CN213016627U - 一种用于风电叶片叶根结构的组合件 - Google Patents

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唐雪
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Abstract

本实用新型提供一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,包括结合件和抵接件,结合件包括上结合件和下结合件;任意一个上结合件的两侧端面中,至少存在一个侧端面与任意一个下结合件的两侧端面均不处于同一平面;任意一个抵接件的两侧端面中的任一侧端面,与任意一个上结合件以及任意一个下结合件的四个侧端面均不处于同一平面上。本实用新型提供的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,通过上结合件与下结合件至少存在一端侧面错开,以及整体与抵接件的两个侧端面都错开,实现在每一径向面上都是存在结合件或者抵接件的实体,使得叶根根部结合件在径向和轴向树脂间隙更少、更小,提高了结合件的刚度,从而提高了连接强度和疲劳强度。

Description

一种用于风电叶片叶根结构的组合件
技术领域
本实用新型涉及兆瓦级风电叶片叶根预制件制造技术领域,尤其涉及一种用于风电叶片叶根结构的组合件。
背景技术
风力发电机组中使用高强螺栓将叶片连接到主机轮毂上,使叶片承受的载荷传递到轮毂上,其连接形式主要有“T型螺栓连接”和“预埋螺栓套”连接两种型式。其中T型螺栓连接采用在叶根轴向钻孔放置高强螺栓,径向钻孔放置圆柱形螺母的方式进行装配,该方式因为具有较高的生产效率及良好的质量可控性而被广泛使用,但随着风电行业的发展,为了提高风能利用率和风机发电功率,风电叶片尺寸朝着更大、更长的方向发展,相应的叶根弯矩、载荷也增大,T型螺栓连接形式将越来越无法满足叶根连接强度要求,因此,越来越多的“预埋螺栓套”技术用于叶根连接型式,以便在叶根布置更多的连接螺栓,提高叶根连接强度和疲劳强度。
目前,现有的风电叶片叶根“预埋螺栓套”技术,采用的是在风电叶片叶根处,沿着叶根本体内放置多个螺栓套组件,且每两个螺栓套组件之间通过拼接体进行固定。现有的“预埋螺栓套”技术存在以下缺点:在每个螺栓套组件后放置对应大小的抵接件,虽然在拼装后灌注树脂,但是其径向方向的应力不同,从力学角度而言,每一螺栓套组件和对应抵接件,与相连螺栓套组件和对应抵接件之间,轴向始终是树脂间隙贯通的,容易出现富树脂,连接强度和疲劳强度变低。在实际运用时,容易产生径向方向的断裂,也会因为受力不均匀而降低了叶根的连接强度和疲劳强度。
实用新型内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种用于风电叶片叶根结构的组合件。
一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,包括结合件和抵接件,所述结合件包括上结合件和下结合件;任意一个所述上结合件的两侧端面中,至少存在一个侧端面与任意一个所述下结合件的两侧端面均不处于同一平面;任意一个所述抵接件的两侧端面中的任一侧端面,与任意一个所述上结合件以及任意一个所述下结合件的四个侧端面均不处于同一平面上。
进一步地,所述上结合件的下表面上设有向上表面凹陷的多个半圆柱形的上凹槽,距离侧端面最近的上凹槽与所述侧端面的距离,是相邻两个上凹槽间距离的一半。
进一步地,所述下结合件的上表面上设有向下表面凹陷的多个半圆柱形的下凹槽,距离侧端面最近的下凹槽与所述侧端面的距离,是相邻两个下凹槽间距离的一半。
进一步地,所述上凹槽的总个数与所述下凹槽的总个数相同。
进一步地,所述上结合件上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于所述上结合件上表面的导流孔。
进一步地,所述下结合件上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于所述下结合件下表面的导流孔。
进一步地,所述抵接件的下表面为圆弧面,且所述抵接件的上表面包括圆弧面和圆锥面。
