CN109931225A - 一种风机塔架平台非焊接连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机塔架平台非焊接连接结构，包括悬吊组件和防摆动支撑组件；悬吊组件由悬吊螺杆、焊接承力板、下锁紧螺母和上锁紧螺母组成，悬吊螺杆两端分别带有螺纹，其中一端螺纹与塔架法兰内端面的螺纹孔配合连接，并使用上锁紧螺母紧固，焊接承力板与悬吊螺杆的另一端焊接连接，将塔架平台置于焊接承力板上，并由焊接承力板承担平台压力，使用下锁紧螺母紧固；防摆动支撑组件由支座、支撑螺杆、橡胶垫和锁紧螺母组成，支座焊接在塔架平台边缘位置，支撑螺杆一端带有螺纹，另一端为增大受力面积的圆台，在圆台的端面上胶结橡胶垫后抵触于塔壁，支撑螺杆通过锁紧螺母固定在支座上。本发明可提高塔架疲劳性能，降低塔架用料成本。

Description

一种风机塔架平台非焊接连接结构

技术领域

本发明涉及风力发电的技术领域，尤其是指一种风机塔架平台非焊接连接结构。

背景技术

风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，近些年来受到国家的大力扶持，这也促进了国内风电的快速发展。

风机主要由基础、塔架、主机舱、轮毂和叶片组成，其中塔架占风机总成本的15％以上，同时塔架也是整机安全的最基本保障。所以必须提高塔架的安全性并降低塔架成本。

风机塔架强度主要受到静强度、屈曲强度和疲劳强度的影响。在疲劳作为主要控制因素的塔架中，提高塔架的疲劳性能尤为重要，其中材料(Q345)的DC值(欧标EN1993-1-9中定义：Detail Category，即材料在2e6次循环发生疲劳破坏时对应的应力幅值)是影响塔架疲劳性能的重要参数。在欧标EN1993-1-9规范中，对不同焊缝形式的材料DC值做出了详细的分类，如果塔筒内部的附件可以不采用与筒壁焊接的工艺，可将DC值由80MPa提高至90MPa，这将大幅提高塔筒的疲劳性并降低塔架成本。

传统的塔筒内附件一般采用焊接工艺固定在塔筒内壁上，但这种工艺使得DC值最大不能超过80MPa。根据标准EN-1993-1-9中的表述，如果塔筒内附件采用非焊接工艺，DC值最高可取90MPa，这样可以减少5％以上的塔筒重量，对于钢制塔筒单台两三百吨的体量来说，将能够大幅降低制造成本，提高风电机组的经济效益。

现如今有多种塔架内附件非焊接连接方案，但对于塔架平台的方案却不多。塔架内平台是塔筒法兰螺栓检修的重要平面，一般安装在塔筒段顶部法兰下方1.2m处。在实际计算中，如果平台所在节段未使用非焊接连接结构，而其他节段使用非焊接结构，导致整个塔架疲劳损伤分布不均匀，筒壁厚度在平台节段附近相对较厚。如果将塔架平台也使用非焊接连接工艺，则可实现整个塔筒段DC90，这可继续降重3-6t。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种风机塔架平台非焊接连接结构，将塔架平台悬挂在法兰上，实现风机塔架平台非焊接连接，达到优化塔架疲劳性能和降低塔架用料成本的目的。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风机塔架平台非焊接连接结构，采用悬吊式平台结构，包括悬吊组件和防摆动支撑组件；所述悬吊组件有多组，并沿塔架平台的周向分布，所述防摆动组件有多组，并沿塔架平台的周向分布；所述悬吊组件由悬吊螺杆、焊接承力板、下锁紧螺母和上锁紧螺母组成，风机塔架的塔架法兰内端面开有与悬吊螺杆螺纹连接的螺纹孔，所述悬吊螺杆两端分别带有螺纹，其中一端螺纹与塔架法兰内端面的螺纹孔配合连接，并使用上锁紧螺母紧固，所述焊接承力板与悬吊螺杆的另一端焊接连接，以实现全生命周期免维护，将塔架平台置于焊接承力板上，并由焊接承力板承担平台压力，使用下锁紧螺母紧固，以防平台松动；所述防摆动支撑组件由支座、支撑螺杆、橡胶垫和锁紧螺母组成，所述支座焊接在塔架平台边缘位置，所述支撑螺杆一端带有螺纹，另一端为增大受力面积的圆台，在圆台的端面上胶结橡胶垫后抵触于塔壁，所述支撑螺杆通过锁紧螺母固定在支座上，通过调节锁紧螺母调整支撑螺杆的伸出长度，使防摆动支撑组件完全支撑在塔壁上。

进一步，所述悬吊组件连接在塔架法兰的两个相邻连接螺栓之间，消除因法兰额外开孔对塔架法兰的强度削弱影响，同时也能防止产生干涉。

进一步，所述悬吊螺杆与焊接承力板连接的一端为防止焊接时破坏螺纹，加工成阶梯轴形式，并在螺纹背面处进行焊接。

进一步，所述支座为U型结构。

进一步，所述塔架法兰内端面的螺纹孔加工成通孔或者盲孔。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、与传统焊接连接结构相比，使用非焊接结构可提高塔架疲劳性能，降低塔架用料成本。

