CN112814837A - 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组 - Google Patents

一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组 Download PDF

Info

Publication number
CN112814837A
CN112814837A CN202110074202.0A CN202110074202A CN112814837A CN 112814837 A CN112814837 A CN 112814837A CN 202110074202 A CN202110074202 A CN 202110074202A CN 112814837 A CN112814837 A CN 112814837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bolt
wind turbine
turbine generator
blade
thread
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110074202.0A
Other languages
English (en)
Inventor
廖晖
王其君
赵伟
龚学进
杨静
洪超
张灿
曾宇
阳小林
唐林
邓智春
张亚光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Electric Wind Power Co Ltd
Original Assignee
Dongfang Electric Wind Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Electric Wind Power Co Ltd filed Critical Dongfang Electric Wind Power Co Ltd
Priority to CN202110074202.0A priority Critical patent/CN112814837A/zh
Publication of CN112814837A publication Critical patent/CN112814837A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种风电机组螺栓连接结构，包括第一螺栓、与第一螺栓配套的第二螺栓，所述第一螺栓的一端设有公螺纹，所述第二螺栓上设有与公螺纹配合的母螺纹，所述公螺纹的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2倍及以上。还公开了包括所述螺栓连接结构的叶根结构、风电叶片及机组。本发明解决了现有技术存在的螺栓可承受的疲劳应力幅较小、难以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷的不足。

