[發明專利]一種風電機組免爬器防滑裝置及其設計方法

在審

• 申請號: 202010577290.1
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111591935A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉金鹿;潘磊;汪正軍
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: B66F11/04
• 分類號: B66F11/04;B66F17/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 馬麗蓮

本發明公開了一種風電機組免爬器防滑裝置及其設計方法，風電機組免爬器防滑裝置包括動力箱、驅動輪、從動輪、鋼絲繩和預緊彈簧，驅動輪和從動輪安裝在動力箱內，所述驅動輪的數量至少為兩個，所述鋼絲繩穿過動力箱并依次繞過各驅動輪和從動輪，所述動力箱內設置有導向槽，至少兩個從動輪為浮動輪，所述浮動輪的輪軸滑動安裝在導向槽內，浮動輪的輪軸之間以預緊彈簧連接。本發明通過多個小直徑驅動輪替代現有設計中的單個大直徑驅動輪，增加驅動輪與鋼絲繩之間的接觸長度，在保證傳動系統可靠運行的同時增強驅動輪傳遞能力，提高了免爬器應對極端惡劣工況下防滑能力。

技術領域

本發明涉及風電機組維護設備領域，特別是涉及一種風電機組免爬器防滑裝置及其設計方法。

背景技術

隨著風力發電機組單機功率的增大，塔筒高度也隨之增高，之前機組標配的助爬器已無法滿足人員上、下機艙的需求，越來越多的整機廠家將免爬器作為2MW及以上功率等級機組的標配。目前的機組免爬器工作模式為：電動機帶動驅動輪，驅動輪通過滑動摩擦，將驅動力傳給鋼絲繩，配合布置在爬梯上的定滑輪，鋼絲繩帶動載人平臺部分實現升降功能。

現有免爬器驅動機構主要由一個驅動輪和若干個從動輪組成，為防止驅動輪和鋼絲繩打滑，主要采用兩種設計方式：1、在某些從動輪上設置預壓力彈簧裝置，通過壓緊鋼絲繩，增加鋼絲繩與驅動輪之間的摩擦力，防止打滑；2、增設與驅動輪外圓相切的專用壓緊輪，同樣采用彈簧裝置，通過直接對鋼絲繩點式施壓，將鋼絲繩緊緊壓在驅動輪上，增加鋼絲繩與驅動輪之間的摩擦力，防止打滑。

由于免爬器主要運送物是運維人員，免爬器打滑會造成人員無法上塔耽誤工作，而運行過程中突然出現的打滑更有可能造成工具掉落、人員磕碰受傷。

免爬器防滑設計，主要是確保將驅動電機的輸出扭矩盡量多的傳遞給鋼絲繩，確保驅動輪和鋼絲繩之間的靜摩擦力f不小于傳遞扭矩所需的摩擦力f₀。實現防滑的關鍵在于增加靜摩擦力f。由摩擦力公式f＝μ×p可知，增大靜摩擦力的方式主要是增大摩擦系數μ或者正壓力p。由于風電機組所處的環境惡劣，溫濕度及現場工作過程中出現的油污、灰塵等因素，均會導致摩擦系數μ減小，這也是造成免爬器發生打滑的主要原因。

現有的設計均采用一個驅動輪加若干個從動輪方式，僅通過增加正壓力p來提高靜摩擦力f。由于驅動輪與鋼絲繩接觸長度較短，且防打滑裝置施加正壓力p有限，當摩擦系數μ減小較多時，如運送物的重量接近免爬器額定最大運送能力，仍然會出現打滑現象。

此外，現有設計中單純采用彈簧預緊方式作為施加正壓力p的能力有限，如預壓力太大，容易損壞鋼絲繩，加速驅動輪、從動輪的軸承磨損，降低整個設備使用壽命，引發新的潛在隱患。

由此可見，上述現有的免爬器防滑裝置在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種新的風電機組免爬器防滑裝置，實屬當前重要研發課題之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種風電機組免爬器防滑裝置，使其在同等尺寸的空間內有效增加鋼絲繩與驅動輪的接觸長度，進而增加鋼絲繩的摩擦力，使得驅動輪傳遞能力增強，大大提高了免爬器應對極端惡劣工況下防滑能力，從而克服現有的免爬器防滑裝置的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種風電機組免爬器防滑裝置，包括動力箱、驅動輪、從動輪、鋼絲繩和預緊彈簧，驅動輪和從動輪安裝在動力箱內，所述驅動輪的數量至少為兩個，所述鋼絲繩穿過動力箱并依次繞過各驅動輪和從動輪，所述動力箱內設置有導向槽，至少兩個從動輪為浮動輪，所述浮動輪的輪軸滑動安裝在導向槽內，浮動輪的輪軸之間以預緊彈簧連接。

作為本發明的一種改進，所述驅動輪的數量為四個，所述從動輪的數量為五個。

進一步地，四個驅動輪以等間距矩形排布，在鋼絲繩纏繞方向上五個從動輪與四個驅動輪間隔設置，其中位于豎直兩驅動輪之間的從動輪為浮動輪，兩浮動輪的輪軸安裝在水平布置的導向槽內。