[实用新型]风力发电机组叶根螺栓紧固装置

说明书

本实用新型涉及一种风力发电机组叶根螺栓紧固装置，所述风力发电机组叶根螺栓紧固装置包括：力矩扳手，用于产生旋转力矩；力平移工装，具有接纳所述力矩扳手的旋转头部的第一孔和接纳叶根螺栓的第二孔，用于将由所述力矩扳手产生的旋转力矩传递到所述叶根螺栓；超声探头，固定在所述风力发电机组叶根螺栓紧固装置上，用于实时感测所述叶根螺栓的轴力。通过超声探头能够在施工中实时测量叶根螺栓的轴力的变化，并且能够降低叶根螺栓的轴力的离散性。

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，更具体地，涉及一种风力发电机组叶根螺栓紧固装置。

背景技术

螺栓轴力是指螺栓预紧力，是在螺栓拧紧过程中在力矩作用下螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。

变桨轴承安装在叶片和轮毂之间，变桨轴承的内圈和外圈分别通过螺栓与叶片和轮毂联结，叶片相对叶根中心轴线旋转实现变桨功能。叶根螺栓在交变载荷的作用下工作，螺栓连接的可靠性取决于螺栓的轴力是否适当。

在工程施工中，通常利用力矩扳手的扭矩或力矩来推算出螺栓的轴力。然而，由于诸多因素影响螺纹副的摩擦，使得虽然设定了一定的扭矩，但是往往不能精确得到预估的螺栓轴力。例如，在极端情况下，螺母与螺纹表面咬合，尽管紧固扭矩足够大，但是螺栓受到的预紧力却可能很小。由于螺栓所受到的扭矩和预紧力之间的扭矩系数不确定，这导致紧固扭矩不能有效地表征螺栓轴力(或预紧力)。

此外，沿叶片的叶根圆周设置的各个螺栓的预紧力的离散度通常过大，螺栓预紧力离散系数(离散度)表示叶根圆周周向各个螺栓预紧力的差异性。预紧力过大会使螺栓发生塑性变形，导致预紧力下降，加速疲劳损伤，而预紧力过小导致连接法兰面滑移，使螺栓承受剪应力，加速疲劳断裂。在现有技术中，例如，在采用力矩法进行螺栓连接的情况下，螺栓轴力的离散系数大约1.4至1.5，在采用转角法进行螺栓连接的情况下，螺栓轴力的离散系数大约1.3。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种能够实时测量叶根螺栓轴力变化的风力发电机组叶根螺栓紧固装置。

根据本实用新型的一方面，提供一种风力发电机组叶根螺栓紧固装置，所述风力发电机组叶根螺栓紧固装置包括：力矩扳手，用于产生旋转力矩；力平移工装，具有接纳所述力矩扳手的旋转头部的第一孔和接纳叶根螺栓的第二孔，用于将由所述力矩扳手产生的旋转力矩传递到所述叶根螺栓；超声探头，固定在所述风力发电机组叶根螺栓紧固装置上，用于实时感测所述叶根螺栓的轴力。

优选地，所述力矩扳手可以为电动扳手，所述风力发电机组叶根螺栓紧固装置还可以包括控制器，所述控制器可以从所述超声探头接收指示所述叶根螺栓的轴力的信号并基于所述信号生成转速控制信号，并将所述转速控制信号提供给所述力矩扳手。

优选地，所述超声探头可以设置在所述第二孔的正上方。

优选地，所述超声探头可以设置在所述第二孔中，且不接触所述第二孔的孔壁。

优选地，所述第二孔可以用于接纳所述叶根螺栓的螺栓头，所述超声探头可以用于在所述叶根螺栓的轴向方向上对准所述螺栓头，以实时测量所述叶根螺栓的轴力。

优选地，所述第一孔内可以设置有与所述力矩扳手的旋转头部匹配的第一可旋转部件，所述第二孔内可以设置有与所述叶根螺栓的螺栓头匹配的第二可旋转部件。

优选地，所述力平移工装可以包括在所述第一可旋转部件和所述第二可旋转部件之间传递力矩的力矩传递部件。

优选地，所述超声探头可以为电磁超声探头。

通过采用本实用新型的风力发电机组叶根螺栓紧固装置，能够在施工中实时测量叶根螺栓的轴力的变化，并且能够降低叶根螺栓的轴力的离散性。