[實用新型]一種法蘭或類法蘭加強環、連接結構及風力發電機組

有效

• 申請號: 201420348202.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN203925894U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 岳文彥;吳涌;岳俊紅;周雪琴;段二順;肖劍;任淮輝;曹建忠;王紅艷;陶鋼正
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司
• 主分類號: F03D11/04
• 分類號: F03D11/04
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術領域

本實用新型涉及法蘭連接領域，具體地，涉及一種法蘭或類法蘭加強環、含有該加強環的法蘭或類法蘭連接結構及含有該連接結構的風力發電機組。

背景技術

目前，在風力發電機組中，法蘭是使用廣泛的重要連接部件。風力發電機塔筒段之間、塔筒與基礎環、塔筒與機艙、輪轂與風機葉片，大多使用法蘭或類法蘭(軸承)通過高強螺栓的方式連接，特別是風力發電機組葉片的連接方式大多都是輪轂-變槳軸承-葉片-高強螺栓的方式連接，對于此部位的類法蘭(變槳軸承)-高強螺栓連接來講，其設計的結構形式適應于承受軸向載荷及徑向載荷，對于彎矩形式的交變及沖擊載荷其承受能力相對前兩種載荷要要弱。目前在運行的風力發電機組中已經發現多起葉片變槳軸承位置的高強螺栓斷裂導致的事故，如果螺栓斷裂發現不及時會帶來連鎖的對風機結構損傷更大的事故。高強螺栓失效的原因與連接部位的結構鋼度有直接關系，當結構鋼度不足時會在載荷較大時使連接高強螺栓受到的載荷不均勻，從而使部分螺栓產生過量變形甚至發生塑性變形，由此結構剛度不足，螺栓載荷不均勻等因素是螺栓失效的主要原因。

針對上述問題，對于法蘭或類法蘭(軸承)-高強螺栓的增強措施一般可以采用以下幾種方式：第一種方式：改變法蘭或類法蘭的尺寸，選用厚度更大，寬度更大的法蘭或類法蘭，提高法蘭或類法蘭的剛度進而提高整個結構的剛度；第二種方式：選用直徑更大的高強螺栓，通過增加高強螺栓的剛度來增強結構的整體剛度。

以上第一種方式，通過增大法蘭或類法蘭(軸承)尺寸的方法來增強結構鋼度，其需要重新設計并生產相應的法蘭或軸承，對于在役的風力發電機組的改造需要很大的工作量，并且整個加強改造成本高，難于廣泛推廣，更適用于新建機組不太適用于在役機組的改造。

以上第二種方式，通過選用大直徑的高強螺栓的方法需要同時改造高強螺栓對應的通孔及與螺栓配合的螺紋孔。操作難度大，且難以保證精度。

綜上所述，目前對于已經在用的法蘭或類法蘭連接結構件進行增強的措施和方法比較缺乏，常常是通過對法蘭件進行再設計更換來完成的，而且對于成熟的法蘭或類法蘭產品經常會出現強度、壽命不足的情況。因此，急需一種新的提高法蘭或類法蘭連接結構剛度和強度的方式。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種法蘭或類法蘭加強環，以增強現有的法蘭或類法蘭連接結構剛度、強度以及減小螺栓載荷，進而提高連接結構壽命。

本實用新型的第二個目的在于提供一種法蘭或類法蘭連接結構，具有結構剛度、強度強和螺栓載荷小的特點，壽命較長。

本實用新型的第三個目的在于提供一種風力發電機組，以避免螺栓斷裂導致的事故，運行穩定性好。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種法蘭或類法蘭加強環，所述法蘭用于與螺栓配合連接兩個固定管件，所述類法蘭為軸承結構并用于與螺栓配合連接固定件和轉動件，所述法蘭、類法蘭上均設置有與螺栓配合的螺栓孔，所述加強環用于與法蘭面或類法蘭面配合，為整環結構或多個分片沿圓周方向依次配合組成的組合環狀結構，且整環結構、組合環狀結構上均設有與法蘭或類法蘭上的螺栓孔軸向對應一致的通孔。

進一步地，所述相鄰分片的接口部分為凹凸配合的搭接結構；或相鄰分片的接口面相互平行，且接口面均垂直于法蘭面或類法蘭面。

進一步地，所述搭接結構為角型搭接結構或矩形搭接結構。

一種法蘭或類法蘭連接結構，包括用于連接兩個固定管件的法蘭及螺栓，或用于連接固定件和轉動件的類法蘭及螺栓，其中類法蘭為軸承結構；在法蘭面或類法蘭面上還增設有上述的加強環；對應地，所述螺栓長度的增加值等于或大于加強環的厚度。

進一步地，所述用于連接固定件和轉動件的類法蘭為風力發電機組葉片變槳軸承，其中固定件為輪轂，轉動件為葉片，所述加強環設置在與輪轂配合的變槳軸承外環的端面。

進一步地，所述軸承為風力發電機組偏航軸承。

一種風力發電機組，含有上述的法蘭或類法蘭連接結構。

通過采用上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型采用一種整環或者分片式的組合環狀結構的加強環，可以對已經在用的法蘭或類法蘭連接結構進行后期加固，彌補原始設計的強度不足、變形過大等問題，且可避免重新設計并更換成本過高的問題。