CN202370961U - 一种风机叶片根部的连接螺栓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机叶片根部的连接螺栓，它包括：两端尺寸大小不同的双头螺杆(1)和与双头螺杆(1)尺寸小的一端相适配的圆螺母(2)，在双头螺杆(1)的两端设有螺纹。本实用新型提供的风机叶片根部的连接螺栓，结构设计合理，施工简单、受力性能好、在动力荷载作用下连接牢固，可有效解决现有技术当风机叶根部螺栓孔过多时，叶根强度不足的问题。

Description

一种风机叶片根部的连接螺栓

技术领域

本实用新型涉及一种风机叶片根部制备装置，具体涉及一种风机叶片根部的连接用的螺栓。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的可再生能源。积极发展可再生能源，对增加能源供应，调整能源结构，缓解环境污染，保障能源安全，促进经济发展，建设和和谐社会都起到重要的作用。

风能发电是风能利用的主要方式。近年来，全球风力发电发展迅速，我国在风电技术和风电产业方面都取得了长足进步。水平轴风力发电机组是目前世界上广泛使用的一种风力机，利用风机叶片的空气动力特性，将空气的功能转化为电能。

风机叶片是转化风能的关键部件之一，其运行的平稳性对风力机发电及其重要，水平轴风力发电机组风轮叶片是通过使用高强度螺栓与风机轮毂连接的，高强度连接螺栓需承受来自叶片上的各种载荷。

连接风轮叶片与风机轮毂的高强度螺栓连接紧固件的技术要求有：

（1）风机运转常年在风场运作，它经受的环境有二大特点：

环境温度：风机服役环境恶劣，它要经过严冬酷暑的考验，不但要考虑到常温、高温条件下的技术性能，还要顾及到严冬（-40℃的低温）时的机械性能。在低温环境下，达到低温冲击值的要求。所以，螺栓连接紧固件要达到各种环境温度要求下、规定的技术标准和性能。

多变的载荷：风机紧固件承受的应力环境比较复杂，是动态的、多变的环境；除了在安装时承受的轴向力外（静态的）；在一般的服役条件下，要经受各种方向的风力；虽有迎风装置，但在瞬时间，风向在变化、风力的强度也在变化；承受载荷方向、大小都在变化，交变负载对紧固件的各种性能都提出了很高的要求。

（2）风机用高强度紧固件技术条件：

由于承受的环境条件比较复杂，因此对连接用的紧固件的要求比其他高强度紧固件严格。风机叶片螺栓连接件的紧固件性能要求比较高。

通常技术中，螺栓连接件两端采用同样规格的螺纹尺寸，双头螺栓尺寸规格需根据风机叶片载荷以及轮毂回转轴承螺栓孔数量和尺寸而设计，确定螺栓螺纹规格以及单根螺栓所受最大极限载荷以后，按照螺栓螺纹规格和单根螺栓最大工作载荷设计圆螺母基本尺寸，当需设计的螺栓数量过多时，按常规的设计方式计算的出的“T”形螺母尺寸可能过大，导致叶根在钻圆螺母孔后造成叶根强度不足，影响风机叶片的稳定性能。

因此，很有必要在现有技术基础之上，设计研发一种能将风轮叶片和风机轮毂连接牢固，能保证风机叶片根部强度的连接螺栓件。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，使用方便，能牢固将风轮叶片和风机轮毂连接，提高风机叶片根部强度的连接螺栓件。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种风机叶片根部的连接螺栓，它包括：两端尺寸大小不同的双头螺杆，与双头螺杆尺寸小的一端相适配的圆螺母，在双头螺杆的两端设有螺纹。

作为优选方案，以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的两端尺寸大小不同的双头螺杆在两端螺纹与螺栓中间光杆间设有锥角过渡，可有效防止应力集中情况产生，提高连接螺栓抗拉强度。

其中，风机叶片根部螺栓数量是根据风机轮毂回转轴承螺栓孔数量而设计，当回转轴承螺栓孔数过多，与之配合的叶片连接螺栓数量便要求随之增多；确定连接螺栓数量后，根据叶片极限载荷，可计算所需连接螺栓最小直径；作为优选方案，所述的双头螺杆中间圆杆段的直径大小范围为Φ20mm~Φ26mm。

