一种风电专用轮式起重机

【摘 要】随着国家对绿色能源的扶持以及风电技术逐渐成熟，陆上风电机组的容量已经发展到1.5MW、2MW、3MW，机舱及塔筒的重量和高度有很大的增长。针对国内外风电吊装发展趋势，三一汽车起重机公司开发了SSC1020轮式风电起重机全面涵盖2.0MW风力发电机组的吊装，并于2013年交付客户使用。

【关键词】SSC1020轮式风电起重机；2.0MW风力发电机组；吊装

前言

近年来，风电机组技术逐渐发展成熟，陆上风电机组的容量已经发展到1.5MW、2MW、3MW，机舱及塔筒的重量有很大的增长，必须使用400t级履带吊及500t级轮胎吊吊装。由于风场道路及风机平台的植被破坏不具有可修复性，随着国家对环保的重视及风场地区居民对于自身资源保护意识的加强使得现今的风场道路修建成本急剧增加。由此造成风场道路宽度及安装的平台场地面积减小。同时现今风场集中在Ⅲ、Ⅳ级丘陵及山地风场，道路的开山成本高，坡度大。综合以上几种因素，导致现有的风场热衷于使用轮胎式起重机进行吊装，催生出大的轮式大吨位起重机市场，三一汽车起重机公司开发了SSC1020轮式风电起重机具有很高的作业效率，强大的行驶性能，涵盖所有2.0MW风力发电机组的吊装。

1. SSC1020轮式风电起重机的简介

SSC1020轮式风电起重机采用全路面8桥底盘、独特的立柱+起重臂双伸缩臂结构，结构形式新颖。最大起长重量达100t，起升高度达90m， 可实现小幅度吊装2兆瓦风机机舱，相比于同其它设备对安装平台的场地面积要求低，大大降低Ⅲ、Ⅳ级风场的前期基建费用。

2. SSC1020风电起重机的结构组成

SSC1020的整机结构如图1所示：

1）底盘总成

SSC1020在8桥全路面起重机底盘的基础上，增加了由上车提供动力的两个辅助驱动桥。保证在整车带上装的基础上，在现场实现30%的爬坡度，极大的提高转场速度。整机宽度3m，转弯半径R14，相比同等吨位的大型起重机及履带吊具有较好的道路通过优势。完全可以满足现在国内风场类型主要为Ⅱ、Ⅲ级山地风场，道路宽度窄，坡度大的要求。

图1.SSC1020整机结构图

2）转台总成

转台是整车重要的结构件，连接车架和立柱，传递载荷。SSC1020的转台包括回转，起升两大机构，上车发动机、上车液压系统以及上车操纵室等部件。

3）立柱总成

SSC1020立柱总长60m，工作时与地面成垂直，基本臂上有两个变幅油缸，各节臂截面创新的采用八边形，增强了整车的工作稳定性。整个立柱由6节臂组成，通过单缸插销油缸伸缩。

4）张紧系统

SSC1020张紧系统与其它起重机的超起结构有很大差异， 它由可摆动并调节位置的上、下悬臂，张紧油缸，拉板总成这5个部分组成。重物起吊前通过张紧油缸提供预紧力，使立柱后倾一定角度。在起吊重物时平衡起重力矩，使立柱保持竖直状态减小变形，保持起吊幅度。

5）上连接台总成

上连接台结构形式类似于转台，连接起重臂与立柱。

6）起重臂总成

SSC1020起重臂总长36m，包含三节臂，基本臂上安装有变幅油缸。

3.SSC1020技术创新点

3.1新型超起技术

技术难点：超起技术在国内的大吨位全路面起重机中得到了大量的运用，相关理论和实际应用经验得到了大量的推广，液压和控制技术以及计算逐步趋于成熟。但并未有自有的新型的超起技术，在超起领域一直处于国外技术的延伸阶段，未能取得突破。

三一SSC1020根据结构的需要，设计了新型的超起结构形式，改善了整车结构的受力，通过分析及现场的施工运用，证明了此结构形式的合理性。

主要创新点：

a）开发了一种新型超起布置方式：通过将现有的钢丝绳预紧改为油缸拉板的预紧方式，减少了卷扬机构钢丝绳，从结构形式及控制方式上极大的简化了整车布置。并且由于减少了卷扬机钢丝绳，成本得到了极大的控制。

b）对超起结构进行优化，改善超起受力：连接超起拉板的上下悬臂在运输过程中处于合拢状态，在现场准备施工阶段，将这两套装置张开，张开的宽度达到了6m以上，极大的优化了整车的侧向稳定性。

c）设计了一种新型张紧机构，简单实用：左右的超起张紧装置通过下悬臂上的两个油缸进行预紧实现。在不同的吊载工况下选择不同的油缸预紧力。其中判断油缸预紧程度通过两个方式来实现：1、油缸的伸缩长度（内置长度传感器）；2、左右油缸的拉力（压力传感器）。

对推动本行业技术进步的作用和意义：新型超起装置优化了结构受力方式，提高了作业时整车受力的刚度，极大的改善了立柱的受力、减少立柱变形，显著提升了起重性能。解决了SSC1020立柱长，受力大的问题，并通过限制立柱的绕度减小了整车的绕度。通过此创新，将推动更多的创新结构形式的发展。

3.2整车现场转场技术

技术难点：现有及未来的风电机组的容量在2MW以上，机舱重达80t，起吊高度大于80m，这就决定了600级别以下吨位轮胎起重机无法施工，600t级轮胎起重机需加装塔臂工况进行施工。导致了在每个安装机位需进行塔臂、超起钢丝绳、主钩的拆卸与安装，极大的耗费施工时间，降低吊装效率。SSC1020通过结构形式的优化，从根本上解决了这个问题，在施工场地内部进行转场时，仅需要拆卸配重即可，在配合好的情况下，从一个机位收车到达下个安装机位进入施工状态仅需要6小时。

主要创新点：

a）采用了全新的整车机构形式

SSC1020采用了大量的自动插销机构，在整车展开与收车过程中，通过机械限位块保证自动拆卸机构的顺利插拔。

通过拉板的自动折叠机上拉板总成与悬臂的回摆装置，使得下拉板组收于拉板支架内，上悬臂回摆后，上拉板组上铰点连接于上悬臂，下铰点连接于转台的辅助连接拉板上。而起重臂则通过变幅油缸趴平后，通过起重臂支架由一节立柱承受起重臂前段重量，保证在行驶过程中，起重臂不会晃动。

b）拉板自动折叠技术

通过对拉板机构的计算机分析，对每节拉板的长度及折叠方式进行动态仿真，发现在不同的拉板长度配置下，可以有不同的立柱工况及可实现拉板的自动折叠，省去了施工现场人员的辅助折叠工作。

c）远距离转场需求少的辅助车辆

现今大吨位起重机的物流运输成本高是行业内的共识，减少运输车辆将直接减少物流成本。SSC1020通过模块化设计，做到最少的拆卸零部件，最少的拖挂车数量即可完成整车零部件的远距离转场。

4.结论

SSC1020风电机组吊装起重机为国内首创，填补了国内大吨位专用全地面起重机的空白，整体技术达到国际先进水平，其中起重机多臂销伸缩机构技术、整车现场高效转场技术达到国际领先水平。这些关键技术的攻克和成熟应用，将为国内同行提供经验和自信，为完善国内大吨位产品型谱和大吨位产品系列化奠定良好基础。