專利名稱：一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片及其連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型風(fēng)電機(jī)組領(lǐng)域，具體地，涉及一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片及其連接方法。
背景技術(shù)：
隨著水平軸風(fēng)電機(jī)組功率的增大，其葉片長度將變得越來越長。目前6MW的風(fēng)電機(jī)組已問世，7麗至12麗的風(fēng)機(jī)也在研發(fā)中。這些機(jī)組的葉片長度范圍將在65m-110m之間。如此長度的葉片將對(duì)葉片的制造加工以及運(yùn)輸帶來極大的困難。為解決這些超長葉片的加工制造和運(yùn)輸困難，將葉片設(shè)計(jì)成分段式結(jié)構(gòu)，這無疑是一種可取的方法。葉片可以以分段形式運(yùn)至安裝現(xiàn)場，在現(xiàn)場完成葉片的對(duì)接后，再進(jìn)行與主機(jī)的安裝。這就很大程度上解決了超長葉片的加工制造和運(yùn)輸?shù)睦щy。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，可解決超長葉片的加工制造和運(yùn)輸?shù)睦щy。本發(fā)明的另一目的在于提供一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，葉片制成兩段葉根段與葉尖段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)連接；且在螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)周圍采用與葉片相同的材料分別將葉根段與葉尖段連接起來。進(jìn)一步地，在所述每段的接頭的葉片殼體中，承載較小的葉片前緣和后緣區(qū)域預(yù)埋直徑較小、且布置相對(duì)較稀的螺紋鋼，承載較大的葉片中部區(qū)域預(yù)埋直徑較大、且布置相對(duì)較密的螺紋鋼。進(jìn)一步地，所述分段式葉片在埋入螺紋鋼的接頭區(qū)域的殼體厚度比整體式葉片厚度厚，增加厚度的方向?yàn)槿~片殼體的內(nèi)側(cè)，且加厚區(qū)域與正常厚度區(qū)域之間有一個(gè)平滑過渡區(qū)。進(jìn)一步地，在所述螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)側(cè)由內(nèi)至外依次設(shè)置有葉片內(nèi)模板、內(nèi)蒙皮；外側(cè)設(shè)置有外蒙皮；內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間的螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)外圍設(shè)置有與葉片母材相同的材料；所述葉片內(nèi)模板的軸向長度比接頭長度略長。進(jìn)一步地，所述大型風(fēng)電機(jī)組為水平軸風(fēng)電機(jī)組，葉片為玻璃鋼葉片。一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，包括如下步驟 (I)工廠預(yù)制分段式葉片將葉片設(shè)計(jì)成兩段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度，兩段葉片接頭端的螺紋鋼需保證一一對(duì)應(yīng)的搭接位置；(2)安裝現(xiàn)場葉片連接
當(dāng)葉片分段運(yùn)至整機(jī)安裝現(xiàn)場后，利用工裝將兩段葉片調(diào)整成理想相對(duì)位置，然后將兩段葉片對(duì)應(yīng)的螺紋鋼搭接焊接在一起；(3)安裝現(xiàn)場葉片整體連接成型利用預(yù)制好的葉片內(nèi)模板和其它葉片母材進(jìn)行現(xiàn)場糊制，將分段式葉片連接起來，再利用一段葉片外形陰模完成葉片最后的氣動(dòng)外形的成型，最后完成固化、拆除陰模、修整和涂漆工序。進(jìn)一步地，所述步驟(I)中螺紋鋼的埋入方法為在接頭的每側(cè)各利用一個(gè)用來為螺紋鋼定位的模具進(jìn)行螺紋鋼定位，然后再將螺紋鋼直接埋入。進(jìn)一步地，所述步驟(I)中兩段葉片的接頭端部的外輪廓比成形后的外輪廓略小，并在一定的長度范圍內(nèi)過渡到成形后的輪廓。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的工裝為三個(gè)支架，分別支撐接頭端、葉根端和葉尖端，用以調(diào)整葉片位置。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中的葉片外形陰模的軸向長度比接頭長度略長。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明的分段式葉片的接頭的主要承載的元件為螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，且成本低，施工方便，可解決超長葉片的加工制造和運(yùn)輸?shù)睦щy。2、螺紋鋼的一端埋入葉片殼體的內(nèi)，由于螺紋鋼表面帶有類似螺紋的槽，無需使用專門的螺栓、螺母便可與葉片母材牢固地結(jié)合在一起。