[發(fā)明專利]一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套及其設(shè)計方法

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• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110778448A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何學(xué);黃鳳英;張菊芳;陳文光;李軍向
• 申請（專利權(quán)）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/00
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝

本發(fā)明公開了一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套及其設(shè)計方法，包括葉根預(yù)埋螺套本體，所述葉根預(yù)埋螺套本體為錐形套結(jié)構(gòu)，所述錐形套結(jié)構(gòu)的小端為葉尖螺套端，并加工有內(nèi)螺紋，其大端為葉根螺套端，與風(fēng)機軸承相接觸，所述錐形套結(jié)構(gòu)的外壁加工有外齒，所述外齒由多段連續(xù)的圓弧組成，該多段連續(xù)的圓弧構(gòu)成波浪紋型結(jié)構(gòu)，用于增大與周圍復(fù)合材料接觸面積，提高葉根預(yù)埋螺套本體的抗拉拔力，所述錐形套結(jié)構(gòu)的小端端部設(shè)有燕尾型開槽，能夠使該端部的內(nèi)壁壁厚逐漸減小，防止葉根預(yù)埋螺套本體周圍的玻璃鋼應(yīng)力集中。本發(fā)明具有抗拉拔力高的優(yōu)點，能夠避免其葉尖螺套端周圍的玻璃鋼應(yīng)力集中，并提高葉根螺栓承載能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)機葉片根部連接的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)

大型風(fēng)機葉片根部連接主要采用T-bolt連接和預(yù)埋螺套連接方式。風(fēng)機葉片最常見的T-bolt連接。葉根圓螺母與玻璃鋼的擠壓接觸面是容易發(fā)生應(yīng)力集中的位置，葉根根部厚度通常120mm左右，以保障葉根玻璃鋼安全系數(shù)。但目前陸上風(fēng)機已進入5MW時代，風(fēng)機葉片尺寸越來越長，葉片長度大于75米，傳統(tǒng)的T-bolt連接形式已經(jīng)不能滿足葉根靜強度和疲勞強度要求，采用葉根預(yù)埋螺套可不破壞葉片根部鋪層結(jié)構(gòu)，且預(yù)埋螺套連接比T-bolt連接能分布更多的螺栓，能提高葉片葉根的安全性能。此外免除了使用打孔機設(shè)備，節(jié)省打孔機設(shè)備購買成本和打孔所需場地，也避免了打孔造成葉根玻璃鋼的損傷。

預(yù)埋螺套，即在鋪層過程中將一系列螺套埋入葉根并和玻璃纖維一體灌注成型用于葉根連接，預(yù)埋螺套連接方式的好處是可以降低單個連接件的連接力。目前業(yè)內(nèi)常用的螺套主要有以下三種：

1)如圖1所示，為凸臺型螺套，螺套外齒間距很大，凸臺寬度也很寬，凹槽比較深；這種螺套纏紗面積相對較少，而且凹槽較深，需纏繞的紗線較厚，實際生產(chǎn)過程中易出血紗線未浸潤透徹，風(fēng)險較大。

2)如圖2所示，為螺紋型螺套，螺套外齒類似于螺紋形狀，螺套纏紗面積較大，但是加工精度要求較高，制作成本也高，外齒比較尖銳，容易形成應(yīng)力集中，造成纏繞紗線失效。

3)如圖3所示，為光滑型螺套，螺套外壁光滑，螺套尾端楔形過渡，制作過程中螺套直接與玻璃鋼接觸，不需要纏繞紗線，制作簡單，但是螺套表面粗糙度要求苛刻，拉拔力測試值較低。

同時在實際使用中，螺套的葉尖螺套端周圍設(shè)有玻璃鋼層，當(dāng)螺套尾端剛度突然降低時，玻璃鋼層有很大應(yīng)力集中，且螺套在實際制作過程中需要凸出葉根端面，整個葉片只有葉根預(yù)埋螺套端面與風(fēng)機軸承接觸，由于接觸面積小，導(dǎo)致葉根螺栓載荷連接系數(shù)增加。結(jié)合以上問題，亟需一種抗拉拔力高，能夠提高葉根螺栓承載能力，能夠避免螺套葉尖螺套端周圍玻璃鋼層應(yīng)力集中的葉根預(yù)埋螺套及其設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套及其設(shè)計方法，具有抗拉拔力高的優(yōu)點，能夠避免其葉尖螺套端周圍的玻璃鋼應(yīng)力集中，并提高葉根螺栓承載能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套，包括葉根預(yù)埋螺套本體，所述葉根預(yù)埋螺套本體為錐形套結(jié)構(gòu)，所述錐形套結(jié)構(gòu)的小端為葉尖螺套端，并加工有內(nèi)螺紋，其大端為葉根螺套端，與風(fēng)機軸承相接觸，所述錐形套結(jié)構(gòu)的外壁加工有外齒，所述外齒由多段連續(xù)的圓弧組成，該多段連續(xù)的圓弧構(gòu)成波浪紋型結(jié)構(gòu)，用于增大與周圍復(fù)合材料接觸面積，提高葉根預(yù)埋螺套本體的抗拉拔力，所述錐形套結(jié)構(gòu)的小端端部設(shè)有燕尾型開槽，能夠使該端部的內(nèi)壁壁厚逐漸減小，防止葉根預(yù)埋螺套本體葉尖螺套端周圍的玻璃鋼應(yīng)力集中。

一種風(fēng)機葉片葉根預(yù)埋螺套的設(shè)計方法，包括以下步驟，