風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架疊層環(huán)形橡膠隔振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架疊層環(huán)形橡膠隔振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口數(shù)量的增加，能源和環(huán)境成為當(dāng)前人們面臨的兩大主要問題。風(fēng)能作為太陽能的一種特殊形式，具有清潔、可再生、分布廣泛等特點(diǎn)，因此開發(fā)并利用風(fēng)能發(fā)電無疑是解決這兩大問題的一個(gè)重要途徑。近十年以來，世界風(fēng)電發(fā)展迅速，而中國風(fēng)電又領(lǐng)跑世界，截止2013年底，中國風(fēng)電總裝機(jī)容量已達(dá)到91412MW，連續(xù)5年蟬聯(lián)第一。風(fēng)力發(fā)電塔是一種特殊結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)循環(huán)作用會對塔筒產(chǎn)生周期動(dòng)力荷載，同時(shí)在脈動(dòng)風(fēng)荷載的作用下還可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。目前風(fēng)電的發(fā)展趨勢，一方面，為獲得更大的電力生產(chǎn)能力，風(fēng)機(jī)的功率不斷增大，導(dǎo)致其尺寸和重量都大幅度增加，為了把機(jī)艙和葉輪等部件舉到風(fēng)速更大的設(shè)計(jì)高度處運(yùn)行，需要采用更高的支撐塔架。另一方面，風(fēng)電開始從陸地向海上發(fā)展，越來越多的海上風(fēng)力發(fā)電場相繼被建立起來，相對于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)力發(fā)電塔不僅要受到更強(qiáng)的風(fēng)荷載作用，還會受到波浪、潮汐和北方海域的冰激振動(dòng)等作用。這兩種趨勢最終都有可能使風(fēng)力發(fā)電塔的振動(dòng)更加嚴(yán)重，而風(fēng)力發(fā)電塔振動(dòng)的最大危害就是使塔筒連接部位和其上的某些機(jī)艙構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞，塔架材料的強(qiáng)度大大降低，縮短塔架使用壽命。
[0003]目前，在風(fēng)力發(fā)電塔振動(dòng)控制方面的技術(shù)主要是在塔身安裝阻尼器，通過阻尼器的振動(dòng)頻率和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率調(diào)諧實(shí)現(xiàn)減振。根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)中隔震裝置的設(shè)計(jì)原理，本發(fā)明提出一種疊層環(huán)形橡膠隔振裝置，從隔振的角度實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電塔的振動(dòng)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架疊層環(huán)形橡膠隔振裝置，用于減小大型風(fēng)力發(fā)電塔的振動(dòng)。
[0005]本發(fā)明提出的裝置安裝在機(jī)艙下部，連接機(jī)艙和塔筒，通過裝置的隔振作用，一方面削弱機(jī)艙內(nèi)機(jī)械裝置和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)引起的上部振動(dòng)向下傳遞給塔架，另一方面隔離地震作用下地面運(yùn)動(dòng)對機(jī)艙和葉片的影響，延長機(jī)組零件的疲勞壽命。
[0006]本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組架疊層環(huán)形橡膠隔振裝置，包括過渡段1、連接環(huán)4、橡膠層5和鋼板層6，其中:所述橡膠層5和鋼板層6為環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形橡膠層5和環(huán)形鋼板層6交替疊加，通過硫化，得到疊層環(huán)形橡膠部分，所述連接環(huán)4為兩個(gè)，位于上面的連接環(huán)4底部設(shè)有第一凸塊，位于下面的連接環(huán)4頂部設(shè)有第二凸塊，所述疊層環(huán)形橡膠部分位于第一凸塊和第二凸塊之間，所述疊層環(huán)形橡膠部分與兩個(gè)連接環(huán)通過硫化連接成一體，構(gòu)成連接環(huán)一體型；所述鋼板層6厚度為橡膠層5厚度的0.5-0.8倍，根據(jù)鋼板層的徑向?qū)挾扰c橡膠層徑向?qū)挾鹊拇笮￡P(guān)系，鋼板層的寬度可以大于橡膠層的寬度，構(gòu)成鋼板露出型，或者鋼板層的寬度可以小于橡膠層的寬度，構(gòu)成鋼板內(nèi)置型；位于上面的連接環(huán)4頂部通過位于上部的過渡段I與機(jī)艙底部法蘭相連，位于下面的連接環(huán)4底部通過位于下部的過渡段I與塔筒法蘭相連。
