[发明专利]一种风电叶片和变桨轴承的连接结构及其应用方法

说明书

一种风电叶片和变桨轴承的连接结构，双头螺杆的右端和预埋螺栓套螺纹连接，双头螺杆的左端向左依次穿过低圆套、高圆套后和螺母螺纹连接，把高圆套的右端和低圆套的左端球面贴合在一起，可以使得双头螺杆不会受到弯曲力，进而有利于提高双头螺杆的使用寿命。利用所述连接结构把风电叶片和变桨轴承相连在一起的步骤：1.风电叶片的叶片尾缘处的预埋螺栓套为基准在三个成120°夹角的预埋螺栓套内各拧入一个定位销；2.在风电叶片的其余的预埋螺栓套内拧入双头螺杆；3.移动风电叶片至法兰和变桨轴承贴合；4.安装螺栓自动对中装置，然后拧上螺母；5.把定位销换成双头螺杆，在其上安装螺栓自动对中装置，然后拧上螺母。

技术领域

本发明涉及风力发电机组安装技术领域，具体涉及风电叶片和变桨轴承的连接结构及应用该连接结构把风电叶片和变桨轴承连接在一起的方法步骤。

背景技术

风力发电机组作为一种精密设备，长期在自然条件较差的野外运行，要保证风机的长时间有效工作，就必须关注风机上的每一个细节，精心呵护每一个部件。风机的外观主要由四个部分组成：塔架、机舱、轮载、叶片。而这四个部分都需要靠螺栓来进行连接。因此，在风机的安装过程中，螺栓紧固效果的好坏将直接影响到日后风机的正常运行和发电效率，叶片叶根螺栓的使用寿命，则直接影响到风电发电设备的使用维护成本。

公告号CN103061995B、名称为“兆瓦级风电叶片叶根螺杆预埋工艺方法”的中国专利文献和公告号CN200910049234 、名称为“兆瓦级风电叶片根端螺栓安装及定位的方法”的中国专利文献公开了现有风电叶片根端螺栓的结构及相应的安装方法。但随着风电机组叶片的长度越来越长，叶片重量越来越重，叶根预埋螺栓套的叶片以其承载能力强、对玻璃钢破坏小等特点越来越受到市场青睐，成为主流的叶片叶根结构。然而，叶片的主要材料为玻璃钢，玻璃钢在成型过程中存在收缩变形，以及叶片在合模过程中的误差，这样就可能造成预埋的螺栓套的垂直度和位置度的偏差较大。另外，叶片与变桨轴承拼接时安装方法不当，也会导致拼接孔错位产生。当遇到上述问题时，如果依旧采用传统的螺栓与变桨轴承连接时，螺栓会出现倾斜、错位等现象，造成螺栓与变桨轴承干涉，螺栓产生弯曲，使螺栓承受附加应力，最终导致螺栓断裂。这就要求从连接结构设计和拼接安装工艺中采取必要的预防控制措施，以调整螺栓倾斜、错位等异常状态发生，进而避免螺栓产生干涉，提高螺栓疲劳强度，延长螺栓使用寿命。

发明内容

本发明的主要发明目的，是提供一种新的风电叶片和变桨轴承的连接结构及相应的安装方法，以期可以有效防止把风电叶片和变桨轴承相连在一起的螺栓【以下称为双头螺杆】不对中时带来的不利影响，从而进一步延长双头螺杆的使用寿命，进而有利于降低风电发电设备的故障率。

本发明所述的一种新的风电叶片和变桨轴承的连接结构所用的技术方案是：一种风电叶片和变桨轴承的连接结构，包括变桨轴承、风电叶片、双头螺杆、螺母。风电叶片包括法兰、预埋螺栓套、叶片、O型橡胶圈。O型橡胶圈设在预埋螺栓套内，每根双头螺杆的右端向右穿过法兰、O型橡胶圈后和一个预埋螺栓套螺纹连接，变桨轴承外圈连接螺栓穿过变桨轴承的外圈后和风轮轮毂螺纹连接。还包括有螺栓自动对中装置，所述螺栓自动对中装置包括高圆套、低圆套。高圆套的右端和低圆套的左端球面滑动相连，高圆套、低圆套的内孔直径大于双头螺杆的直径，双头螺杆的左端向左依次穿过低圆套、高圆套后和螺母螺纹连接，把高圆套的右端和低圆套的左端贴合在一起。

本发明巧妙地利用由高圆套、低圆套之间的球面滑动相连，使得当预埋螺栓套的垂直度和位置度出现偏差时，螺母靠高圆套一侧的表面也能和高圆套的左侧面相平行，从而使得双头螺杆在紧固时不会受到弯曲力，进而有利于提高双头螺杆的使用寿命，也有利于降低风电发电设备的故障率。

作为优选，高圆套的轴线和低圆套的轴线共线时，高圆套的自由端面和低圆套的自由端面之间的距离L大于等于30毫米、小于等于60毫米；双头螺杆左端的螺纹的右端位于螺栓自动对中装置中，双头螺杆右端的螺纹位于风电叶片内。本优选方案，对中装置使双头螺栓长度增加，有利于提高双头螺杆使用寿命的同时，也可以防止双头螺杆的螺纹段进入变桨轴承内带来的不利影响。