CN215672547U - 风力发电机轮毂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机轮毂，包括腹板以及形成在腹板上的用于装配螺栓的工艺孔，所述工艺孔的边缘通过两段或两段以上的互不对称的圆弧构成。本发明提供一种风力发电机轮毂有效满足腹板上工艺孔的强度要求，能避免依靠增加轮毂的壁厚提高腹板上工艺孔的强度，有助于缩短对工艺孔设计的迭代优化周期。

Description

风力发电机轮毂

技术领域

本发明涉及风力发电机设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机轮毂。

背景技术

在风力发电机中，轮毂作为风轮系统的主要承重部件，后端通过主轴连接传动链，三个变桨端面通过变桨轴承悬挂风机叶片。为了方便施打安装变桨叶片的连接螺栓，需要在轮毂腹板上开工艺孔，并且该工艺孔的开孔大小和个数必须满足施打螺栓颗数的要求，以实现从轮毂内施打螺栓。

开工艺孔处作为轮毂腹板的强度薄弱处，为了使工艺孔的强度满足要求并降低开孔处的应力水平，在设计时通常需要多轮迭代优化，设计周期较长，当设计工期短时会直接采用加厚轮毂壁厚或局部加厚开孔位置的方式，这种方式会导致轮毂整体重量增加，导致制造成本增加。

发明内容

本发明提供一种风力发电机轮毂，有效满足腹板上工艺孔的强度要求，能避免依靠增加轮毂的壁厚来提高腹板上工艺孔的强度，有助于缩短对工艺孔设计的迭代优化周期。

本发明提供一种风力发电机轮毂，包括腹板以及形成在腹板上的用于装配螺栓的工艺孔，其特征在于，所述工艺孔的边缘通过两段或两段以上的互不对称的圆弧构成。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，各段所述圆弧之间通过直线段平滑过渡。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，各段所述圆弧之间通过弧线段圆滑过渡。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，各段所述圆弧包括靠近所述腹板中心的第一圆弧、位于所述工艺孔迎风侧的第二圆弧以及位于所述工艺孔背风侧的第三圆弧，所述第一圆弧和第三圆弧的半径分别大于所述第二圆弧的半径。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，所述第三圆弧为半圆圆弧。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，所述第二圆弧与第三圆弧之间通过直线段平滑过渡。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，所述第二圆弧与第三圆弧之间通过弧线段圆滑过渡。

根据本发明提供的一种风力发电机轮毂，所述工艺孔的数量为若干个，各个所述工艺孔对应各个螺栓的连接位置并且沿所述腹板的中心点周向排列分布在腹板上。

本发明还提供一种用于风力发电机的轮毂结构，包括多个螺栓拉伸器孔，部分或全部所述螺栓拉伸器孔为所述的工艺孔。

本发明还提供一种风力发电机，包括轮毂、叶片和发电机，还包括上述的风力发电机轮毂。

本发明提供的一种风力发电机轮毂，一方面由于利用了两段或两段以上的圆弧构成工艺孔，当螺栓装配在工艺孔上时，能有效利用圆弧分散工艺孔上的集中应力，避免应力过于集中，从而可以提高工艺孔的强度；另一方面由于所述两段或两段以上的圆弧在工艺孔的边缘上互不对称，因此在设计时可以根据发电机轮毂结构或装配结构的变化分别针对性地调整各段圆弧，通过调整各段圆弧的尺寸位置针对性地减少所述工艺孔边缘上各个位置的集中应力，让应力可以尽可能地均匀分布，也就是说，即使处在工艺孔边缘上的应力集中位置会随发电机轮毂结构的变化而改变，但是在设计时仅仅只需要针对性地调整各段圆弧的尺寸位置，便可以利用重新调整后的各段圆弧分别有效缓解工艺孔边缘上各个位置的集中应力，确保工艺孔边缘上的各个应力集中点可以得到优化缓解，因此提高了优化设计工作的灵活性，有助于避免因轮毂腹板螺栓工艺孔强度不够，导致反复优化迭代而延长设计周期，实现工艺孔的等强度设计，保证工艺孔各位置强度均满足设计要求的同时，避免轮毂重量的增加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部结构放大图；

图3是本发明的局部结构放大图；

图4是本发明的局部结构放大图；

图5是本发明的局部结构放大图；

图6是本发明的整体结构示意图。

附图标记：

1：腹板； 2：工艺孔； 3：直线段；

100：圆弧； 101：第一圆弧； 102：第二圆弧；

103：第三圆弧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

下面结合图1至图2描述本发明的一种风力发电机轮毂，包括腹板1以及形成在腹板1上的用于装配螺栓的工艺孔2，工艺孔2的边缘通过两段或两段以上的圆弧100构成，在本实施例中，工艺孔2的边缘通过三段圆弧100构成，并且各段圆弧100在工艺孔2上互不对称，相当于工艺孔2上不存在任意两段圆弧100之间的对称线，工艺孔2为非对称结构。

在本实施例中，一方面由于利用了两段或两段以上的圆弧100构成工艺孔2，当螺栓装配在工艺孔2上时，能有效利用圆弧100分散工艺孔2上的集中应力，避免应力过于集中，从而可以提高工艺孔2的强度；另一方面由于各段圆弧100在工艺孔2的边缘上互不对称，因此在设计时可以根据发电机轮毂结构或装配结构的变化分别针对性地调整各段圆弧100，通过调整各段圆弧100的尺寸位置针对性地减少工艺孔2边缘上各个位置的集中应力，让应力可以尽可能地均匀分布，也就是说，即使处在工艺孔2边缘上的应力集中位置会随电机轮毂结构的变化而改变，但是在设计时仅仅只需要针对性地调整各段圆弧100的尺寸位置，便可以利用重新调整后的各段圆弧100分别有效缓解工艺孔2边缘上各个位置的集中应力，确保工艺孔2边缘上的各个应力集中点可以得到优化缓解，因此提高了优化设计工作的灵活性，有助于避免因轮毂腹板螺栓工艺孔强度不够，导致反复优化迭代而延长设计周期，实现工艺孔的等强度设计，保证工艺孔各位置强度均满足设计要求的同时，避免轮毂重量的增加。

