专利名称：风电叶片根部t型螺栓紧固带的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风电叶片根部T型螺栓紧固带，特别是关于一种应用于兆瓦 级风电叶片之叶根T型螺栓外周缘之螺栓紧固带。
背景技术：
近年来，风力发电为国家重点发展的绿能产业，其中，风电机组的设置在考虑发电 的瓦数及效率下而趋向于大型化，以撷取更多的风能，产生更多的电力，符合风场利用之经 济效益，风电叶片为风力发电之关键部件，负责撷取风能转化成机械能以产生电力。风电叶片通过叶根之螺栓与风电机轮毂连接在一起，风电叶片之叶根设计为叶片 结构设计中相当重要的环节之一，叶片所受的载荷最终将通过叶根而传递到风电机轮毂 上，因此，叶根的负荷载极大，风电叶片的断裂常发生在叶根位置，是以叶片根部必须具备 有足够的剪切强度、挤压强度；一般大型风力发电机的叶片以玻璃钢材质制作，其叶片根部 之螺栓设置方式主要系有预埋螺栓与T型螺栓连接两种形式。预埋螺栓的结构特征是在风电叶片根部，于壳体玻璃纤维增强铺层之厚度的中 间位置，螺栓被等距并均勻预埋，固定在叶根的相应位置上，且预埋的螺栓套外缠绕有玻璃 纤维单向粗纱，螺栓套之间的空隙处嵌入楔形条填充，该预埋螺栓与叶片壳体一起成型；叶 片脱模后，预埋的螺栓与叶片成一体，预埋螺栓可以避免对叶根结构层的加工破坏；請參阅 我国公告专利CN201165933Y风电叶片螺栓套预埋成形结构；T型螺栓连接是现今风电产业界最常运用的一种叶片根部螺栓连接方式；目前国 内大多数叶片厂家采用此种加工连接方法；在叶片根部均勻地钻设有多个轴向与径向圆 孔，该轴向圆孔贯通多个径向圆孔呈“T”型孔洞结构形式；双头螺栓对应安装在各轴向圆 孔内，圆柱螺母则对应安装在各径向圆孔内，圆柱螺母与双头螺栓螺接呈“T”型连接；本厂 的叶片根部正是运用的这种连接方法。在进行圆柱螺母与双头螺栓之T型连接后，圆柱螺母固定在径向圆孔内，为防止 雨水或一些灰尘、杂物进入径向圆孔与圆柱螺母间隙，因此需要对叶片根部之径向圆孔内、 外侧进行内外包边防护；目前内外包边的工艺为在径向圆孔内外两侧(圆周表面及内侧 型面)涂上胶粘剂，并填充圆柱螺母与径向圆孔之间的间隙，后在内外两侧(圆周表面及 内侧型面)绕根端一圈缠绕3层双轴布；目前的这种叶片根部T型螺栓内外包边工艺，把圆 柱螺母完全固定在叶片根部之径向圆孔内；叶片在长期运转后，叶片根部螺栓及螺母出现 螺纹受损、失效等质量问题而需要进行T型螺栓更换作业时，必须要打磨掉前述圆柱螺母 内外两侧之内外包边工艺的玻璃布和胶粘剂，才能取出圆柱螺母更换；由于叶根部位连接 在风力发电机轮毂内部，操作空间狭小，且前提的打磨作业将带来大量灰尘及玻璃钢碎屑， 给风电机轮毂内部清洁带来极大的困扰，将影响风电机组件的运作，且更换T型螺栓的工 作难度大；此外，叶片在成型过程中，由于叶根玻纤加强铺层厚度达到90mm，在树脂灌注固 化冷却过程中易产生收缩，其结果是“叶根圆周真圆度不足，失圆”，导致圆柱螺母不能完全 嵌入螺栓孔内而浮凸出叶根壳体内外型面，圆柱螺母产生之叶片根部型面的不平，现阶段
3均使用胶粘剂填充、修整，因此增加了叶片制造过程胶粘剂的使用，以及等待胶粘剂固化时 间的增加，延长了叶片生产周期，又因技术者工艺熟练度差异，使得叶片根部型面外观品质 的质量较差。如上所述，习用的风电叶片根部T型螺栓在安装与维修更换方面确实存在著若干 的缺失，而亟待改善者；鉴于上述习用技术的缺失点，创作人凭藉著多年风电叶片领域的从 业经验，潜心思考希能解决叶根螺栓安装、后续维修及外观质量等问题，终于得出本实用新 型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带。