进一步地,所述抵接件与所述结合件的后端面抵接贴合。
一种风电叶片叶根结构,其特征在于,包括一种用于风电叶片叶根结构的组合件。
上述一种用于风电叶片叶根结构的组合件,通过上结合件与下结合件至少存在一端侧面错开,以及整体与抵接件的两个侧端面都错开,实现在每一径向面上都是存在结合件或者抵接件的实体,使得根部结合件在径向和轴向树脂间隙更少、更小,受力更加均匀,刚度更大,从而提高了连接强度和疲劳强度。
附图说明
图1为一个实施例中一种用于风电叶片叶根结构的组合件的部分截取结构示意图;
图2为另一个实施例中一种用于风电叶片叶根结构的组合件的部分截取结构示意图;
图3为再一个实施例中一种用于风电叶片叶根结构的组合件的部分截取结构示意图;
图4为一个实施例中一个结合件与一个抵接件组合的结构示意图;
图5为另一个实施例中一个结合件与一个抵接件组合的结构示意图;
图6为再一个实施例中一个结合件与一个抵接件组合的结构示意图;
图7为一个实施例中上结合件的结构示意图;
图8为一个实施例中下结合件的结构示意图;
图9为另一个实施例中上结合件的结构示意图;
图10为另一个实施例中下结合件的结构示意图;
图11为再一个实施例中上结合件的结构示意图;
图12为一个实施例中抵接件的结构示意图;
图13为一个实施例中风电叶片叶根结构的部分截取结构示意图。
附图中,叶片本体1、叶片本体的上表面110、叶片本体的下表面120、螺栓套组件2、结合件3、上结合件310、上结合件的上表面311、上凹槽312、下结合件320、下结合件的下表面321、下凹槽322、导流孔330、抵接件4、抵接件的下表面401、抵接件的圆弧面402、抵接件的圆锥面403。
具体实施方式
为了使本实用新型更加清楚明白,下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型做进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1、图4、图7、图8和图12所示,提供了一种用于风电叶片叶根结构的组合件,包括结合件3和抵接件4,抵接件4与结合件3的后端面抵接贴合。其中结合件3包括上结合件310和下结合件320,上结合件310的下表面设有2个向上表面311凹陷的半圆柱形的上凹槽312,下结合件320的上表面设有2个向下表面321凹陷的半圆柱形的下凹槽322,每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。抵接件4的下表面401为圆弧状,抵接件的上表面上设有圆弧面402和圆锥面403,因为整个组合件应用于风电叶片的叶根结构,所以结合件3和抵接件4的上下表面均是根据叶根本体的形状设计,并与之保存一致。
具体地,在安装时,每一个上结合件310与任一一个下结合件320的两侧端面,至少存在一侧不重合,即如图4所示,上结合件310与下结合件320错开,但同时保证每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。相应的,抵接件4的两侧端面都不与结合件3中的四个侧端面重合,这样的安装方式保证在每一个径向方向上,都是存在实体的结合件或者抵接件。
上述实施例中,通过上结合件310与下结合件320至少存在一端侧面错开,以及整体结合件3与抵接件4的两个侧端面都错开,实现在每一径向面上都是存在结合件3或者抵接件4的实体,使得受力更加均匀,刚度更大,从而提高了连接强度和疲劳强度。
在一个实施例中,上结合件310的下表面上设有向上表面311凹陷的多个半圆柱形的上凹槽312,距离侧端面最近的上凹槽312与侧端面的距离,是相邻两个上凹槽312间距离的一半,通过这样间距的设置,才可以实现与下结合件320之间的错位拼接。
在一个实施例中,下结合件320的上表面上设有向下表面321凹陷的多个半圆柱形的下凹槽322,距离侧端面最近的下凹槽322与侧端面的距离,是相邻两个下凹槽322间距离的一半,通过这样间距的设置,才可以实现与上结合件310之间的错位拼接。
在一个实施例中,如图13所示,整个组合件中上凹槽312的总个数与下凹槽322的总个数相同,可以实现无论上结合件310与下结合件320的个数是否相同,整个组合件中,上凹槽312与下凹槽322的个数相同即可,因为上凹槽312与下凹槽322形成的完整的圆柱形空间中,用于放置螺栓套组件2。
