風電葉片山地運輸裝置的研發

摘要：為了解決超長風電葉片運輸中遇到復雜的路面情況特別是山地無法運輸的難題，我們研發了一種結構簡單的風電葉片山地運輸裝置，該裝置可以實現葉片在運輸過程中左右轉動、舉升、傾角調整、自身旋轉，通過這些調整使得風電葉片在山路運輸過程中能夠避免道路周圍的障礙物。本文敘述了該裝置的主要功能，描述了總體結構，對其主要功能進行了分析。

關鍵詞：風電葉片 旋轉舉升 山地運輸裝置

大功率風力發電機的應用越來越廣泛，作為風力發電機的關鍵部件，風電葉片尺寸往往很大，如圖1所示葉片長度達到45.3m，這給葉片運輸帶來了困難。

圖1 風電葉片外形尺寸

傳統的以水平放置運輸為主的風電葉片運輸優點是結構簡單，但是對道路的要求非常高，如果遇到復雜的路面情況，會由于車體過長常常導致無法轉彎或者尾部和路邊障礙發生干涉，導致通過性受到限制。

為了克服上述技術的不足，我們研發了一種帶有旋轉舉升裝置的風電葉片運輸裝置，通過該裝置可以實現葉片在運輸過程中左右轉動、舉升、傾角調整、自身旋轉，通過這些調整使得風電葉片在山路運輸過程中能夠避免道路周圍的障礙物。

1.主要功能

上裝旋轉角度：上裝葉片通過液壓馬達控制實現360°旋轉；

下裝旋轉角度：下裝通過液壓馬達控制實現±45°旋轉（旋轉裝置示意圖見圖2）；

圖2 風電葉片運輸裝置旋轉示意圖

舉升角度：通過液壓油缸的伸縮可以使風電葉片的張角為正10°和負50°；

液壓油缸工作壓力：31.5Mpa； 液壓油缸行程：1800mm； 發動機功率：34.5kw； 最大運載風葉重量：25t。

圖3 風電葉片運輸裝置液壓舉升示意圖

2.總體結構設計

裝置總體由下裝總成、上裝總成、圓弧導軌、油缸、液壓站、液壓馬達、操作箱、配重等組成（詳見圖4）。

圖4 風電葉片運輸裝置總體結構示意圖

各部件連接及運動關系：下裝總成與車體尾部固連。其中下裝總成上的主梁結構通過回轉支承與固定座連接，固定座與車體尾部直接固連，因此下裝總成可以通過回轉支承繞車體旋轉； 圓弧導軌與下裝總成中部上的導輪連接，圓弧導軌固連到車體上，因此下裝總成繞車體旋轉時，前端通過回轉支承轉動，中部導輪通過圓弧導軌轉動； 上裝總成一端兩側通過鉸接定位銷安裝到下裝總成上，使得上裝總成可以繞下裝總成前后轉動； 在下裝總成中部兩側，利用兩個液壓油缸通過油缸座將下裝總成與上裝總成另一端兩側連接，通過油缸的伸縮可以改變上裝總成的傾角； 風電葉片安裝到回轉支承，回轉支承與上裝總成固連。通過下裝總成的左右轉動，可以帶動包括葉片在內的整個裝置的轉動；通過液壓油缸的伸縮，帶動安裝到上裝總成的葉片的舉升和傾角調整；葉片通過回轉支承可以實現自身的旋轉； 在裝置的后面有一油缸控制伸縮的配重，在左右旋轉時來控制平衡性，使得車輛穩定性好； 在裝置的前面安有操作箱，通過操作按鈕來控制各部分的旋轉，操作簡單； 此裝置通過改變變漿軸承可以實現8500KW、1.5兆瓦、2兆瓦、2.5兆瓦葉片運輸。

3.風電葉片運輸裝置功能分析

裝置整體通過下裝總成上的回轉支承可以實現裝置整體繞車體左右45°旋轉；風電葉片通過回轉支承可以實現繞上裝總成360°旋轉；通過液壓油缸的伸縮，實現上裝總成上的葉片舉升和傾角調整；傾角變化范圍為正10°和負50°，正方向為車輛行駛方向。各種運輸工況葉片調整介紹如下：

3.1.大風天氣運輸：當在大風天氣下運輸時，通過風電葉片自身360°旋轉功能，可以使葉片自身轉動，減小風阻，提高運輸穩定性和安全性； 3.2.道路寬度受限：當行駛道路寬度受限時，通過葉片自身旋轉，將葉片從平放狀態調整為立放狀態，使得葉片兩側保持在車廂寬度內。如圖1所示葉片尺寸，葉片平放寬度為3.583m，超過了車廂寬度，立放寬度為2.9805m；

3.3.高度受限道路：當通過隧道或其他存在高度限制的道路時，通過葉片自身旋轉，將葉片保持平放狀態，并且調整液壓油缸伸縮量，降低葉片高度，防止碰撞到高度障礙物； 3.4.彎曲道路并且側面有障礙：當通過彎曲山路并且一側有山體限制時，通過下裝總成旋轉和油缸伸縮量變化，調整葉片在左右方向位置和高度方向的位置，避免與山體碰撞。