CN103184977B - 风机叶片连接方法、风机叶轮及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风机叶片连接方法，用于连接叶片和变桨轴承，在所述叶片和变桨轴承之间设置转接组件，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接。本发明还提供了一种风机叶轮，其包括叶片、变桨轴承、轮毂以及设置在所述叶片和变桨轴承之间的转接组件，所述变桨轴承设置在所述轮毂上，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接。本发明还提供了采用上述风机叶片连接方法或风机叶轮的风力发电机组。本发明提供的风机叶片连接方法或风机叶轮，可使同一种轮毂和变桨轴承可适应不同大小和结构的叶片，从而不需要为不同的叶片配置不同的变桨轴承和轮毂，降低了成本。

Description

风机叶片连接方法、风机叶轮及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风机叶片连接方法、风机叶轮及应用该方法的风力发电机组和具有该风机叶轮的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是一种通过叶轮转动将风能转化为电能的大型发电装置。其中，叶轮由叶片、变桨轴承、变桨驱动装置和轮毂等组成，叶片连接在变桨轴承的内圈外或外圈上，变桨轴承连接在轮毂上，变桨驱动装置设置在变桨轴承上。变桨动作时，变桨驱动装置带动变桨轴承内圈或外圈旋转，从而带动叶片转动。

然而，由于在这种叶轮结构中需要风机叶片与变桨轴承和轮毂配套使用，因此，不同的叶片需要配置不同的变桨轴承和轮毂，增加了风力发电机组的生产时间和生产成本。此外，由于叶片根部法兰直径需与变桨轴承和轮毂一致，当叶片载荷较大时，可能无法满足这一要求，增加了叶片的设计难度和成本。

发明内容

本发明致力于解决上述问题，为此，本发明提供了一种风机叶片连接方法，其可使同一种轮毂和变桨轴承可适应不同大小和结构的叶片，从而不需要为不同的叶片配置不同的变桨轴承和轮毂，降低了成本。

此外，本发明还提供了一种风机叶轮，其使用本发明提供的上述风机叶片连接方法，使同一种轮毂和变桨轴承可适应不同大小和结构的叶片，从而不需要为不同的叶片配置不同的变桨轴承和轮毂，可统一设计轮毂和变桨轴承，降低了成本，并且由于轮毂和变桨轴承可使用不同的叶片，使轮毂和变桨轴承具有更高的适用性。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，其应用本发明提供的风机叶片连接方法和/或风机叶轮，具有相同的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风机叶片连接方法，用于连接叶片和变桨轴承，在所述叶片和变桨轴承之间设置转接组件，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接。

其中，该方法还包括下述步骤：基于叶片根部的直径大小和变桨轴承大小选择相应的转接组件。

其中，所述转接组件包括一个转接部件，在所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，所述叶片与其中一组连接孔匹配，所述变桨轴承与另一组连接孔匹配。

其中，所述转接组件包括n个转接部件，在每个所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配；或者所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与所述第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的整数。

其中所述转接部件为法兰。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风机叶轮，其包括叶片、变桨轴承、轮毂以及设置在所述叶片和变桨轴承之间的转接组件，所述变桨轴承设置在所述轮毂上，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接。

其中，所述转接组件包括一个转接部件，在所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，所述叶片与其中一组连接孔匹配，所述变桨轴承与另一组连接孔匹配。

其中，所述转接组件包括n个转接部件，在每个所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配；或者所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与所述第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的整数。

其中，所述转接部件为法兰。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，其包括叶片和变桨轴承，其特征在于，采用本发明提供的上述风机叶片连接方法来连接所述叶片和变桨轴承。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，其包括本发明提供的上述风机叶轮。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的风机叶片连接方法，由于通过转接组件来连接叶片和变桨变桨轴承，使得同一种轮毂和变桨轴承可适应不同大小和结构的叶片，从而不需要为不同的叶片配置不同的变桨轴承和轮毂，降低了成本。

本发明提供的风机叶轮，其使用本发明提供的上述风机叶片连接方法，使同一种轮毂和变桨轴承可适应不同大小和结构的叶片，从而不需要为不同的叶片配置不同的变桨轴承和轮毂，可统一设计轮毂和变桨轴承，降低了成本，并且由于轮毂和变桨轴承可使用不同的叶片，使轮毂和变桨轴承具有更高的适用性。

本发明提供的风力发电机组，由于采用上述风机叶片连接方法或风机叶轮，降低了成本且加快了组装进度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的风机叶轮的结构示意图；

图2为图1中去除叶片后的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的风机叶轮的结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供的风机叶轮的结构示意图；

图5为本发明第四实施例提供的风机叶轮的结构示意图。

具体实施方式

为使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的风机叶片连接方法、风机叶轮和风力发电机组进行详细说明。

本发明提供的风机叶片连接方法，其主要用于连接彼此不相匹配的风机叶片和变桨轴承，即，风机叶片的根部直径大于变桨轴承的外圈直径或小于变桨轴承的内圈直径，通过传统方法无法直接将二者连接在一起。本发明提供的风机叶片连接方法的核心思想就是采用转接组件来连接风机叶片和变桨轴承，该转接组件一端可与叶片匹配连接另一端可与变桨轴承匹配连接。