在一个实施例中,上结合件310上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于上结合件上表面311的导流孔330。具体地,这里的导流孔330既可以设置在上凹槽312的最低点所在线段上,同时也可以设置在上凹槽312两侧的圆弧段各自中心点所在线段上,这里的导流孔330是均匀分布的。其中,优选的,导流孔330起始位置距上结合件310朝向叶根端面30mm,沿长度方向每间隔50mm设置一个导流孔330,导流孔330是用于灌注树脂。通过在上结合件310上开设导流孔330,便于树脂的流动,加快灌注时间,提高生产效率,有效地防止了富树脂堆积,空洞、灌注空腔的情况。
在一个实施例中,如图8所示,下结合件320上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于下结合件下表面的导流孔330。具体地,这里的导流孔330既可以设置在下凹槽322的最低点所在线段上,同时也可以设置在下凹槽322两侧的圆弧段各自中心点所在线段上,这里的导流孔330是均匀分布的。其中,优选的,导流孔330起始位置距下结合件320朝向叶根端面30mm,沿长度方向每间隔50mm设置一个导流孔330,导流孔330是用于灌注树脂。通过在下结合件320上开设导流孔330,便于树脂的流动,提升生产效率,有效地防止了富树脂堆积,空洞、灌注空腔的情况。
在一个实施例中,如图2、图5、图9、图10和图11所示,提供了一种用于风电叶片叶根结构的组合件,包括结合件3和抵接件4,抵接件4与结合件3的后端面抵接贴合。其中结合件3包括上结合件310和下结合件320,上结合件310的下表面设有3个向上表面311凹陷的半圆柱形的上凹槽312,下结合件320的上表面设有3个向下表面321凹陷的半圆柱形的下凹槽322,每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。抵接件4的下表面401为圆弧状,抵接件的上表面上设有圆弧面402和圆锥面403,因为整个组合件应用于风电叶片的叶根结构,所以结合件3和抵接件4的上下表面均是根据叶根本体的形状设计,并与之保存一致。具体地,在安装时,每一个上结合件310与任一一个下结合件320的两侧端面,至少是存在一侧不重合,即如图5所示,上结合件310与下结合件320错开,但同时保证每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。相应的,抵接件4的两侧端面都不与结合件3中的四个侧端面重合,这样的安装方式保证在每一个径向方向上,都是存在实体的结合件或者抵接件的,从而提高了连接强度和疲劳强度。
在一个实施例中,如图3、图6、图8、图11和图12所示,提供了一种用于风电叶片叶根结构的组合件,包括结合件3和抵接件4,抵接件4与结合件3的后端面抵接贴合。其中结合件3包括上结合件310和下结合件320,上结合件310的下表面设有4个向上表面311凹陷的半圆柱形的上凹槽312,下结合件320的上表面设有2个向下表面321凹陷的半圆柱形的下凹槽322,每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。抵接件4的下表面401为圆弧状,抵接件的上表面上设有圆弧面402和圆锥面403,因为整个组合件应用于风电叶片的叶根结构,所以结合件3和抵接件4的上下表面均是根据叶根本体的形状设计,并与之保存一致。具体地,在安装时,每一个上结合件310与任一一个下结合件320的两侧端面,至少是存在一侧不重合,即如图6所示,上结合件310与下结合件320错开,而且上结合件310的个数与下结合件320的个数并不相同,这里可以计算得出上结合件310与下结合件320的个数范围,具体根据风电叶片叶根结构,以及上结合件310或者下结合件320的生产实际大小计算,风电叶片叶根结构可以近似为一个360°的圆,那么对应的上结合件310铺垫的是内圆,下结合件320铺垫的是外圆,因为上凹槽312与下凹槽322需要数量一致,用以对应形成圆柱形空间放置螺栓套组件2,所以上结合件310与下结合件320保证设置的上凹槽312总数与下凹槽322总数相同即可,且两个相邻上凹槽312或者下凹槽322间的间距是有要求的,为最侧端的上凹槽312或者下凹槽322距离相应侧端面的距离的两倍。