发明内容本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带的主要目的，在于解决习用叶片根 部螺栓完全固定，维修拆卸不易的问题，使可在出现螺栓受损、失效等质量问题时，更换螺 栓、螺母作业可迅速、简便地被执行；次一目的在改进习用叶片根部螺栓固定所消耗快速胶 粘剂和玻纤布的问题；又一目的在于改善现有叶片根部螺栓因内外包边工艺，使得叶片根 部外观局部增厚，美观性不佳的问题；本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带，采用以玻璃钢为材质之螺栓紧固 带进行进行叶片根部T型螺栓外包边；由于螺栓紧固带需要随型弯曲，故选择密度大、强度 高，结构又较柔软疏松的玻璃纤维斜纹布，搭配环氧树脂作为螺栓紧固带的材料；螺栓紧固 带尺寸为6100mm长*84mm宽，厚度约为2 3mm，预计所需手糊之玻璃纤维斜纹布层数为9 层；使用锯床依设定尺寸锯出螺栓紧固带，并使用角磨机把螺栓紧固带身及边缘的毛刺和 坑洼磨平，涂上面漆于一侧；将前述加工完成之螺栓紧固带，缠绕到叶片根部之径向圆孔 外侧一圈，钻孔铆接连接并固定在叶片根部外缘，T型螺栓紧固带可采用攻丝连接固定。另 使用硅胶填充螺栓紧固带与叶片根部圆周表面之间的缝隙(紧固带侧边)，并于侧边涂抹 成圆弧角；另在风电叶片根部型腔内侧，用硅胶填充圆柱螺母与径向圆孔之间隙并抹平，保 证叶片根部型腔内侧外观平滑。运用本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带，其具体功效为改善前根部 快速胶粘剂用量约为10kg，玻璃纤维斜纹布的消耗约为6kg，手糊胶的消耗约为6kg ；改善 后玻璃纤维斜纹布消耗为0. 7kg，手糊胶消耗为0. 7kg，减少了胶粘剂和玻纤布的用量，降 低了成本；此外，由于该螺栓紧固带预先制作好，待T型螺栓连接后需行包边作业时可直接 安装，如此简化了习用手糊操作工序，并缩短了叶片生产周期；更重要的是应用本创作之 螺栓紧固带，使得根部T型螺栓在需要更换时，可迅速、简便地进行拆卸及更换作业。兹举出本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带的附图说明及具体实施方 式，以协助专利审查委员对本创作的技术特征及内容做了解，敬请参见如下的陈述
图1为本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带之实施示意图；图Ia为图1之叶片根部放大示意图；图2为本实用新型创作风电叶片根部T型螺栓紧固带之另一视角之实施示意图；图2a为图2螺栓紧固带之搭接固定部之放大示意图。
具体实施方式
图1至图2标号说明风电叶片10、叶片根部20、双头螺栓30、圆柱螺母40、螺栓 紧固带50、搭接固定部60、径向圆孔70 ；请参阅图1、2所示兹依下列步骤来解说本创作风电叶片根部T型螺栓紧固带之 创作内容1、首先，根据风电叶片10之叶片根部20直径，确定以玻璃钢为材质之螺栓紧固带 50长度(圆周长)，以本公司Aerodynl. 5丽风电叶片10产品为例，该螺栓紧固带50长度 设定为6100_ ；2、由于容置圆柱螺母40之径向圆孔70孔径为65mm，玻璃钢螺栓紧固带50只需稍 微覆盖住圆柱螺母40即可，故设置螺栓紧固带50之宽度为85mm。螺栓紧固带50必须具 有一定强度，且柔韧以便于弯曲，故设置螺栓紧固带50的厚度为2 3mm。3、螺栓紧固带50采用低克重的玻璃纤维斜纹布糊制，待树脂固化后切割成85mm 宽6100mm的长带体，并使用角磨机将螺栓紧固带50带身及周边的毛刺和坑洼磨平；并在螺 栓紧固带50安装前，在玻璃纤维斜纹布的一侧粘上美纹纸防止其受到沾污，使螺栓紧固带 50安装于叶片根部20之径向圆孔70外周缘上时得以平整贴合。