CN219827425U - 抗疲劳螺母及其组件、抗疲劳结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抗疲劳螺母及其组件、抗疲劳结构，所述的抗疲劳螺母(1)包括螺母本体段(101)、承载法兰段(102)和沉头段(103)；所述螺母本体段(101)、承载法兰段(102)和沉头段(103)的内螺纹孔直径相等，内螺纹从螺母本体段端口延伸至沉台段端口；螺纹受载时，所述的沉头段(103)的刚度小于承载法兰段(102)。与现有技术相比，本实用新型设计的抗疲劳螺母的螺纹受载时，沉头段的螺牙先承载，但沉头段的刚度比承载法兰段的刚度弱，沉头段10比承载法兰段102的螺牙轴向变形大，从而使啮合首牙的承载减小，提高螺栓疲劳寿命。

Description

抗疲劳螺母及其组件、抗疲劳结构

技术领域

本实用新型涉及螺栓紧固技术领域，具体涉及一种抗疲劳螺母及其组件、抗疲劳结构。

背景技术

轮毂是风力发电机的核心部件，其作用是以可旋转的方式承载叶片及叶片的变桨轴承等风机组件以产生电能。变桨轴承为风力发电机中关键的零部件之一，其用于改变风力发电机叶片的桨角以促进发电。变桨轴承通常安装于几十米或上百米的高空中，装拆及运维工作较为困难，导致运维费用高昂。

但是变桨轴承在运行过程中通常需承受较大的径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩。这使得风力发电机的螺母容易出现应力疲劳，尤其是风机叶片叶根处，该处的载荷较大且多变，造成载荷设计十分复杂，若维护不及时会造成严重事故。这是因为螺纹底部应力集中系数大，容易导致螺栓与螺母螺纹连接极限拉断或疲劳断裂。此外，也严重影响了螺栓向更高强度发展。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种抗疲劳螺母及其组件、抗疲劳结构。该抗疲劳结构可以降低螺纹啮合首个螺牙应力，从而提高螺栓寿命。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型目的之一在于一种抗疲劳螺母，该螺母包括螺母本体段、承载法兰段和沉头段；所述螺母本体段、承载法兰段和沉头段的内螺纹孔直径相等，内螺纹从螺母本体段端口延伸至沉台段端口；螺纹受载时，所述的沉头段的刚度小于承载法兰段。其中，承载法兰段底面与螺纹孔轴线垂直。

具体来说，螺纹受载时，沉头段的螺牙先承载，但沉头段的刚度比承载法兰段的刚度弱，沉头段比承载法兰段的螺牙轴向变形大，从而使啮合首牙的承载减小，可以提高螺栓疲劳寿命。

进一步地，所述的沉头段的高度大于等于1个螺纹螺距。

进一步地，所述的承载法兰段的外轮廓包括圆柱、锥台或棱柱中的一种。

进一步地，所述的承载法兰段的外轮廓包括圆柱或锥台中的一种。

进一步地，所述的承载法兰段的外轮廓为圆柱。

进一步地，所述的承载法兰段的外径大于等于螺母本体段外径；所述的螺母本体段外径大于等于沉头段的外径。

进一步地，所述的承载法兰段的外径大于螺母本体段外径；所述的螺母本体段外径大于沉头段的外径。

本实用新型目的之二在于一种抗疲劳组件，该组件包括如上所述的抗疲劳螺母和垫圈；所述的沉头段的高度小于垫圈的厚度。其中，垫圈为平垫圈。

本实用新型目的之三在于一种抗疲劳结构，该结构包括如上所述的抗疲劳螺母组件、待紧固件和螺栓；螺栓紧固时，所述的垫圈一端套在抗疲劳螺母的沉头段，与抗疲劳螺母的承载法兰段抵接，另一端与待紧固件抵接。

此外，抗疲劳螺母结构中可不采用垫圈，也就是说抗疲劳螺母可以单独使用，当螺栓孔口径增大，沉头段的底面同样无法获得支撑，此时，抗疲劳螺母发挥的性能与抗疲劳螺母组件一致。

进一步地，所述的抗疲劳螺母的沉头段与待紧固件之间存在间距。

与现有技术相比，本实用新型设计的抗疲劳螺母的螺纹受载时，沉头段的螺牙先承载，但沉头段的刚度比承载法兰段的刚度弱，沉头段比承载法兰段的螺牙轴向变形大，从而使啮合首牙的承载减小，提高螺栓疲劳寿命。

