技术摘要：
本发明公开了一种风电机组免爬器防滑装置及其设计方法，风电机组免爬器防滑装置包括动力箱、驱动轮、从动轮、钢丝绳和预紧弹簧，驱动轮和从动轮安装在动力箱内，所述驱动轮的数量至少为两个，所述钢丝绳穿过动力箱并依次绕过各驱动轮和从动轮，所述动力箱内设置有导向  全部
背景技术：
随着风力发电机组单机功率的增大，塔筒高度也随之增高，之前机组标配的助爬 器已无法满足人员上、下机舱的需求，越来越多的整机厂家将免爬器作为2MW及以上功率等 级机组的标配。目前的机组免爬器工作模式为：电动机带动驱动轮，驱动轮通过滑动摩擦， 将驱动力传给钢丝绳，配合布置在爬梯上的定滑轮，钢丝绳带动载人平台部分实现升降功 能。 现有免爬器驱动机构主要由一个驱动轮和若干个从动轮组成，为防止驱动轮和钢 丝绳打滑，主要采用两种设计方式：1、在某些从动轮上设置预压力弹簧装置，通过压紧钢丝 绳，增加钢丝绳与驱动轮之间的摩擦力，防止打滑；2、增设与驱动轮外圆相切的专用压紧 轮，同样采用弹簧装置，通过直接对钢丝绳点式施压，将钢丝绳紧紧压在驱动轮上，增加钢 丝绳与驱动轮之间的摩擦力，防止打滑。 由于免爬器主要运送物是运维人员，免爬器打滑会造成人员无法上塔耽误工作， 而运行过程中突然出现的打滑更有可能造成工具掉落、人员磕碰受伤。 免爬器防滑设计，主要是确保将驱动电机的输出扭矩尽量多的传递给钢丝绳，确 保驱动轮和钢丝绳之间的静摩擦力f不小于传递扭矩所需的摩擦力f0。实现防滑的关键在 于增加静摩擦力f。由摩擦力公式f＝μ×p可知，增大静摩擦力的方式主要是增大摩擦系数μ 或者正压力p。由于风电机组所处的环境恶劣，温湿度及现场工作过程中出现的油污、灰尘 等因素，均会导致摩擦系数μ减小，这也是造成免爬器发生打滑的主要原因。 现有的设计均采用一个驱动轮加若干个从动轮方式，仅通过增加正压力p来提高 静摩擦力f。由于驱动轮与钢丝绳接触长度较短，且防打滑装置施加正压力p有限，当摩擦系 数μ减小较多时，如运送物的重量接近免爬器额定最大运送能力，仍然会出现打滑现象。 此外，现有设计中单纯采用弹簧预紧方式作为施加正压力p的能力有限，如预压力 太大，容易损坏钢丝绳，加速驱动轮、从动轮的轴承磨损，降低整个设备使用寿命，引发新的 潜在隐患。 由此可见，上述现有的免爬器防滑装置在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便 与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的风电机组免爬器防滑装置，实属当前 重要研发课题之一。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组免爬器防滑装置，使其在同等尺寸 的空间内有效增加钢丝绳与驱动轮的接触长度，进而增加钢丝绳的摩擦力，使得驱动轮传 递能力增强，大大提高了免爬器应对极端恶劣工况下防滑能力，从而克服现有的免爬器防 3 CN 111591935 A 说　明　书 2/4 页 滑装置的不足。 为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组免爬器防滑装置，包括动力箱、驱 动轮、从动轮、钢丝绳和预紧弹簧，驱动轮和从动轮安装在动力箱内，所述驱动轮的数量至 少为两个，所述钢丝绳穿过动力箱并依次绕过各驱动轮和从动轮，所述动力箱内设置有导 向槽，至少两个从动轮为浮动轮，所述浮动轮的轮轴滑动安装在导向槽内，浮动轮的轮轴之 间以预紧弹簧连接。 作为本发明的一种改进，所述驱动轮的数量为四个，所述从动轮的数量为五个。 进一步地，四个驱动轮以等间距矩形排布，在钢丝绳缠绕方向上五个从动轮与四 个驱动轮间隔设置，其中位于竖直两驱动轮之间的从动轮为浮动轮，两浮动轮的轮轴安装 在水平布置的导向槽内。 进一步地，所有驱动轮均由同一驱动电机驱动而同步运转。 进一步地，所述驱动轮包括驱动轮轴、驱动轮导向盘和传动齿轮，其中： 所述驱动轮轴为阶梯轴，驱动轮导向盘和传动齿轮套装在驱动轮轴上； 所述驱动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽，允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内， 凹槽采用机械加工生成，凹槽内表面粗糙度不大于1.6； 所述传动齿轮与驱动电机的驱动齿轮啮合。 进一步地，所述驱动轮导向盘和传动齿轮与驱动轮轴之间采用键连接或过盈配合 连接。 进一步地，所述从动轮包括从动轮轴和从动轮导向盘，其中： 所述从动轮轴为阶梯轴，从动轮导向盘套装在从动轮轴上； 所述从动轮导向盘的周向外壁设有半圆形凹槽，允许所述钢丝绳嵌置于凹槽内， 凹槽采用机械加工生成，凹槽内表面粗糙度不大于1.6。 进一步地，所述从动轮导向盘与从动轮轴之间采用键连接或过盈配合连接。 此外，本发明还提供了一种风电机组免爬器防滑装置的设计方法，使其能够对上 述风电机组免爬器防滑装置中钢丝绳的理论极限接触长度进行计算，并设计出上述风电机 组免爬器防滑装置中驱动轮导向盘的数量和直径，避免盲目增加预紧力致使钢丝绳损坏的 现象，从而克服现有的免爬器防滑装置设计方法的不足。 为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组免爬器防滑装置的设计方法，用 于设计所述的风电机组免爬器防滑装置，设计步骤为： a、根据风电机组免爬器最大承载载荷计算出使钢丝绳不产生打滑现象所需的摩 擦力f； b、根据钢丝绳的最大安全系数确定钢丝绳单位长度所能承受的最大正压力Δp； c、查询静摩擦系数μ，并根据摩擦力与正压力之间的换算公式f＝μ×Δp×L，计算 出钢丝绳在极限工况下的最小接触长度L； d、以驱动轮的周长作为钢丝绳的极限接触长度，并根据公式L＝n×2πD，结合动力 箱尺寸计算出驱动轮的数量n和直径D。 采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点： 1、以多个小直径驱动轮替代现有的单个大直径驱动轮，使得驱动轮传递能力增 强，大大提高了免爬器应对极端恶劣工况下防滑能力。 4 CN 111591935 A 说　明　书 3/4 页 2、通过设置多个驱动轮同步驱动钢丝绳，以及设置多个从动轮改变钢丝绳的缠绕 方向，增加了驱动轮与钢丝绳之间的接触长度，大幅增加驱动轮与钢丝绳的最大静摩擦力， 保证传动系统可靠运行。 附图说明 上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下 结合附图与