[發(fā)明專利]用于風(fēng)塔桁架式結(jié)構(gòu)的螺栓連接

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210174568.6
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102797738A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭大年;W·F·格弗斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F16B37/14
• 分類號: F16B37/14;F16B35/00;F03D11/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及風(fēng)力渦輪機(jī)塔架結(jié)構(gòu)，并且更具體地，涉及用于桁架式塔架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的螺栓連接。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架通常包括圓筒狀桿或桁架式結(jié)構(gòu)以將風(fēng)力渦輪機(jī)支承在相當(dāng)?shù)母叨葟亩东@風(fēng)能。相比桁架式結(jié)構(gòu)，圓筒狀桿的構(gòu)造相對更加簡單并且更易于組裝。但是，圓筒狀桿相比桁架式結(jié)構(gòu)使用更多的鋼，從而隨著鋼的價(jià)格增加而造成成本劣勢。盡管桁架式結(jié)構(gòu)使用較少的鋼，但是仍然由于眾多的接頭而相對更加復(fù)雜。這些接頭增加了施工時(shí)間并且?guī)砹丝赡苣p和需要維護(hù)的位置。例如，隨著時(shí)間的流逝，由相對于風(fēng)力渦輪機(jī)塔架的風(fēng)造成的振動能夠使螺栓連接變松。可以使用弧焊接頭代替螺栓連接。可惜的是，弧焊接頭同樣可能具有缺點(diǎn)。

已知的用于桁架式塔架結(jié)構(gòu)中的螺栓連接示于圖4和圖5中。通過這種構(gòu)造，螺栓10具有螺紋端段16和較大直徑的斜切軸段(Chamfered?shaft?section)14。螺紋端段16在螺栓連接的連接狀態(tài)下通過墊圈22和螺母24接合。斜切軸段14位于螺栓頭部12與螺紋端段16之間并且以相對緊密的摩擦配合接合到連接的桁架式部件20中的對準(zhǔn)通孔18內(nèi)。盡管由于斜切軸段14與通孔18之間的過盈(interference)配合的長度26，使這個(gè)螺栓構(gòu)造提供強(qiáng)度與維護(hù)之間相對較好的平衡，但是為實(shí)現(xiàn)螺母預(yù)緊需要的軸上留有的待拉伸的自由長度(預(yù)緊長度(Pretension?length))28較小。缺乏預(yù)緊可能導(dǎo)致螺母接觸的早期失效并且隨后導(dǎo)致螺栓-螺母組合的變松。

因此，期望得到改進(jìn)的螺栓連接構(gòu)造，該螺栓連接構(gòu)造在提供了圖4和圖5的現(xiàn)有技術(shù)螺栓連接的強(qiáng)度和維護(hù)方面的同時(shí)沿螺栓軸提供增加的預(yù)緊長度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個(gè)方面以及優(yōu)點(diǎn)將會在以下的說明中進(jìn)行部分闡述，或者可以通過該說明而顯而易見，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明而獲悉。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，提供一種螺栓連接組件，該螺栓連接組件尤其非常適于用于連接桁架式結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的部件。但是，該螺栓連接組件并不限于這個(gè)用途并且可以在螺栓連接組件的獨(dú)特益處有利的環(huán)境或應(yīng)用(例如建筑或橋梁結(jié)構(gòu))中具有效用。該螺栓連接組件包括銷部件，銷部件具有頭部和軸，該軸具有織紋摩擦配合外周表面，例如斜切表面，該表面與銷部件通過其中插入的孔形成過盈配合。該軸進(jìn)一步包括螺紋內(nèi)孔。該組件包括螺栓部件，螺栓部件具有螺紋軸，螺紋軸接合在螺紋內(nèi)孔中。在銷部件和螺栓部件的組裝狀態(tài)下，螺紋軸具有自由長度段，該自由長度段延伸到銷部件的螺紋內(nèi)孔中，以用于增加螺栓部件的特定預(yù)緊的分配。

進(jìn)一步的，所述斜切表面摩擦地接合在將由所述連接組件來連接的部件的通孔內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述銷部件軸和螺紋內(nèi)孔限定所述銷部件的末端。

進(jìn)一步的，所述銷部件軸和所述螺栓部件的螺紋軸具有相應(yīng)的長度，使得所述螺紋軸在所述螺栓連接組件的組裝狀態(tài)下與所述銷部件軸的長度的至少一半相接合。

在特定實(shí)施例中，銷部件軸的末端由織紋軸段的端部和螺紋內(nèi)孔的入口限定，以使得沒有其它類型的軸段延伸超過螺紋內(nèi)孔。孔段的遠(yuǎn)端在部件的組裝狀態(tài)下與螺栓部件的頭部間隔開足夠的程度，以提供用于限定的預(yù)緊變形的充分暴露的螺栓長度。

應(yīng)當(dāng)理解，銷部件軸、內(nèi)孔和螺栓部件螺紋軸可以具有各種尺寸，這些各種尺寸是將通過螺栓連接而進(jìn)行組裝的結(jié)構(gòu)構(gòu)件大小、特定的負(fù)載和期望的預(yù)緊變形度等的函數(shù)。本發(fā)明并不限于相應(yīng)部件的任何特定的尺寸。

本發(fā)明還包括任何方式的風(fēng)力渦輪機(jī)桁架式塔架結(jié)構(gòu)，該風(fēng)力渦輪機(jī)桁架式塔架結(jié)構(gòu)具有多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如連接在一起以限定開放桁架式塔架的腿部和支撐件。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，多個(gè)螺栓連接組件設(shè)置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接接合處。

進(jìn)一步的，所述織紋外周表面包括斜切表面，所述斜切表面在所述通孔內(nèi)摩擦地接合并且產(chǎn)生過盈配合連接。

進(jìn)一步的，所述銷部件軸和螺紋內(nèi)孔限定了所述銷部件的末端，所述銷部件延伸通過所述第一結(jié)構(gòu)部件的所述通孔并且進(jìn)入鄰近的第二結(jié)構(gòu)部件的所述通孔中。

進(jìn)一步的，所述銷部件軸和所述螺栓部件的螺紋軸具有相應(yīng)的長度，使得所述螺紋軸在所述螺栓連接組件與所述第一和第二結(jié)構(gòu)部件的組裝狀態(tài)下與所述銷部件軸的長度的至少一半相接合。

參照以下說明以及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將得到更好地理解。結(jié)合在本說明書中的并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且，其與以下說明一起用于對本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。

附圖說明