附图说明

图1为实施例中抗疲劳螺母组件的示意图；

图2为实施例中抗疲劳螺母组件的剖面图；

图3为实施例中抗疲劳螺母的剖面图；

图4为实施例中抗疲劳螺母工作时力流途径图；

图中标号所示：1-抗疲劳螺母；101-螺母本体段；102-承载法兰段；103-沉头段；2-垫圈；a-承载面；b-力流途径。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

一种抗疲劳结构，该结构抗疲劳螺母组件、待紧固件和螺栓；螺栓紧固时，垫圈2一端套在抗疲劳螺母的沉头段103，与抗疲劳螺母的承载法兰段102抵接，另一端与待紧固件抵接；其中抗疲劳螺母1的沉头段103与待紧固件之间存在间距。

一种抗疲劳螺母组件，见图1、图2，该组件包括抗疲劳螺母1和垫圈2；抗疲劳螺母1的沉头段103的高度小于垫圈2的厚度。其中，垫圈2为平垫圈。

一种抗疲劳螺母，见图3，抗疲劳螺母1包括螺母本体段101、承载法兰段102和沉头段103；抗疲劳螺母1内表面设有螺纹；承载法兰段102的外轮廓为圆柱。承载法兰段102的外径大于螺母本体段101外径；螺母本体段101外径大于沉头段103的外径。承载法兰段102靠近垫圈的一面通过与垫圈表面的摩擦力自锁。沉头段103的高度大于等于1个螺纹螺距。沉头103的高度小于垫圈2的厚度。

本实施例中抗疲劳螺母组件可安装在风力发电机叶根螺栓上，形成一种抗疲劳结构，螺栓在服役过程中，叶片的交变载荷通过结构传递至叶根螺栓上，由于该抗疲劳螺母1的分散力流的作用，螺栓与抗疲劳螺母1配合的第一牙处交变应力极大降低，螺栓疲劳寿命得到提高。

工作原理：

当螺栓与抗疲劳螺母1配合时，抗疲劳螺母1螺纹开始受载，沉头段103的螺牙先承载，但沉头段103的刚度比承载法兰段102的刚度弱，沉头段10比承载法兰段102的螺牙轴向变形大，从而使啮合首牙的承载减小，提高螺栓疲劳寿命，见图4。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的抗疲劳螺母(1)包括螺母本体段(101)、承载法兰段(102)和沉头段(103)；

所述螺母本体段(101)、承载法兰段(102)和沉头段(103)的内螺纹孔直径相等，内螺纹从螺母本体段端口延伸至沉台段端口；

螺纹受载时，所述的沉头段(103)的刚度小于承载法兰段(102)。

2.根据权利要求1所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的沉头段(103)的高度大于等于1个螺纹螺距。

3.根据权利要求1所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的承载法兰段(102)的外轮廓包括圆柱、锥台或棱柱中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的承载法兰段(102)的外轮廓包括圆柱或锥台中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的承载法兰段(102)的外轮廓为圆柱。

6.根据权利要求1所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的承载法兰段(102)的外径大于等于螺母本体段(101)外径；所述的螺母本体段(101)外径大于等于沉头段(103)的外径。

7.根据权利要求6所述的一种抗疲劳螺母，其特征在于，所述的承载法兰段(102)的外径大于螺母本体段(101)外径；所述的螺母本体段(101)外径大于沉头段(103)的外径。

8.一种抗疲劳组件，其特征在于，该组件包括如权利要求1-7任一项所述的抗疲劳螺母和垫圈(2)；所述的沉头段(103)的高度小于垫圈(2)的厚度。

9.一种抗疲劳结构，其特征在于，该结构包括如权利要求8任一项所述的抗疲劳螺母组件、待紧固件和螺栓；

螺栓紧固时，所述的垫圈(2)一端套在抗疲劳螺母的沉头段(103)，与抗疲劳螺母的承载法兰段(102)抵接，另一端与待紧固件(3)抵接。

10.根据权利要求9所述的一种抗疲劳结构，其特征在于，所述的抗疲劳螺母(1)的沉头段(103)与待紧固件(3)之间存在间距。