Description

一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组
技术领域
本发明涉及风电机组安装技术领域，具体是一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组。
背景技术
螺栓连接广泛应用于各种结构的连接，常用的螺栓是公制螺纹螺栓，螺牙呈现锯齿三角形，螺牙底部半径较小，应力集中较大，螺栓可承受的疲劳应力幅较小。难以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷。
风电机组上各个关键零部件都依靠螺栓进行相互连接，随着机组功率等级越来越大，机组尺寸也越来越大。机组设计的尺寸主要受螺栓连接强度限制，特别是叶片与变桨轴承的连接螺栓要承受巨大的叶片传递过来的因叶片重量产生的周期性的旋转的弯矩以及叶片气动力产生的弯矩。这些周期波动的弯矩导致叶片螺栓容易疲劳断裂，难于满足20年的设计寿命要求。
为保证风电机组的安全运行，必须使各个部件及各个部件之间的连接螺栓满足疲劳强度极限设计要求。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组，解决现有技术存在的螺栓可承受的疲劳应力幅较小、难以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷的不足。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种风电机组螺栓连接结构，包括第一螺栓、与第一螺栓配套的第二螺栓，所述第一螺栓的一端设有公螺纹，所述第二螺栓上设有与公螺纹配合的母螺纹，所述公螺纹的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2 倍及以上。
公螺纹的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2倍及以上，能有效降低螺纹牙底的应力集中，从而显著提高抗疲劳性能。第一螺栓可承受的疲劳应力幅增大，可以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷。从而提升螺栓的疲劳寿命。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2～4倍。
2～4倍的数值能达到比较好的抗疲劳性能，同时方便加工制作。
作为一种优选的技术方案，所述公螺纹的螺牙呈圆弧形。
圆弧形的公螺纹的螺牙较容易达到所需牙底圆角半径，是一种较好的实现结构。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓中部缩颈。
缩颈能降低第一螺栓的刚度，从而减小第一螺栓承受的外部载荷，从而提升第一螺栓的疲劳寿命。提高第一螺栓承受疲劳载荷的能力，并减小第一螺栓刚度，降低第一螺栓受力。这样，在规定的载荷下，可以使用更少的第一螺栓就能到达承载要求，用更小的节圆就可以布置下所有的第一螺栓，在提高第一螺栓承载能力的同时还减小了部件的尺寸，因此具有很强的实际应用效果。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓另一端也设有公螺纹。
第一螺栓的另一端的公螺纹与所述第一螺栓端部的公螺纹规格优选为一致，更加有利于提高风电机组可承受疲劳应力幅，更加有利于承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷。
一种风电机组叶根结构，包括上述的风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓设于风电机组叶片的叶根处。
这有利于对风电机组的叶片叶根进行固定安装，方便使用。
一种风电机组风电叶片，包括上述的风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓设于风电机组叶片的叶根处。
一种风电机组，包括风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓设于风电机组叶片的叶根处。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明能有效降低螺纹牙底的应力集中，第一螺栓可承受的疲劳应力幅增大，可以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷；
(2)本发明方便加工制作，较容易实现；
(3)本发明能降低第一螺栓的刚度，从而减小第一螺栓承受的外部载荷，从而提升第一螺栓的疲劳寿命，在提高第一螺栓承载能力的同时还减小了部件的尺寸，因此具有很强的实际应用效果；
(4)本发明有利于对风电机组的叶片叶根进行固定安装，方便使用。
附图说明
图1为所述螺栓连接结构的结构示意图；
图2为图1中I区域的局部放大图；
图3为本发明所述的第一螺栓的结构示意图；
图4为本发明所述的第一螺栓上的公螺纹的结构示意图；
图5为图3的俯视图。
附图中标记及相应的零部件名称：1、第一螺栓，2、第二螺栓，3、叶片，11、公螺纹，21、母螺纹。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图5所示，一种风电机组螺栓连接结构，包括第一螺栓1、与第一螺栓1配套的第二螺栓2，所述第一螺栓1的一端设有公螺纹11，所述第二螺栓2上设有与公螺纹11配合的母螺纹21，所述公螺纹11的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2倍及以上。
公螺纹11的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2倍及以上，能有效降低螺纹牙底的应力集中，从而显著提高抗疲劳性能。第一螺栓1 可承受的疲劳应力幅增大，可以承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷。从而提升螺栓的疲劳寿命。
值得说明的是，第一螺栓1与第二螺栓2的具体连接结构并不限于本实施例及说明书附图中所展示的结构，实际上，第一螺栓1与第二螺栓2 可以同轴连接，第一螺栓1与第二螺栓2也可以正交连接。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓1的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2～4倍。
2～4倍的数值能达到比较好的抗疲劳性能，同时方便加工制作。
作为一种优选的技术方案，所述公螺纹11的螺牙呈圆弧形。
圆弧形的公螺纹11的螺牙较容易达到所需牙底圆角半径，是一种较好的实现结构。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓1中部缩颈。
缩颈能降低第一螺栓1的刚度，从而减小第一螺栓1承受的外部载荷，从而提升第一螺栓1的疲劳寿命。提高第一螺栓1承受疲劳载荷的能力，并减小第一螺栓1刚度，降低第一螺栓1受力。这样，在规定的载荷下，可以使用更少的第一螺栓1就能到达承载要求，用更小的节圆就可以布置下所有的第一螺栓1，在提高第一螺栓1承载能力的同时还减小了部件的尺寸，因此具有很强的实际应用效果。
作为一种优选的技术方案，所述第一螺栓1另一端也设有公螺纹11。
第一螺栓1的另一端的公螺纹11与所述第一螺栓1端部的公螺纹11 规格优选为一致，更加有利于提高风电机组可承受疲劳应力幅，更加有利于承受长时间的周期性波动的大的疲劳载荷。
实施例2
如图1至图5所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：
一种风电机组叶根结构，包括上述的风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓2设于风电机组叶片的叶根处。
这有利于对风电机组的叶片叶根进行固定安装，方便使用。
一种风电机组风电叶片，包括上述的风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓2设于风电机组叶片的叶根处。
一种风电机组，包括风电机组螺栓连接结构。
作为一种优选的技术方案，所述第二螺栓2设于风电机组叶片的叶根处。
实施例3
如图1至图5所示，一种风电机组螺栓连接结构，叶片3上的第一螺栓1采用较大的螺纹牙底圆角，可以改善螺纹牙底的应力集中，普通螺纹的牙底圆弧半径较小，一般只有0.125P(P为螺距)，以公称直径为36mm 的螺栓为例，普通螺纹螺栓的牙底圆角半径是0.5，而第一螺栓1外螺纹的牙顶和牙底圆角半径可达1.5mm，是普通螺纹牙底圆角半径的3倍，牙底圆角半径大则螺纹部位的应力集中小，因此第一螺栓1部位的应力小。同时由于牙底圆角半径增大，相应的螺纹小径增加，第一螺栓1可承受的载荷增加，同样载荷作用下，第一螺栓1的应力更小，这样第一螺栓1能承受疲劳载荷的能力也会更大，从而提高了风电机组的疲劳寿命。第一螺栓1 可作为叶片螺栓，第二螺栓2优选设于风电机组叶片的叶根处，第二螺栓2 可作为横向螺栓。
如上所述，可较好的实现本发明。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风电机组螺栓连接结构，包括第一螺栓(1)、与第一螺栓(1)配套的第二螺栓(2)，所述第一螺栓(1)的一端设有公螺纹(11)，所述第二螺栓(2)上设有与公螺纹(11)配合的母螺纹(21)，其特征在于，所述公螺纹(11)的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2倍及以上。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓连接结构，其特征在于，所述第一螺栓(1)的牙底圆角半径为同一螺栓直径的其它螺栓的2～4倍。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓连接结构，其特征在于，所述公螺纹(11)的螺牙呈圆弧形。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓连接结构，其特征在于，所述第一螺栓(1)中部缩颈。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓连接结构，其特征在于，所述第一螺栓(1)另一端也设有公螺纹(11)。
6.一种风电机组叶根结构，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的风电机组螺栓连接结构。
7.根据权利要求6所述的一种风电机组叶根结构，其特征在于，所述第二螺栓(2)设于风电机组叶片的叶根处。
8.一种风电机组风电叶片，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的风电机组螺栓连接结构。
9.根据权利要求8所述的一种风电机组风电叶片，其特征在于，所述第二螺栓(2)设于风电机组叶片的叶根处。
10.一种风电机组，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的风电机组螺栓连接结构。
CN202110074202.0A 2021-01-20 2021-01-20 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组 Pending CN112814837A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110074202.0A CN112814837A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110074202.0A CN112814837A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112814837A true CN112814837A (zh) 2021-05-18