故上结合件310的生产范围为两个以上上凹槽312,同样的下结合件320的生产范围也为两个以上下凹槽322。在选择拼接成组合件时,只需要上结合件310与下结合件320在对齐凹槽的情况下,两端的侧面存在至少一端不处于同一平面即可。同时保证每一个上凹槽312都存在一个下凹槽322与之相对应。相应的,抵接件4的两侧端面都不与结合件3中的四个侧端面重合,这样的安装方式保证在每一个径向方向上,都是存在实体的结合件或者抵接件,从而提高了连接强度和疲劳强度。
在一个实施例中,如图13所示,提供了一种风电叶片叶根结构,包括叶片本体1,多个螺栓套组件2,以及一种用于风电叶片叶根结构的组合件。螺栓套组件2位于上凹槽312和下凹槽322构成的圆柱形空间中。多个螺栓套组件2、多个结合件3和多个抵接件4依照叶片本体1根部的圆弧形结构排列。螺栓套组件2由42CrMoA或42CrMo合金钢制成,沿着根部环向间隔布置。每一个上结合件310下结合件320的表面均和叶片本体1的内表面一致。其中,上结合件310位于叶片本体1的上表面内,下结合件320位于叶片本体1的下表面内,同样的,抵接件4的下表面401、圆弧面402和圆锥面403均是贴合叶片本体1内表面的。本实施例采用多凹槽上下错位的形式,更有利于定位和拼装,提升了拼装效率,并且通过上下结合件错位以及结合件3与抵接件4的错位,能够有效地保证该叶根结构的每一纵向都是存在结合件3或者抵接件4的实体,防止在灌注树脂时,某一纵向方向出现富树脂的情况,轴向方向树脂间隙更少、更小,提高了叶根根部结构的刚度,从而增大连接强度和疲劳强度。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,包括结合件和抵接件,所述结合件包括上结合件和下结合件;任意一个所述上结合件的两侧端面中,至少存在一个侧端面与任意一个所述下结合件的两侧端面均不处于同一平面;任意一个所述抵接件的两侧端面中的任一侧端面,与任意一个所述上结合件以及任意一个所述下结合件的四个侧端面均不处于同一平面上。
2.根据权利要求1所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述上结合件的下表面上设有向上表面凹陷的多个半圆柱形的上凹槽,距离侧端面最近的上凹槽与所述侧端面的距离,是相邻两个上凹槽间距离的一半。
3.根据权利要求2所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述下结合件的上表面上设有向下表面凹陷的多个半圆柱形的下凹槽,距离侧端面最近的下凹槽与所述侧端面的距离,是相邻两个下凹槽间距离的一半。
4.根据权利要求3所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述上凹槽的总个数与所述下凹槽的总个数相同。
5.根据权利要求1所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述上结合件上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于所述上结合件上表面的导流孔。
6.根据权利要求1所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述下结合件上均匀设置多个纵向贯穿,且垂直于所述下结合件下表面的导流孔。
7.根据权利要求1所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述抵接件的下表面为圆弧面,且所述抵接件的上表面包括圆弧面和圆锥面。
8.根据权利要求1所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件,其特征在于,所述抵接件与所述结合件的后端面抵接贴合。
9.一种风电叶片叶根结构,其特征在于,包括权利要求1-8中任一一项所述的一种用于风电叶片叶根结构的组合件。
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