具体地，转接组件可由一个或多个转接部件构成，在每个转接部件上设置内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，用于转接部件与叶片之间、转接部件与变桨轴之间或转接部件之间进行连接。当转接组件包括一个转接部件时，所述叶片与其中一组连接孔匹配，所述变桨轴承与另一组连接孔匹配。此处的匹配指的是转接部件上的连接孔与叶片根部或变桨轴承上的连接孔在大小、数量以及分布位置上均相对应，下文中的匹配均为相同意思，不再赘述。

在转接组件包括多个转接部件的情形下，若所述叶片根部的直径大于所述变桨轴承外圈的直径，则所述n个转接部件的直径沿叶片到变桨轴承方向依次减小，且所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的任何整数。例如，当n等于4时，所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，第2个转接部件的内连接孔与第3个转接部件的外连接孔匹配，第3个转接部件的内连接孔与第4个转接部件的外连接孔匹配，第4个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配。

在转接组件包括多个转接部件的情形下，若所述叶片根部的直径小于所述变桨轴承内圈的直径，则所述n个转接部件的直径沿叶片到变桨轴承方向依次增大，且所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与所述第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的整数。例如当n等于4时，所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，第1个转接部件的外连接孔与第2个转接部件的内连接孔匹配，第2个转接部件的外连接孔与第3个转接部件的内连接孔匹配，第3个转接部件的外连接孔与第4个转接部件的内连接孔匹配，第4个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配。

需要说明的是，在实际应用中，转接部件优选采用法兰，且转接部件数量的多少根据变桨轴承的直径与叶片根部的直径相差大小来决定，若相差较小，则可选用一个转接部件构成的转接组件，若相差较大则优选选用多个转接部件构成的转接组件。

下面结合图1至图4对本发明提供的风机叶轮进行详细描述。

如图1所示，本发明第一实施例提供风机叶轮包括叶片1、变桨轴承2、轮毂3和转接组件4，其中，叶片1通过转接组件4与变桨轴承2连接，变桨轴承2连接在轮毂3上。

在本实施例中，由于叶片1根部直径小于变桨轴承2的内圈直径，即，叶片1无法直接连接在变桨轴承2的内圈上，因而需要通过转接组件4来连接。如图2所示，本实施例中，转接组件4包括一个转接法兰，在该转接法兰上设置有内外两组连接孔，每组连接孔形成以法兰中心为圆心的圆形，且该两组连接孔呈同心圆排列，内组连接孔与叶片1相匹配，从而可通过紧固件使叶片1连接在内组连接孔上，外组连接孔与变桨轴承2外圈相匹配，从而可通过紧固件将变桨轴承外圈2连接在转接法兰外组连接孔上。

需要说明的是，虽然在本实施例中，转接法兰外组连接孔与变桨轴承的外圈连接，变桨轴承的内圈与轮毂连接，但在实际应用中，如果尺寸合适也可使转接法兰外组连接孔与变桨轴承的内圈连接，变桨轴承的外圈与轮毂连接。

如图3所示，本发明第二实施例提供风机叶轮包括叶片1、变桨轴承2、轮毂3和转接组件4’，其中，叶片1通过转接组件4’与变桨轴承2连接，变桨轴承2连接在轮毂3上。

在本实施例中，由于叶片1根部直径大于变桨轴承2的外圈直径，即，叶片1无法直接连接在变桨轴承2的外圈上，因而需要通过转接组件4’来连接。本实施例中，转接组件4’包括一个转接法兰，在该转接法兰上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，外组连接孔叶片1相匹配，从而可通过紧固件使叶片1连接在外组连接孔上，内组连接孔与变桨轴承2外圈相匹配，从而可通过紧固件将变桨轴承2外圈连接在转接法兰外组连接孔上。

需要说明的是，虽然在本实施例中，转接法兰内组连接孔与变桨轴承的外圈连接，变桨轴承的内圈与轮毂连接，但在实际应用中，如果尺寸合适也可使转接法兰内组连接孔与变桨轴承的内圈连接，变桨轴承的外圈与轮毂连接。

在实际应用中，当叶片直径与变桨轴承外圈或内圈直径相差较小时，转接组件可仅包括一个转接部件，而当叶片直径与变桨轴承外圈或内圈直径相差较大时，转接组件可包括多个转接部件，下面结合图4和图5，以2个转接部件构成转接组件的情形为例进行说明。

如图4所示，本发明第三实施例提供的风机叶轮包括叶片1、变桨轴承2、轮毂3、转接部件40和41，其中，转接部件40和41构成转接组件，叶片1通过转接组件与变桨轴承2连接，变桨轴承2连接在轮毂3上。

具体地，转接部件40和41采用法兰，在转接部件40和41上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列。其中，转接部件40的内组连接孔叶片1相匹配，从而可通过紧固件使叶片1连接在内组连接孔上，外组连接孔与转接部件41的内组连接孔相匹配，从而可通过紧固件将转接部件40和41连接在一起，转接部件41的外组连接孔与变桨轴承2外圈相匹配，从而可通过紧固件将变桨轴承2外圈连接在转接部件41的外组连接孔上。