Family

ID=75858397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110074202.0A Pending CN112814837A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112814837A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576244A (zh) * 2022-03-08 2022-06-03 北京三力新能科技有限公司 一种风力发电机组用抗弯螺栓连接装置及安装方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201439785U (zh) * 2009-07-29 2010-04-21 上海底特精密紧固件有限公司 施必牢螺纹连接副
CN102518569A (zh) * 2012-01-11 2012-06-27 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 风力发电机用叶片和具有其的风力发电机
CN202867480U (zh) * 2012-09-07 2013-04-10 忻柯飞 全螺纹螺栓紧固装置
US20150300313A1 (en) * 2012-01-17 2015-10-22 Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. Apparatus for moving blades of a wind turbine, method for repairing pitch bearings using the same, and wind turbine including the same
CN105508131A (zh) * 2016-01-18 2016-04-20 广东明阳风电产业集团有限公司 一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法
WO2016184469A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Vestas Wind Systems A/S Blade root insert and method of manufacture
CN109958698A (zh) * 2019-04-28 2019-07-02 中船重工海为郑州高科技有限公司 一种高强度圆弧螺纹连接副

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201439785U (zh) * 2009-07-29 2010-04-21 上海底特精密紧固件有限公司 施必牢螺纹连接副
CN102518569A (zh) * 2012-01-11 2012-06-27 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 风力发电机用叶片和具有其的风力发电机
US20150300313A1 (en) * 2012-01-17 2015-10-22 Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. Apparatus for moving blades of a wind turbine, method for repairing pitch bearings using the same, and wind turbine including the same
CN202867480U (zh) * 2012-09-07 2013-04-10 忻柯飞 全螺纹螺栓紧固装置
WO2016184469A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Vestas Wind Systems A/S Blade root insert and method of manufacture
CN105508131A (zh) * 2016-01-18 2016-04-20 广东明阳风电产业集团有限公司 一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法
CN109958698A (zh) * 2019-04-28 2019-07-02 中船重工海为郑州高科技有限公司 一种高强度圆弧螺纹连接副

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576244A (zh) * 2022-03-08 2022-06-03 北京三力新能科技有限公司 一种风力发电机组用抗弯螺栓连接装置及安装方法
CN114576244B (zh) * 2022-03-08 2023-09-15 北京三力新能科技有限公司 一种风力发电机组用抗弯螺栓连接装置及安装方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8025485B2 (en) Wind turbine blade attachment configuration with flattened bolts
US8066490B2 (en) Wind turbine rotor blade
CN100389277C (zh) 风电用组合式行星架
JP5749777B2 (ja) オフセットした負圧面側を持つ風力タービン
CN102734083B (zh) 一种可抗强风的风力发电机桨叶
CN112814837A (zh) 一种风电机组螺栓连接结构、叶根结构、风电叶片及机组
CN108757298B (zh) 一种风电叶片叶根的预埋螺栓结构
CN101943126A (zh) 一种垂直轴大功率风力发电机
CN219413175U (zh) 抗疲劳螺母、风力发电机叶根连接结构
CN201953566U (zh) 风力发电机叶片调整装置及包括该调整装置的风力发电机
CN202370961U (zh) 一种风机叶片根部的连接螺栓
CN2861628Y (zh) 风电用组合式行星架
CN206246295U (zh) 一种风力发电机组的电缆固定装置
CN113389818A (zh) 一种回转支承使用的螺栓联接方式
CN219529524U (zh) 一种风电叶片螺母连接部件
CN202746114U (zh) 风电机组叶片锁紧装置
CN201144762Y (zh) 一种垂直轴风力发电机的叶片结构
KR20130061809A (ko) 풍력발전기용 블레이드 기초부의 결합구조
CN201874759U (zh) 风力发电机组增强型轮毂
CN201116511Y (zh) 垂直轴叶片
CN212690239U (zh) 一种提高封闭环状或壳状构件径向刚度的结构
CN221628596U (zh) 一种风电叶片静力及疲劳试验通用的法兰
CN221374210U (zh) 一种抗疲劳顶推螺母装置
CN213144804U (zh) 一种叶片连接件
CN220539751U (zh) 用于风力发电机的风轮装置及风力发电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 618099 No.99, Zhujiang East Road, Jingyang District, Deyang City, Sichuan Province

Applicant after: Dongfang Electric Wind Power Co.,Ltd.

Address before: 618099 No.99, Zhujiang East Road, Jingyang District, Deyang City, Sichuan Province

Applicant before: DONGFANG ELECTRIC WIND POWER Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210518

RJ01 Rejection of invention patent application after publication