4、安装叶片根部20之螺栓紧固带50，首先在螺栓紧固带50的左右两侧涂上快速 胶粘剂，然后将其缠绕到径向圆孔70外侧一圈，拉紧并擦去多余的快速胶粘剂，然后在螺 栓紧固带50头尾相接处以搭接方式设置搭接固定部60，然后钻孔并以铆钉枪铆固搭接固 定部60，使螺栓紧固带50得紧贴固定于叶片根部20之径向圆孔70外侧。5、用硅胶填充叶片根部20外周缘与螺栓紧固带50之间的缝隙(系指螺栓紧固带 50两端边)，并抹成圆弧角。6、另在风电叶片10之叶片根部20型腔内侧，用硅胶填充圆柱螺母40与径向圆孔 70之间隙并抹平，保证叶片根部20型腔内侧外观平滑。反之，当遇叶片根部20之双头螺栓30出现螺纹受损、失效等质量问题而需要进行 双头螺栓30、圆柱螺母40更换作业时，此时，可藉由拆卸叶片根部20外周缘的螺栓紧固带 50，即可取出叶片根部20径向圆孔70之圆柱螺母40更换之；抑或是不拆螺栓紧固带50， 采取刮除叶片根部20内侧所填充于圆柱螺母40与径向圆孔70间隙之硅胶，使圆柱螺母40 得以自叶片根部20内侧被取出，行圆柱螺母40更换作业。又，如图2a所示，或有圆柱螺母40凸出于叶片根部20外周缘，可使用螺栓紧固带 50覆盖而形成均勻之圆周外观，不需填补粘接剂等修整作业，节省人、物力。
权利要求一种风电叶片根部T型螺栓紧固带，其特征乃在于采用以玻璃钢为材质之螺栓紧固带进行叶片根部T型螺栓外包边；将预制完成之螺栓紧固带直接缠绕到叶片根部之径向圆孔外侧一圈，钻孔铆合连接并固定在叶片根部外缘；再使用硅胶填充螺栓紧固带与叶根外圆周之间的缝隙，平滑涂抹成圆弧角；另在风电叶片根部型腔内侧，用硅胶填充圆柱螺母与径向圆孔之间隙并抹平，保证叶片根部型腔内侧外观平滑，完成叶片根部T型螺栓的安装与固定。
2.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带可采 用玻璃纤维斜纹布及环氧树脂制成。
3.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带的尺 寸可为6100mm长、84mm宽。
4.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带的厚 度尺寸可为2 3mm。
5.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带使用 之玻璃纤维布层数可为9层。
6.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带可采 用攻丝连接固定。
7.根据权利要求1所述的风电叶片根部T型螺栓紧固带，其中，该T型螺栓紧固带可于 带体一面涂上面漆。
专利摘要一种风电叶片根部T型螺栓紧固带，应用于风电机叶片之叶根外周缘，用以覆盖该圆周表面之径向圆孔，固定并保护圆孔内之圆柱螺母；双头螺栓与圆柱螺母搭配呈T型螺栓结构下，采预制成形之螺栓紧固带，缠绕于叶片根部之径向圆孔外侧，螺栓紧固带系整圈平整铺设于叶根外周缘，将紧固带拉紧后并头尾搭接，以钻孔并使用铆钉枪铆合固定；于螺栓紧固带左右两侧涂上硅胶，并在叶片根部内侧以硅胶填充圆柱螺母与径向圆孔之间隙并抹平，达到圆柱螺母固定并提供双头螺栓螺合于叶片根部上；藉前述螺栓紧固带，可使风电叶片在出现根部螺栓受损、失效等问题时，更换螺栓(母)作业可迅速、简便地被执行；并收胶粘剂和玻纤布节约及叶片外观之美观性为其目的者。
文档编号F03D11/00GK201714589SQ20092028676
公开日2011年1月19日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者刘建波, 吴迪, 成源, 李嶙 申请人:力仓风力设备(上海)有限公司