如图5所示，本发明第四实施例提供的风机叶轮包括叶片1、变桨轴承2、轮毂3、转接部件40’和41’，其中，转接部件40’和41’构成转接组件，叶片1通过转接组件与变桨轴承2连接，变桨轴承2连接在轮毂3上。

具体地，转接部件40’和41’采用法兰，在转接部件40’和41’上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列。其中，转接部件40’的外组连接孔叶片1相匹配，从而可通过紧固件使叶片1连接在外组连接孔上，内组连接孔与转接部件41’的外组连接孔相匹配，从而可通过紧固件将转接部件40’和41’连接在一起，转接部件41’的内组连接孔与变桨轴承2外圈相匹配，从而可通过紧固件将变桨轴承外圈2连接在转接部件41’的内组连接孔上。

需要说明的，虽然在图4和图5所示的风机叶轮中，转接组件包括2个转接部件，但是在实际应用中并不局限于2个，转接部件的数量可以为图1或图3中所示的1个，也可为多个，即n为大于等于1的任何整数。当n为大于等于2的整数时，风机叶轮包括叶片1、变桨轴承2、轮毂3以及设置在叶片1和变桨轴承2之间的由n个转接部件构成的转接组件，在每个所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，并且该n个转接部件可按如下两种方式与叶片1及变桨轴承2连接：

其一，当所述叶片根部的直径大于所述变桨轴承外圈的直径时，所述n个转接部件的直径沿叶片到变桨轴承方向依次减小，且所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配。例如，当n等于4时，所述叶片与第1转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，第2个转接部件的内连接孔与第3个转接部件的外连接孔匹配，第3个转接部件的内连接孔与第4个转接部件的外连接孔匹配，第4个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配。

其二，当所述叶片根部的直径小于所述变桨轴承内圈的直径时，所述n个转接部件的直径沿叶片到变桨轴承方向依次增大，且所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与所述第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配；例如当n等于4时，所述叶片与第1转接部件的内连接孔匹配，第1个转接部件的外连接孔与第2个转接部件的内连接孔匹配，第2个转接部件的外连接孔与第3个转接部件的内连接孔匹配，第3个转接部件的外连接孔与第4个转接部件的内连接孔匹配，第4个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配。

还需要说明的是，当风机叶片根部直径与变桨轴承内圈直径或外圈直径相差较大时，优选设置多个转接部件来构成转接组件，但在实际应用中也采用仅包括一个转接部件的转接组件，而由于此时所需的转接部件例如法兰无论径向还是轴向尺寸都较大，加工制成成本较高，而若采用多个转接部件构成转接组件的方案，则可避免该缺点，因此优选采用多个转接部件构成的转接组件。

作为本发明的另一种技术方案，本发明还提供了一种风力发电机组，其包括本发明提供的上述风机叶轮。

作为本发明的另一种技术方案，本发明还提供了一种风力发电机组，其包括叶片和变桨轴承，所述叶片和变桨轴承通过本发明提供的上述风机叶片连接方法连接在一起。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种风机叶片连接方法，用于连接叶片和变桨轴承，其特征在于，在所述叶片和变桨轴承之间设置转接组件，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接；所述转接组件包括n个转接部件，在每个所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，其中

所述叶片与第1个转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配；或者

所述叶片与第1个转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的整数。

2.如权利要求1所述的风机叶片连接方法，其特征在于，该方法还包括下述步骤：基于叶片根部的直径大小和变桨轴承的大小选择相应的转接组件。

3.如权利要求1所述的风机叶片连接方法，其特征在于，所述转接部件为法兰。

4.一种风机叶轮，包括叶片、变桨轴承和轮毂，所述变桨轴承设置在所述轮毂上，其特征在于，该风机叶轮还包括设置在所述叶片和变桨轴承之间的转接组件，所述转接组件一端与所述叶片匹配连接，另一端与所述变桨轴承匹配连接；所述转接组件包括n个转接部件，在每个所述转接部件上设置有内外两组连接孔，所述两组连接孔呈同心圆排列，其中，

所述叶片与第1个转接部件的外连接孔匹配，第1个转接部件的内连接孔与第2个转接部件的外连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的内连接孔与第n个转接部件的外连接孔匹配，第n个转接部件的内连接孔与所述变桨轴承匹配；或者

所述叶片与第1个转接部件的内连接孔匹配，所述第1个转接部件的外连接孔与第2个转接部件的内连接孔匹配，以此类推，直至第n-1个转接部件的外连接孔与第n个转接部件的内连接孔匹配，第n个转接部件的外连接孔与所述变桨轴承匹配，其中n为大于等于2的整数。

5.如权利要求4所述的风机叶轮，其特征在于，所述转接部件为法兰。

6.一种风力发电机组，包括叶片和变桨轴承，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项所述的风机叶片连接方法来连接所述叶片和变桨轴承。

7.一种风力发电机组，其特征在于，该风力发电机组具有如权利要求4-5任意一项所述的风机叶轮。