[0007]本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組架疊層環(huán)形橡膠隔振裝置，包括過渡段1、連接環(huán)4、橡膠層5、鋼板層6、封環(huán)8和埋頭螺栓9，其中:所述橡膠層5和鋼板層6為環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形橡膠層5和環(huán)形鋼板層6交替疊加，通過硫化，得到疊層環(huán)形橡膠部分，所述連接環(huán)4為兩個(gè)，位于上面的連接環(huán)4底部設(shè)有第一凹槽，位于下面的連接環(huán)4頂部設(shè)有第二凹槽，所述疊層環(huán)形橡膠部分頂部通過封環(huán)8和埋頭螺栓9固定于第一凹槽內(nèi)，所述疊層環(huán)形橡膠部分底部通過封環(huán)8和埋頭螺栓9固定于第二凹槽內(nèi)，所述疊層環(huán)形橡膠部分與兩個(gè)封環(huán)通過硫化連接成一體，構(gòu)成連接環(huán)加封環(huán)型；所述鋼板層6厚度為橡膠層厚度的0.5-0.8倍，根據(jù)鋼板層的徑向?qū)挾扰c橡膠層徑向?qū)挾鹊拇笮￡P(guān)系，鋼板層的寬度可以大于橡膠層的寬度，構(gòu)成鋼板露出型，或者鋼板層的寬度可以小于橡膠層的寬度，構(gòu)成鋼板內(nèi)置型；位于上面的連接環(huán)4頂部通過位于上部的過渡段I與機(jī)艙底部法蘭相連，位于下面的連接環(huán)4底部通過位于下部的過渡段I與塔筒法蘭相連。
[0008]本發(fā)明中，過渡段和連接環(huán)需要滿足強(qiáng)度和剛度要求，過渡段長度、橡膠種類、層數(shù)和厚度以及鋼板厚度，需根據(jù)風(fēng)機(jī)型號和預(yù)期隔振效果等計(jì)算確定。
[0009]本發(fā)明中，鋼材層需進(jìn)行防腐處理，疊層環(huán)形橡膠部分需添加保護(hù)層。
[0010]本發(fā)明對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的振動(dòng)控制效果顯著，具有如下有益效果:
1.本發(fā)明將風(fēng)力發(fā)電塔上部機(jī)艙、葉片和下部塔筒隔離起來，通過改變橡膠的種類、層數(shù)和厚度等參數(shù)，可以調(diào)節(jié)疊層環(huán)形橡膠的剛度，從而使機(jī)艙和葉片的自振頻率實(shí)現(xiàn)可控。通過對自振頻率的調(diào)節(jié)，可以使其避開容易引起共振的區(qū)段，從源頭上減少共振這種強(qiáng)烈振動(dòng)的發(fā)生。
[0011]2.由于脈動(dòng)風(fēng)荷載和風(fēng)機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)循環(huán)作用，機(jī)艙和葉片的振動(dòng)不可能完全避免，本發(fā)明利用疊層環(huán)形橡膠的隔振原理，能有效的減弱上部振動(dòng)向下傳遞，從而減小塔筒、法蘭、基礎(chǔ)等部位的疲勞應(yīng)力水平，延長結(jié)構(gòu)疲勞壽命。
[0012]3.本發(fā)明同時(shí)還能減弱由地震、冰荷載、波浪荷載等引起的下部結(jié)構(gòu)振動(dòng)對機(jī)艙、葉片的影響，使機(jī)艙中的設(shè)備、葉片等裝置在地震等極端工況下保持完好。
[0013]4.本發(fā)明內(nèi)部有大直徑中心孔，不占用塔筒內(nèi)部空間，不影響塔筒內(nèi)其它設(shè)備安裝和管線鋪設(shè)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明安裝位置示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明正視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的剖面圖。
[0017]圖4為本發(fā)明局部詳圖，連接環(huán)一體、鋼板外露型。
[0018]圖5為本發(fā)明局部