[實用新型]組合式葉根結構裝置

無效

• 申請號: 200820155829.9
• 申請日: 2008-11-25
• 公開（公告）號: CN201292912Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 張鎖懷;張長友;陳舜青;張珂
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D11/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電機的葉片，尤其是一種風力發電機的葉片與輪轂連接的結構裝置。

背景技術

風力機葉片是風力發電機組最關鍵的部件之一，葉片通過葉根連接到輪轂上。由于葉片要承受較大、多變的風力載荷，而且重力變化、慣性力變化相當復雜，所以，葉片、葉根的疲勞特性十分重要。為了減輕葉片的重力，絕大多數葉片采用玻璃纖維增強塑料、炭纖維增強塑料等復合材料。葉片采用復合材料制造后，給葉片與輪轂的連接帶來了困難。為了解決葉片與輪轂的連接問題，常采用兩種葉根結構。

第一種是丹麥LM公司的螺紋件預埋式葉根，在葉片成型過程中，直接將經過特殊表面處理的螺紋件預埋在殼體中，避免了對葉片材料結構層的加工損傷，其缺點是每個螺紋件的定位必須準確。第二種是荷蘭CTC公司的鉆孔組裝式葉根，葉片成型后，用專用鉆床和工裝在葉根部位鉆孔后，再將螺紋裝入。這種方式會在葉片根部的復合材料結構層上加工出幾十個孔，破壞了材料結構的整體性，大大降低了葉片根部的結構強度，而且螺紋的垂直度不易保證，容易給現場組裝帶來困難。

上述兩種葉根結構還有一個共同的缺點。由于葉根連接螺紋、或者連接孔位于葉根圓周上，葉根直接安裝在槳葉軸承內圈上，因此，必須根據槳葉軸承強度和葉根強度最小者，確定葉根的連接尺寸。對于不同的風力發電機來說，風輪額定轉速不同時，槳葉尺寸存在較大差異，槳葉軸承的載荷決定了軸承的結構和尺寸大小。當軸承尺寸與葉根尺寸不匹配時，必須增大葉根尺寸、或者軸承尺寸，才能保證葉根與軸承的正常連接。無論增加葉根尺寸還是軸承尺寸，都會帶來風機重量和成本的增加。

發明內容

本實用新型是要提供一種組合式葉根結構裝置，該葉根允許槳葉軸承和葉根各自根據設計要求確定結構尺寸，然后通過法蘭過渡連接方式，協調軸承尺寸與葉根尺寸的變化和不同，也可以克服現有丹麥LM公司的螺紋件預埋式葉根和荷蘭CTC公司的鉆孔組裝式葉根存在的缺陷，降低成本。

本實用新型的技術方案是：一種組合式葉根結構裝置，包括法蘭，其特點是：法蘭外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有多個階梯圓柱，階梯圓柱上開有至少一個與葉根連接的階梯槽。

階梯圓柱的數量根據不同風機功率的大小確認，并在法蘭圓周上均勻布置；階梯圓柱與法蘭沖壓成型或者壓鑄成型成一體；法蘭上沿圓周均勻分布多個用于法蘭與槳葉軸承內圈連接的螺栓孔；法蘭連接方式和法蘭連接尺寸根據槳葉軸承和葉根結構尺寸確定；法蘭與槳葉澆鑄或注膠成一體。

本實用新型的有益效果是：本發明采用預埋組合式法蘭葉根連接方式后，避免了槳葉軸承或葉根尺寸的增加，避免了在葉根上加工圓孔，提高了葉根與槳葉軸承的連接精度，降低了槳葉成本。

附圖說明

圖1是外法蘭葉根剖視圖；

圖2是外法蘭結構立體示意圖；

圖3是內法蘭葉根剖視圖；

圖4內法蘭結構立體示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1至圖4所示，本實用新型的組合式葉根結構裝置，包括法蘭3，階梯圓柱1。法蘭3外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有若干個階梯圓柱1，階梯圓柱1上開有至少一個與葉根2連接的階梯槽。

如圖1，圖2所示，為外法蘭預埋式組合法蘭葉根的結構形式，用于槳葉結構尺寸小、軸承結構尺寸大的場合。

如圖3，圖4所示，為內法蘭預埋式組合法蘭葉根的結構形式，用于槳葉結構尺寸大、軸承結構尺寸小的場合。

如圖1，圖3所示，無論外法蘭還是內法蘭預埋式組合法蘭葉根，根據不同風機功率的大小，幾十個(例如1.25WM風機使用44個)階梯圓柱1在圓周上均勻布置，如圖2、圖4所示，并與葉根2上對應的階梯孔配合。階梯圓柱1與法蘭3固定連接，可以采用一次沖壓成型、或者壓鑄成型制造方式，以保證階梯圓柱1與法蘭3的連接強度。對于大功率風力發電機組，階梯圓柱1可以采用多階梯結構，以提高法蘭與槳葉的連接強度。法蘭3上沿圓周均勻分布10個以上、用于法蘭與槳葉軸承內圈連接使用的螺栓孔4。

本實用新型的組合式葉根結構裝置的制造過程為：(1)沖壓成型、或壓鑄成型，包括法蘭內外圓柱面和沿圓周均勻分布的幾十個階梯圓柱；(2)經過機械加工完成法蘭3的兩個端面和外圓面；(3)加工螺栓孔4；(4)將法蘭4放入模具，與槳葉一起注膠成型。上述制造過程對法蘭毛坯精度要求降低，即使階梯圓柱1的尺寸、形狀和位置存在較大的誤差，對葉根最終的精度也不會產生影響。

以1.25WM風力發電機組為例，采用本發明的預埋組合式法蘭葉根連接方式后，如果法蘭采用鋁合金材料制造，連同階梯圓柱1的總重量約為200kg，但避免了槳葉軸承或葉根尺寸的增加，避免了在葉根上加工圓孔，提高了葉根與槳葉軸承的連接精度，槳葉成本不會增加，反而還會降低。