可选地，如图3所示，各段圆弧100之间通过直线段3平滑过渡，通过直线段3的平滑过渡，能进一步有助于减少工艺孔2上的集中应力。

另外，如图4所示，在实际应用中，当风力发电机轮毂搭载风机叶片转动时，在风阻以及各方面结构因素的综合作用下，应力集中会主要出现在工艺孔2的A、B两个位置，位置A靠近腹板1的中心，位置B为工艺孔2的背风侧，而工艺孔2的迎风侧位置C则不会出现较大的集中应力，因此需要结合实际调整工艺孔2的形状。

为了解决上述技术问题，可选地，如图5所示，在本实施例中，各段圆弧100包括第一圆弧101、第二圆弧102以及第三圆弧103，第一圆弧101靠近腹板1的中心，第二圆弧102位于工艺孔2的迎风侧，第三圆弧103位于工艺孔2的背风侧，第一圆弧101和第三圆弧103的半径分别大于第二圆弧102的半径。

由于把处在工艺孔迎风侧的第二圆弧102的半径设为最小，在工艺孔优化设计工作时可以把更多的调整空间留给第一圆弧101和第三圆弧103，通过调整并增大第一圆弧101和第三圆弧103的半径，能够分别针对性地缓解集中在位置A和位置B处的集中应力，让应力可以尽可能地均匀分布，实现工艺孔的等强度设计，保证工艺孔各位置强度均满足强度要求。

可选地，第三圆弧103为半圆圆弧，能进一步有助于减少工艺孔2上的集中应力，确保工艺孔2在背风侧位置的强度。

可选地，第二圆弧102与第三圆弧103之间通过直线段3平滑过渡，能进一步有助于减少工艺孔2边缘在第二圆弧102与第三圆弧103之间部分的集中应力。

可选地，如图6所示，工艺孔2的数量为多个，各个工艺孔2对应各个螺栓的连接位置并且沿腹板1的中心点周向排列分布在腹板1上，因此可以便于各个螺栓准确装配在各个工艺孔2上。

实施例二

本实施例与实施例一相似，其不同之处在于，各段圆弧100之间通过弧线段(图中未画出)圆滑过渡，通过弧线段的圆滑过渡，能进一步有助于减少工艺孔2上的集中应力。

可选地，第二圆弧102与第三圆弧103之间通过弧线段圆滑过渡，能进一步有助于减少工艺孔2边缘在第二圆弧102与第三圆弧103之间部分的集中应力。

实施例三

本实施例提供一种用于风力发电机的轮毂结构，包括多个螺栓拉伸器孔，部分或全部螺栓拉伸器孔为实施例一中的工艺孔2，从而可以通过工艺孔2的形状结构有效满足轮毂结构的强度要求，能避免依靠增加轮毂的壁厚提高腹板上工艺孔的强度，有助于缩短对轮毂结构的迭代优化周期。

实施例四

本实施例提供一种风力发电机，包括轮毂、叶片和发电机，还包括实施例一中的风力发电机轮毂。从而可以通过工艺孔2的形状结构有效满足风力发电机结构的强度要求，有助于缩短对风力发电机结构的迭代优化周期。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机轮毂，包括腹板(1)以及形成在腹板(1)上的用于装配螺栓的工艺孔(2)，其特征在于，所述工艺孔(2)的边缘通过两段或两段以上的互不对称的圆弧(100)构成。

2.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂，其特征在于，各段所述圆弧(100)之间通过直线段(3)平滑过渡。

3.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂，其特征在于，各段所述圆弧(100)之间通过弧线段圆滑过渡。

4.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂，其特征在于，各段所述圆弧(100)包括靠近所述腹板(1)中心的第一圆弧(101)、位于所述工艺孔(2)迎风侧的第二圆弧(102)以及位于所述工艺孔(2)背风侧的第三圆弧(103)，所述第一圆弧(101)和第三圆弧(103)的半径分别大于所述第二圆弧(102)的半径。

5.根据权利要求4所述的风力发电机轮毂，其特征在于，所述第三圆弧(103)为半圆圆弧。

6.根据权利要求4所述的风力发电机轮毂，其特征在于，所述第二圆弧(102)与第三圆弧(103)之间通过直线段(3)平滑过渡。

7.根据权利要求4所述的风力发电机轮毂，其特征在于，所述第二圆弧(102)与第三圆弧(103)之间通过弧线段圆滑过渡。

8.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂，其特征在于，所述工艺孔(2)的数量为若干个，各个所述工艺孔(2)对应各个螺栓的连接位置并且沿所述腹板(1)的中心点周向排列分布在腹板(1)上。

9.一种用于风力发电机的轮毂结构，包括多个螺栓拉伸器孔，其特征在于，部分或全部所述螺栓拉伸器孔为权利要求1～8任一项所述的工艺孔(2)。

10.一种风力发电机，包括轮毂、叶片和发电机，其特征在于，还包括权利要求1～8任一项所述的风力发电机轮毂。

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