CN105673350B - 一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风电叶片技术领域，提出一种风电叶片根部金属法兰的安装方法。提出的一种风电叶片根部金属法兰的安装方法包括有金属法兰盘的加工、风电叶片的加工、金属法兰盘与风电叶片通过花篮螺栓连接为一体；金属法兰盘为金属圆环，金属法兰盘径向内侧的圆周面上加工用以安装花篮螺栓的盲孔，且所述的盲孔为沿圆周均布的若干个；在所述的风电叶片上加工有若干个沿圆周均布的通孔，且每个所述的通孔与所对应的圆螺母通孔相连通；在每个圆螺母通孔内安装与双头螺柱配合的圆螺母；在若干个所述圆螺母一侧端面上均加工用以安装花篮螺栓的盲孔；本发明提出提高了风电叶片根部复合材料的安全系数、降低了操作难度，提高了装配效率。

Description

一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法

技术领域

本发明属于风电叶片技术领域，具体涉及一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法。

背景技术

现行的风电叶片根部金属法兰安装方式是：在风电叶片的根部复合材料上钻孔，在金属法兰的对应位置钻孔，再通过螺丝将金属法兰盘永久的固定在风电叶片复合材料上。这种传统方法的最大弊端是需要在复合材料上钻数个额外的螺丝孔，从而破坏和牺牲了部分叶片复合材料的力学性能，对其疲劳性能和强度安全系数有不确定影响，尤其是在风电叶片根部安全系数设计余量较少的情况下，影响更大；此外，现行的金属法兰主要作用是保证风电叶片与风力机轮毂连接面平整，避免叶片根部复合材料端面平整度达不到装配要求，造成的界面受力不均，从而产生的损伤，此类金属法兰厚度较薄，常见的均在10mm至25mm范围内，重量也仅在30kg至75kg范围内，见图1。

目前所采用的金属法兰安装方法，先制作复合材料风电叶片2，在复合材料风电叶片2根部端面均布钻要求数量的螺丝孔，将金属法兰螺栓孔3对齐复合材料风电叶片2根部双头螺栓安装至金属法兰1贴紧2根部端面用螺丝穿过固定金属法兰1和复合材料风电叶片2。

但是随着风电叶片产品越来越长，叶片根部载荷越来越大，同时叶片根部双头螺栓自根部端面伸出长度有严格要求，为降低螺栓疲劳载荷（增加螺栓长度可有效降低载荷），提高螺栓使用寿命，需要对传统的法兰盘增厚，从而增加螺栓长度并有效的减小疲劳载荷。

螺栓长度=螺栓叶片内长度+螺栓伸出长度+法兰盘厚度，可见在前两者均有严格限制的条件下，增加法兰盘厚度可有效解决螺栓载荷过大问题。

法兰盘厚度增加至100mm，以叶片节圆直径2.11m为例，重量激增至500kg，仍采用钻孔方式安装法兰盘明显不可取，存在钻孔难以实现，螺丝连接无法平衡法兰盘重量，无法固定法兰盘等问题。

关于大厚度、大重量（厚度大于25mm的称之为大厚度，重量大于125kg称之为大重量）金属法兰盘安装方法目前暂无相关专利、报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种风电叶片根部金属法兰的安装方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法，所述的金属法兰盘安装在风电叶片根部；所述的安装方法是在复合材料叶片根部的前提下，满足大厚度、大重量金属法兰盘与风电叶片根部的紧固连接；所述安装方法的具体步骤如下：

1）金属法兰盘的加工：根据所需尺寸加工金属法兰盘，金属法兰盘为金属圆环，在金属圆环的轴向端面加工若干个沿圆周均布的双头螺栓通孔，且双头螺栓通孔的数量与风电叶片根部端面螺栓孔数相同，同时在金属法兰盘径向内侧的圆周面上加工用以安装花篮螺栓的盲孔，且所述的盲孔为沿圆周均布的若干个；