2、对塔架平台的结构类型没有严格要求，该平台可沿用传统结构。

3、本设计的悬吊组件底部的焊接承力板使用焊接工艺，可在全生命周期中免维护，降低的平台运维风险和平台可靠性。

4、悬吊组件在安装完成后，因焊接承力板承受塔架平台全部压力，两者产生较大摩擦力，故悬吊螺杆在使用中几乎不会转动，实现防松脱的功能，确保平台工作稳定。

5、本设计考虑到风机运行时塔架摆动情况，为防止平台在塔架摆动中撞击塔壁，设计有防摆动支撑，通过简单、可靠的结构约束平台周向摆动。

附图说明

图1为风机塔架平台非焊接连接结构的安装示意图。

图2为悬吊组件的安装示意图。

图3为悬吊组件的安装位置示意图。

图4为防摆动支撑组件的安装示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，本实施例所提供的风机塔架平台非焊接连接结构，采用悬吊式平台结构，包括悬吊组件1和防摆动支撑组件2；所述悬吊组件1有多组(具体数量根据平台实际结构和平台额定承重决定)，并沿塔架平台3的周向分布；所述防摆动组件2有多组(具体数量根据平台实际结构和平台额定承重决定)，并沿塔架平台3的周向分布；所述悬吊组件1由悬吊螺杆11、焊接承力板12、下锁紧螺母13和上锁紧螺母14组成，风机塔架的塔架法兰4内端面开有与悬吊螺杆11螺纹连接的螺纹孔，可加工成通孔或者盲孔，所述悬吊螺杆11两端分别带有螺纹，其中一端螺纹与塔架法兰4内端面的螺纹孔配合连接，并使用上锁紧螺母14紧固，所述焊接承力板12与悬吊螺杆11的另一端焊接连接，以实现全生命周期免维护，悬吊螺杆11与焊接承力板12连接的该端为防止焊接时破坏螺纹，可加工成阶梯轴形式，并在螺纹背面处进行焊接，将塔架平台3置于焊接承力板12上，并由焊接承力板12承担平台压力，使用下锁紧螺母13紧固，以防平台松动，悬吊组件1在安装完成后，因焊接承力板12承受塔架平台3全部压力，两者产生较大摩擦力，故悬吊螺杆11在使用中几乎不会转动，实现防松脱的功能，确保平台工作稳定；所述防摆动支撑组件2由支座21、支撑螺杆22、橡胶垫23和锁紧螺母24组成，所述支座21呈“U”型，焊接在塔架平台3边缘的适当位置，所述支撑螺杆22一端带有螺纹，另一端为增大受力面积的圆台，在圆台的端面上胶结橡胶垫23后抵触于塔壁5，所述支撑螺杆22通过锁紧螺母24固定在支座21上，通过调节锁紧螺母24调整支撑螺杆22的伸出长度，使防摆动支撑组件2完全支撑在塔壁5上。

所述悬吊组件1连接在塔架法兰4的两个相邻连接螺栓6之间，消除因法兰额外开孔对塔架法兰的强度削弱影响，同时也能防止产生干涉。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种风机塔架平台非焊接连接结构，其特征在于：采用悬吊式平台结构，包括悬吊组件(1)和防摆动支撑组件(2)；所述悬吊组件(1)有多组，并沿塔架平台(3)的周向分布，所述防摆动组件(2)有多组，并沿塔架平台(3)的周向分布；所述悬吊组件(1)由悬吊螺杆(11)、焊接承力板(12)、下锁紧螺母(13)和上锁紧螺母(14)组成，风机塔架的塔架法兰(4)内端面开有与悬吊螺杆(11)螺纹连接的螺纹孔，所述悬吊螺杆(11)两端分别带有螺纹，其中一端螺纹与塔架法兰(4)内端面的螺纹孔配合连接，并使用上锁紧螺母(14)紧固，所述焊接承力板(12)与悬吊螺杆(11)的另一端焊接连接，以实现全生命周期免维护，将塔架平台(3)置于焊接承力板(12)上，并由焊接承力板(12)承担平台压力，使用下锁紧螺母(13)紧固，以防平台松动；所述防摆动支撑组件(2)由支座(21)、支撑螺杆(22)、橡胶垫(23)和锁紧螺母(24)组成，所述支座(21)焊接在塔架平台(3)边缘位置，所述支撑螺杆(22)一端带有螺纹，另一端为增大受力面积的圆台，在圆台的端面上胶结橡胶垫(23)后抵触于塔壁(5)，所述支撑螺杆(22)通过锁紧螺母(24)固定在支座(21)上，通过调节锁紧螺母(24)调整支撑螺杆(22)的伸出长度，使防摆动支撑组件(2)完全支撑在塔壁(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种风机塔架平台非焊接连接结构，其特征在于：所述悬吊组件(1)连接在塔架法兰(4)的两个相邻连接螺栓(6)之间，消除因法兰额外开孔对塔架法兰的强度削弱影响，同时也能防止产生干涉。

3.根据权利要求1所述的一种风机塔架平台非焊接连接结构，其特征在于：所述悬吊螺杆(11)与焊接承力板(12)连接的一端为防止焊接时破坏螺纹，加工成阶梯轴形式，并在螺纹背面处进行焊接。

4.根据权利要求1所述的一种风机塔架平台非焊接连接结构，其特征在于：所述支座(21)为U型结构。

5.根据权利要求1所述的一种风机塔架平台非焊接连接结构，其特征在于：所述塔架法兰(4)内端面的螺纹孔加工成通孔或者盲孔。