个或多个进一步增速齿轮级。例如，一种特别 普通的形式具有两级行星齿轮及通过中间轴连接至高速轴的单级正齿轮。本发明的提 升工具尤其但不排它地适合于从这种齿轮箱提升中间轴以便能够检查轴、其齿轮及/ 或其轴承。在附图中，中间轴由1表示，其关联的齿轮由5表示，并且齿轮上的提升 点由3表示。

更仔细看图，图1示出了总体由2标出的装配至风轮机齿轮箱的提升工具。为了 使得能够接近齿轮箱内的内部部件，齿轮箱壳体包括可移除的上部或盖（附图中未示 出），该上部可由维护人员打开以接近齿轮箱内部。该上壳体部借助紧固件固定至主 齿轮箱壳体，该紧固件通常是接合在主齿轮箱壳体中的螺纹孔中的螺栓等。提升工具 2包括框架式支撑结构，该框架式支撑结构适于在一旦上壳体部已被移除就存在的开 口上方配合至齿轮箱外壳。此开口的外缘限定了大体平坦的表面，该表面与关于平行 于齿轮箱主轴的轴线的水平面成大约30度角倾斜。该支撑结构具有由多个相互连接 的横梁构成的开放的盒状形式。这些横梁布置成多个分立的模块，借此每个模块具有 一种尺寸与重量，以便能被维护人员单独搬运到风轮机的机舱中。更具体地说，如图 3中所示，一对支腿4、6通过横挡8相互连接成第一模块。第二模块由通过横档18 相互连接的支腿10、12及12A以及后支架14、16形成。支腿部12与支腿部12A是 可栓接在一起的分离部件，支腿部12A采用折线形支腿以接纳齿轮箱中的直立特征 部，例如高速轴的顶部。如以下进一步所述，横档18带有多个用于起重链等的锚固 点19。第三模块具有由横梁20、22、24及26相互连接成的大体矩形形式，第一模 块与第二模块能可释放地连接至该第三模块。为此，第三模块在各个转角处形成有几 对悬垂的连接凸缘28，第一模块与第二模块的支腿的上端能借助螺栓等可拆卸地连 接至这些连接凸缘28。

支腿4、6及10的下端形成有相应的凸缘30，这些凸缘设置有固定孔，诸如螺 栓等的紧固件能插入穿过该固定孔以在开口的外缘将提升工具栓接至齿轮箱壳体。这 些凸缘30与横档18的底侧一起限定用以抵接开口外缘的平坦表面。这些凸缘被优选 布置成利用齿轮箱壳体中的一些或所有现存孔（在开口外缘的左下侧能看到一些由 31示出的孔），可移除的上壳体部在操作使用中借助这些现存孔被有效固定，或者这 些凸缘被布置成与齿轮箱壳体内的专用孔对准。

第二模块的横档18形成有悬垂的凸沿33。该凸沿33接合齿轮箱壳体上设置的 邻近开口的边缘。这利于尤其在工具最初定位于齿轮箱壳体上时工具的正确定位，并 利于在附接第一紧固件时将工具保持在倾斜面上的适当位置。

第三模块带有轴32，由一对对置的凸缘34将该轴支撑在该第三模块上，位于该 第三模块的对准的孔内。该轴可从该第三模块移除以使其重量进一步最小化。轴32 支撑多个辊子或滑轮36，在该辊子或滑轮上引导有起重链、缆线、钢丝或绳索等， 这些在附图2中由38标出，不过为了清晰起见而在其它附图中省略了。这些起重链、 缆线、钢丝或绳索等在相应的锚固点19固定至工具的框架。在优选的形式中，两个 辊子36及其相应的起重链等与待提升的部件上的相应提升点相关联，而第三辊子和 起重链构成冗余辊子和起重链，其可在需要时使用来沿轴卸载及重定位其它辊子之 一，例如为了使滑轮与部件上的提升点更恰当地对准。辊子36可由锁环39保持在适 当位置。在所示的从齿轮箱提升中间轴1的实施例中，在图2中由3示出的提升点优 选设置在中间轴齿轮5上，在该齿轮的两个对置表面上绕该齿轮间隔开。提升环或环 首螺栓（未示出）可装配到最高的或者最便于布置成允许接近和安全提升的适当提升 点3中。在链式提升系统的情况下，可在每条链上设置常规的手动式手扳葫芦（未示 出）以便在链上提供提升力。

当然，必须对该工具进行标定以提升待被提升部件的适当重量。就中间轴而言， 通常具有大约800Kg的重量。该工具可由各个模块的尺寸与重量构造，使得每个模 块能由维护人员轻易搬运到机舱中。例如，可将钢制提升工具的尺寸设定成使得每个 单独模块的重量小于大约22至25Kg。期望使提升工具由诸如钢或铝之类的普通金属 或合金形成，但是同样可使用一些其它金属或其它坚硬材料。可借助多种方式提供提 升力，但是最方便的是手动式手扳葫芦可容易地提供适当提升力以提升这一重量的 轴，例如可使用邻近锚固点布置的两个1.5吨的手扳葫芦（未示出）。

要理解的是，该工具可采取各种其它具体形式。尽管示出的实施方式具有大体方 形开口的盒状形式，但是诸如三角架式或多面体形的多种其它形式也是可行的。只要 工具连接部与齿轮箱上的合适连接部合作，框架的支腿和其它部件的确切尺寸、取向 及布置可大幅变更。可设置额外的支撑结构或横梁。支腿可由平面部件、腹板或板等 替代或部分替代。可例如通过设置槽、缝或其它凹陷来改装齿轮箱上的互连部，以接 纳工具上的连接点。

工具的安装与使用如下所述。如标准做法那样必须通过锁或制动器等使风轮机的 转子静止，并将驱动系适当锁定。优选在模块相互断开连接地拆开状态下，维护人员 将工具2带到机舱中。在机舱内，维护人员移除齿轮箱的上壳体部，使待被提升的部 件暴露。然后，将工具2装配在齿轮箱上。可变更步骤的确切顺序，但有利的是首先 将第二模块安放在适当位置，将凸沿33接合在齿轮箱壳体的边缘上并将其栓接就位。 然后，将第三模块附接至第二模块，最后将第一模块栓接至第二模块及齿轮箱开口的 外缘。然后，如果轴32及其滑轮未出现在第二模块上，那么可安装轴32及其滑轮。 将起重链、缆线、钢丝或绳索等38引过各自的滑轮，一端固定在其锚固点19处，绕 起重装置延伸，在其相反端固定至吊眼，该吊眼连接到待提升的部件上的提升点3 中。

在提升之前，可能需要小角度旋转驱动系内的部件以便解除或利于解除齿轮的啮 合。这可如公知的那样利用接合驱动系的一部分的转动工具手动完成。然后有效利用 作用在链等38上的手扳葫芦或其它适当提升装置起重，从而足以从齿轮箱提升诸如 中间轴1、其齿轮及其轴承之类的部件，以允许检查、维护必要时修理。在这种维护 过后，反转顺序，使部件复位，从提升工具2断开连接，然后使工具2从齿轮箱断开 连接并拆开，通过重新附装上壳体部而关闭齿轮箱开口。

所述的工具的盒状框架结构提供非常紧凑并且刚性的形式，并且通过开口的直接 外缘获得与齿轮箱壳体的刚性连接。

尽管已经参照其优选实施方式具体示出并描述了本发明，但本领域的技术人员会 明白在不脱离本发明范围的情况下可对前述及其它做出形式及细节上的变更。