另外，连接螺栓尺寸较大一端的螺纹规格需按回转轴承螺栓孔直径大小而设计，作为优选方案，以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的双头螺杆的大头一端的尺寸为M30~M36。

作为优选方案，以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的双头螺杆的小头一端的尺寸为M24~M30。所述的圆螺母的直径尺寸为Φ50mm~Φ70mm。

双头螺杆与圆螺母连接的尺寸较小一端螺纹尺寸可按实际强度要求设计基本尺寸，其具体设计步骤如下：

1、先根据叶片根部强度要求，计算叶根“T”形螺母孔的许用最大尺寸，设计出可用圆螺母的最大直径；

2、然后再根据圆螺母最大直径设计双头螺栓与圆螺母连接端的螺纹尺寸。

3、基本尺寸确定后，可采用有限元计算，校核各设计尺寸是否满足结构要求。

本实用新型提供的风机叶片根部的连接螺栓可采用42CrMo合金钢材料制成，具有优异的高强度性能。

本实用新型提供的风机叶片根部的连接螺栓，实际使用时，其中双头螺杆尺寸较大的一端和风机轮毂回转轴承螺纹连接，双头螺杆尺寸较小的一端和风机叶片根部内的圆螺母孔相螺纹连接。因为和圆螺母相连的双头螺杆一端尺寸较小，所以在风机叶片根部内开的圆孔的尺寸较小，从而可以解决连接螺栓数量过多时叶片根部强度降低的技术问题和现有技术预埋螺栓技术不成熟的问题，具有广泛的应用前景。

有益效果：本实用新型所述的风机叶片根部的连接螺栓和现有技术相比具有以下优点：

本实用新型所提供的风机叶片根部的连接螺栓，结构设计合理，具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下连接牢固等优点，在环境条件比较复杂情况下连接任然牢固的要求。风机轮毂回转轴承连接螺栓孔增多，可使回转轴承承受载荷均匀，减小应力集中，增加回转轴承使用寿命，但风机叶片连接螺栓数量过多时，会大大影响叶片根部强度，而使用本实用新型提供的两端尺寸大小不同的双头螺杆连接件，可有效解决当叶根螺栓孔过多时，叶根强度不足的问题。

附图说明

图1是本实用新型所述的风机叶片根部连接螺栓的结构示意图。

图2是本实用新型所述的风机叶片根部连接螺栓的实际使用时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供的风机叶片根部的连接螺栓，它包括：两端尺寸大小不同的双头螺杆(1)和与双头螺杆(1)尺寸小的一端相适配的圆螺母(2)，在双头螺杆(1)的两端设有螺纹。

以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的两端尺寸大小不同的双头螺杆(1)在两端螺纹与螺栓中间光杆间设有锥角过渡。

以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的双头螺杆(1)的大头一端的尺寸范围为M30~M36。所述的双头螺杆(1)的小头一端的尺寸范围为M24~M30。

以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的圆螺母(2)的直径尺寸为Φ50mm~Φ70mm。

以上所述的风机叶片根部的连接螺栓，所述的双头螺杆(1)中间圆杆段的直径范围为Φ20mm~Φ26mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种风机叶片根部的连接螺栓，其特征在于，它包括：两端尺寸大小不同的双头螺杆(1)和与双头螺杆(1)尺寸小的一端相适配的圆螺母(2)，在双头螺杆(1)的两端设有螺纹。

2.根据权利要求1所述的风机叶片根部的连接螺栓，其特征在于，所述的两端尺寸大小不同的双头螺杆(1)在两端螺纹与螺栓中间光杆间设有锥角过渡。

3.根据权利要求1所述的风机叶片根部的连接螺栓，其特征在于，所述的圆螺母(2) 的直径为50mm至70mm。

4.根据权利要求1所述的风机叶片根部的连接螺栓，其特征在于，所述的双头螺杆(1)中间圆杆段的直径为20mm至26mm。

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