2）风电叶片的加工：根据所需尺寸加工风电叶片；在风电叶片距离根部端面指定距离处，沿风电叶片圆柱形根部的径向加工若干个用以安装圆螺母的圆螺母通孔，圆螺母通孔数量与风电叶片根部端面上螺栓孔的数量一致；在所述的风电叶片上加工有若干个沿圆周均布的通孔，且每个所述的通孔与所对应的圆螺母通孔相连通；在每个所述的圆螺母通孔内安装与双头螺柱配合的圆螺母；在若干个所述圆螺母一侧端面上均加工用以安装花篮螺栓的盲孔，圆螺母上的盲孔与金属法兰盘上所对应的盲孔共同对应一个所述的花篮螺栓设置；

3）利用吊具将金属法兰盘吊起，将金属法兰盘贴在风电叶片根部的外侧，并使金属法兰盘上的所述双头螺栓通孔与风电叶片根部的所述通孔一一对应；

4）预先松开花篮螺栓的中间卡环，使花篮螺栓的一端安装在其中一个所述圆螺母的盲孔内；

5）将花篮螺栓的另一端固定在金属法兰盘内侧与步骤4）中所述圆螺母的盲孔所对应的的盲孔内；

6）按照所要求的预紧力将花篮螺栓的中间卡环扭紧；

7）在风电叶片根部与步骤4）所述圆螺母在同一对角线的另一个圆螺母上安装另一花篮螺栓；然后重复步骤5）～6）完成另一花篮螺栓的安装；

8）重复上述步骤完成其余多组花篮螺栓的安装；

9）拆除吊具，检查法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙，对法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙进行检查，法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙要求≤1mm，没达到要求时需检查中间是否夹杂异物，法兰盘和叶根端面是否平整，花篮螺栓中间卡环是否扭紧。

本发明提出的一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法，采用上述技术方案，具有以下的有益效果：

1、金属法兰盘和风电叶片根部连接时，无需对风电叶片复合材料进行额外的钻孔；通过花篮螺栓、双头螺栓将金属法兰与叶片根部连接到一起，无需破坏风电叶片根部复合材料层，提高了风电叶片根部复合材料的安全系数。

2．降低操作难度：传统方法需要将法兰盘固定后手动钻孔再装配螺丝将法兰盘固定，本发明的安装方法去除了根部复合材料人工开孔装配螺丝的步骤，降低了操作难度，提高了装配效率。

3．可拆卸重复利用：在叶片与风力机轮毂通过双头螺栓紧固后，即可拆除花篮螺栓、M10螺栓和垫片以备后续使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、金属法兰盘,2、风电叶片根部,3、圆螺母,4、双头螺栓通孔,5、花篮螺栓,6、M10螺栓,7、垫片。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明，本发明以节圆直径为2.11m，重量为500kg，厚为100mm金属法兰盘的安装为例；

如图1所示，一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法，所述的金属法兰盘1安装在风电叶片根部2；所述的安装方法是在复合材料叶片根部的前提下，满足大厚度、大重量金属法兰盘与风电叶片根部的紧固连接；所述安装方法的具体步骤如下：

2）金属法兰盘1的加工：根据所需尺寸加工金属法兰盘1，金属法兰盘1为金属圆环，在金属圆环的轴向端面加工若干个沿圆周均布的双头螺栓通孔4，且双头螺栓通孔4的数量与风电叶片根部端面螺栓孔数相同，同时在金属法兰盘径向内侧的圆周面上加工用以安装花篮螺栓的盲孔，且所述的盲孔为沿圆周均布的若干个；

3）风电叶片的加工：根据所需尺寸加工风电叶片；在风电叶片距离根部端面指定距离处，沿风电叶片圆柱形根部的径向加工若干个用以安装圆螺母3的圆螺母通孔，圆螺母通孔数量与风电叶片根部端面上螺栓孔的数量一致；在所述的风电叶片上加工有若干个沿圆周均布的通孔，且每个所述的通孔与所对应的圆螺母通孔相连通；在每个所述的圆螺母通孔内安装与双头螺柱配合的圆螺母3；在每个所述圆螺母上加工用以安装花篮螺栓的盲孔，圆螺母3上的盲孔与金属法兰盘上所对应的盲孔共同对应一个所述的花篮螺栓5设置；