3、葉片的母材無需為螺紋鋼的埋入鉆孔。每個(gè)接頭端部只需有一個(gè)簡單的定位模具即可實(shí)現(xiàn)螺紋鋼的定位，然后將螺紋鋼埋入即可。4、本發(fā)明所含的葉片端部的工廠制造以及現(xiàn)場的對(duì)接工藝都相對(duì)比較簡單，無機(jī)加工件，成本低，但連接可靠。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的接頭基本視圖；圖2為圖I中的A-A剖面圖；圖3為圖2中的I處局部放大圖；圖4為圖3中的B— B剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，葉片制成兩段葉根段與葉尖段兩段，如 圖I-圖4所示。在葉尖段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有一組螺紋鋼la，在葉根段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有一組螺紋鋼lb，同時(shí)螺紋鋼la、lb露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼la、Ib搭接焊接結(jié)構(gòu)連接，焊縫為2 ;螺紋鋼la、lb搭接焊接結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)側(cè)由內(nèi)至外依次設(shè)置有葉片內(nèi)模板3、內(nèi)蒙皮4 ;外側(cè)設(shè)置有外蒙皮5 ;內(nèi)蒙皮4與外蒙皮5之間的螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)外圍設(shè)置有與葉片母材相同的材料6。
其中大型風(fēng)電機(jī)組為水平軸風(fēng)電機(jī)組，葉片為玻璃鋼葉片。本發(fā)明的一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，包括如下步驟(I)工廠預(yù)制分段式葉片將葉片設(shè)計(jì)成兩段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度，兩段葉片接頭端的螺紋鋼需保證一一對(duì)應(yīng)的搭接位置(兩兩并排靠緊);(2)安裝現(xiàn)場葉片連接當(dāng)葉片分段運(yùn)至整機(jī)安裝現(xiàn)場后，利用工裝將兩段葉片調(diào)整成理想相對(duì)位置，然后將兩段葉片對(duì)應(yīng)的螺紋鋼搭接焊接在一起；(3)安裝現(xiàn)場葉片整體連接成型利用預(yù)制好的葉片內(nèi)模板和其它葉片母材進(jìn)行現(xiàn)場糊制，將分段式葉片連接起來，再利用一段葉片外形陰模完成葉片最后的氣動(dòng)外形的成型，最后完成固化、拆除陰模、修整和涂漆工序。在接頭具體的設(shè)計(jì)和工藝方面要注意以下幾點(diǎn)I、根據(jù)葉片接頭部位葉片所受的各種最大載荷確定接頭中所有螺紋鋼的直徑、數(shù)量和布置方式，同時(shí)還需對(duì)接頭進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的校核。如，在葉片殼體中部的主要承載區(qū)域可埋入直徑較大、且布置相對(duì)較密的螺紋鋼，在前緣和后緣等承載較小的區(qū)域可用直徑較小、且布置相對(duì)較稀的螺紋鋼。(如圖1-3所示)2、螺紋鋼應(yīng)有足夠的埋入深度，以保證埋入側(cè)的葉片玻璃鋼本體部分有足夠的強(qiáng)度。螺紋鋼的露出部分有足夠的長度，以保證足夠的焊縫長度，保證焊接強(qiáng)度。3、葉片在埋入螺紋鋼的區(qū)域的殼體厚度應(yīng)比整體式葉片厚度要略厚一些，加厚方向?yàn)槿~片殼體內(nèi)側(cè)方向。在加厚區(qū)域正常厚度區(qū)域之間應(yīng)有一個(gè)平滑過渡區(qū)，以保證葉片母材的強(qiáng)度。4、在螺紋鋼埋入作業(yè)時(shí)，接頭的每側(cè)可各利用一個(gè)用來為螺紋鋼定位的模具，可以方便地保證螺紋鋼的準(zhǔn)確位置，以保證順利焊接。5、兩段葉片預(yù)制的接頭端部的外輪廓7應(yīng)比成形后的外輪廓略小一些，并在一定的長度范圍內(nèi)過渡到成形后的輪廓，以便增強(qiáng)接頭的外蒙皮的結(jié)合強(qiáng)度(如圖4所示)。6、在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)應(yīng)用一個(gè)預(yù)制好的玻璃鋼葉片內(nèi)模板，其軸向長度比接頭長度略長，以方便作業(yè)。在現(xiàn)場應(yīng)有一段葉片外形的陰模，其軸向長度比接頭長度略長，以保證現(xiàn)場作業(yè)后接頭區(qū)域的氣動(dòng)外形。7、在現(xiàn)場應(yīng)有三個(gè)支架分別支撐接頭端、葉根端和葉尖端，用以調(diào)整葉片位置，保證葉片連接后的準(zhǔn)確外形。