4）利用吊具将金属法兰盘吊起，将金属法兰盘贴在风电叶片根部的外侧，并使金属法兰盘1上的所述双头螺栓通孔4与风电叶片根部2的所述通孔一一对应；

5）预先松开花篮螺栓5的中间卡环，使花篮螺栓的一端安装在其中一个所述圆螺母的盲孔内；

6）将花篮螺栓的另一端固定在金属法兰盘内侧与步骤4）中所述圆螺母的盲孔所对应的的盲孔内；

7）按照所要求的预紧力将花篮螺栓的中间卡环扭紧；

8）在风电叶片根部与步骤4）所述圆螺母在同一对角线的另一个圆螺母上安装另一花篮螺栓；然后重复步骤5）～6）完成另一花篮螺栓的安装；

9）重复上述步骤完成其余多组花篮螺栓的安装；

拆除吊具，检查法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙，对法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙进行检查，法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙要求≤1mm，没达到要求时需检查中间是否夹杂异物，法兰盘和叶根端面是否平整，花篮螺栓中间卡环是否扭紧。

Claims (1)

1.一种风电叶片根部金属法兰盘的安装方法，其特征在于：所述的金属法兰盘（1）安装在风电叶片根部（2）；所述的安装方法是在复合材料叶片根部的前提下，满足大厚度、大重量金属法兰盘与风电叶片根部的紧固连接；所述安装方法的具体步骤如下：

1）金属法兰盘（1）的加工：根据所需尺寸加工金属法兰盘（1），金属法兰盘（1）为金属圆环，在金属圆环的轴向端面加工若干个沿圆周均布的双头螺栓通孔（4），且双头螺栓通孔（4）的数量与风电叶片根部端面螺栓孔数相同，同时在金属法兰盘径向内侧的圆周面上加工用以安装花篮螺栓的盲孔，且所述的盲孔为沿圆周均布的若干个；

2）风电叶片的加工：根据所需尺寸加工风电叶片；在风电叶片距离根部端面指定距离处，沿风电叶片圆柱形根部的径向加工若干个用以安装圆螺母的圆螺母通孔，圆螺母通孔数量与风电叶片根部端面上螺栓孔的数量一致；在所述的风电叶片上加工有若干个沿圆周均布的通孔，且每个所述的通孔与所对应的圆螺母通孔相连通；在每个所述的圆螺母通孔内安装与双头螺柱配合的圆螺母（3）；在若干个所述圆螺母（3）一侧端面上均加工用以安装花篮螺栓（5）的盲孔，圆螺母（3）上的盲孔与金属法兰盘上所对应的盲孔共同对应一个所述的花篮螺栓（5）设置；

3）利用吊具将金属法兰盘吊起，将金属法兰盘（1）贴在风电叶片根部（2）的外侧，并使金属法兰盘上的所述双头螺栓通孔与风电叶片根部的所述通孔一一对应；

4）预先松开花篮螺栓（5）的中间卡环，使花篮螺栓（5）的一端安装在其中一个所述圆螺母的盲孔内；

5）将花篮螺栓（5）的另一端固定在金属法兰盘内侧与步骤4）中所述圆螺母（3）的盲孔所对应的的盲孔内；

6）按照所要求的预紧力将花篮螺栓的中间卡环扭紧；

7）在风电叶片根部与步骤4）所述圆螺母在同一对角线的另一个圆螺母上安装另一花篮螺栓；然后重复步骤5）～6）完成另一花篮螺栓的安装；

8）重复上述步骤完成其余多组花篮螺栓的安装；

9）拆除吊具，检查法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙，对法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙进行检查，法兰盘与风电叶片根部端面之间的间隙要求≤1mm，没达到要求时需检查中间是否夹杂异物，法兰盘和叶根端面是否平整，花篮螺栓中间卡环是否扭紧。