最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，其特征在于，葉片制成兩段葉根段與葉尖段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)連接； 且在螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)周圍采用與葉片相同的材料分別將葉根段與葉尖段連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，其特征在于，在所述每段的接頭的葉片殼體中，承載較小的葉片前緣和后緣區(qū)域預(yù)埋直徑較小、且布置相對(duì)較稀的螺紋鋼，承載較大的葉片中部區(qū)域預(yù)埋直徑較大、且布置相對(duì)較密的螺紋鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，其特征在于，所述分段式葉片在埋入螺紋鋼的接頭區(qū)域的殼體厚度比整體式葉片厚度厚，增加厚度的方向?yàn)槿~片殼體的內(nèi)偵牝且加厚區(qū)域與正常厚度區(qū)域之間有一個(gè)平滑過渡區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，其特征在于，在所述螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)側(cè)由內(nèi)至外依次設(shè)置有葉片內(nèi)模板、內(nèi)蒙皮；外側(cè)設(shè)置有外蒙皮；內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間的螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)外圍設(shè)置有與葉片母材相同的材料；所述葉片內(nèi)模板的軸向長度比接頭長度略長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片，其特征在于，所述大型風(fēng)電機(jī)組為水平軸風(fēng)電機(jī)組，葉片為玻璃鋼葉片。
6.一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)工廠預(yù)制分段式葉片 將葉片設(shè)計(jì)成兩段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度，兩段葉片接頭端的螺紋鋼需保證一一對(duì)應(yīng)的搭接位置； (2)安裝現(xiàn)場葉片連接 當(dāng)葉片分段運(yùn)至整機(jī)安裝現(xiàn)場后，利用工裝將兩段葉片調(diào)整成理想相對(duì)位置，然后將兩段葉片對(duì)應(yīng)的螺紋鋼搭接焊接在一起； (3)安裝現(xiàn)場葉片整體連接成型 利用預(yù)制好的葉片內(nèi)模板和其它葉片母材進(jìn)行現(xiàn)場糊制，將分段式葉片連接起來，再利用一段葉片外形陰模完成葉片最后的氣動(dòng)外形的成型，最后完成固化、拆除陰模、修整和涂漆工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，其特征在于，所述步驟(I)中螺紋鋼的埋入方法為在接頭的每側(cè)各利用一個(gè)用來為螺紋鋼定位的模具進(jìn)行螺紋鋼定位，然后再將螺紋鋼直接埋入。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，其特征在于，所述步驟(I)中兩段葉片的接頭端部的外輪廓比成形后的外輪廓略小，并在一定的長度范圍內(nèi)過渡到成形后的輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，其特征在于，所述步驟(2)中的工裝為三個(gè)支架，分別支撐接頭端、葉根端和葉尖端，用以調(diào)整葉片位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片的連接方法，其特征在于，所述步驟(3)中的葉片外形陰模的軸向長度比接頭長度略長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型風(fēng)電機(jī)組分段式葉片及其連接方法將葉片設(shè)計(jì)成兩段，在每段的接頭的葉片殼體中預(yù)埋有螺紋鋼，同時(shí)螺紋鋼露出部分長度，兩段葉片接頭端的螺紋鋼需保證一一對(duì)應(yīng)的搭接位置；當(dāng)葉片分段運(yùn)至整機(jī)安裝現(xiàn)場后，利用工裝將兩段葉片調(diào)整成理想相對(duì)位置，然后將兩段葉片對(duì)應(yīng)的螺紋鋼搭接焊接在一起；然后利用預(yù)制好的葉片內(nèi)模板和其它與葉片母材相同的材料進(jìn)行現(xiàn)場糊制，將分段式葉片連接起來，再利用一段葉片外形陰模完成葉片最后的氣動(dòng)外形的成型，最后完成固化、拆除陰模、修整和涂漆工序。本發(fā)明采用螺紋鋼搭接焊接結(jié)構(gòu)連接，工藝都相對(duì)比較簡單，無機(jī)加工件，成本低，但連接強(qiáng)度高，可解決超長葉片的加工制造和運(yùn)輸?shù)睦щy。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102635514SQ20121013530
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者施文江, 郭靖 申請(qǐng)人:國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司