专利名称：组合式叶根结构装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机的叶片，尤其是一种风力发电机 的叶片与轮毂连接的结构装置。
背景技术：
风力机叶片是风力发电机组最关键的部件之一，叶片通过叶根连 接到轮毂上。由于叶片要承受较大、多变的风力载荷，而且重力变化、 惯性力变化相当复杂，所以，叶片、叶根的疲劳特性十分重要。为了 减轻叶片的重力，绝大多数叶片采用玻璃纤维增强塑料、炭纤维增强 塑料等复合材料。叶片采用复合材料制造后，给叶片与轮毂的连接带 来了困难。为了解决叶片与轮毂的连接问题，常采用两种叶根结构。
第一种是丹麦LM公司的螺纹件预埋式叶根，在叶片成型过程中， 直接将经过特殊表面处理的螺纹件预埋在壳体中，避免了对叶片材料 结构层的加工损伤，其缺点是每个螺纹件的定位必须准确。第二种是 荷兰CTC公司的钻孔组装式叶根，叶片成型后，用专用钻床和工装在 叶根部位钻孔后，再将螺纹装入。这种方式会在叶片根部的复合材料 结构层上加工出几十个孔，破坏了材料结构的整体性，大大降低了叶 片根部的结构强度，而且螺纹的垂直度不易保证，容易给现场组装带 来困难。
上述两种叶根结构还有一个共同的缺点。由于叶根连接螺纹、或者连接孔位于叶根圆周上，叶根直接安装在桨叶轴承内圈上，因此， 必须根据桨叶轴承强度和叶根强度最小者，确定叶根的连接尺寸。对 于不同的风力发电机来说，风轮额定转速不同时，桨叶尺寸存在较大 差异，桨叶轴承的载荷决定了轴承的结构和尺寸大小。当轴承尺寸与 叶根尺寸不匹配时，必须增大叶根尺寸、或者轴承尺寸，才能保证叶 根与轴承的正常连接。无论增加叶根尺寸还是轴承尺寸，都会带来风 机重量和成本的增加。
发明内容
本实用新型是要提供一种组合式叶根结构装置，该叶根允许桨叶 轴承和叶根各自根据设计要求确定结构尺寸，然后通过法兰过渡连接 方式，协调轴承尺寸与叶根尺寸的变化和不同，也可以克服现有丹麦
LM公司的螺纹件预埋式叶根和荷兰CTC公司的钻孔组装式叶根存在 的缺陷，降低成本。
本实用新型的技术方案是 一种组合式叶根结构装置，包括法兰，
其特点是法兰外圆边或内圆边的平面上沿圆周布设有多个阶梯圆 柱，阶梯圆柱上开有至少一个与叶根连接的阶梯槽。
阶梯圆柱的数量根据不同风机功率的大小确认，并在法兰圆周上 均匀布置；阶梯圆柱与法兰冲压成型或者压铸成型成一体；法兰上沿 圆周均匀分布多个用于法兰与桨叶轴承内圈连接的螺栓孔；法兰连接 方式和法兰连接尺寸根据桨叶轴承和叶根结构尺寸确定；法兰与桨叶 浇铸或注胶成一体。
本实用新型的有益效果是本发明采用预埋组合式法兰叶根连接方式后，避免了桨叶轴承或叶根尺寸的增加，避免了在叶根上加工圆 孔，提高了叶根与桨叶轴承的连接精度，降低了桨叶成本。
图l是外法兰叶根剖视图； 图2是外法兰结构立体示意图； 图3是内法兰叶根剖视图； 图4内法兰结构立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图4所示，本实用新型的组合式叶根结构装置，包括法 兰3，阶梯圆柱l。法兰3外圆边或内圆边的平面上沿圆周布设有若 干个阶梯圆柱1，阶梯圆柱1上开有至少一个与叶根2连接的阶梯槽。
如图l，图2所示，为外法兰预埋式组合法兰叶根的结构形式， 用于桨叶结构尺寸小、轴承结构尺寸大的场合。
如图3，图4所示，为内法兰预埋式组合法兰叶根的结构形式， 用于桨叶结构尺寸大、轴承结构尺寸小的场合。
如图l，图3所示，无论外法兰还是内法兰预埋式组合法兰叶根， 根据不同风机功率的大小，几十个(例如1.25丽风机使用44个)阶 梯圆柱l在圆周上均匀布置，如图2、图4所示，并与叶根2上对应 的阶梯孔配合。阶梯圆柱1与法兰3固定连接，可以采用一次冲压成 型、或者压铸成型制造方式，以保证阶梯圆柱1与法兰3的连接强度。 对于大功率风力发电机组，阶梯圆柱l可以采用多阶梯结构，以提高法兰与桨叶的连接强度。法兰3上沿圆周均匀分布10个以上、用于 法兰与桨叶轴承内圈连接使用的螺栓孔4。
本实用新型的组合式叶根结构装置的制造过程为(1)冲压成型、
或压铸成型，包括法兰内外圆柱面和沿圆周均匀分布的几十个阶梯圆
柱；(2)经过机械加工完成法兰3的两个端面和外圆面；(3)加工螺 栓孔4; (4)将法兰4放入模具，与桨叶一起注胶成型。上述制造过 程对法兰毛坯精度要求降低，即使阶梯圆柱1的尺寸、形状和位置存 在较大的误差，对叶根最终的精度也不会产生影响。
以1.25丽风力发电机组为例，采用本发明的预埋组合式法兰叶 根连接方式后，如果法兰采用铝合金材料制造，连同阶梯圆柱l的总 重量约为200kg，但避免了桨叶轴承或叶根尺寸的增加，避免了在叶 根上加工圆？L，提高了叶根与桨叶轴承的连接精度，桨叶成本不会增 加，反而还会降低。
权利要求1.一种组合式叶根结构装置，包括法兰(3)，其特征在于所述法兰(3)外圆边或内圆边的平面上沿圆周布设有多个阶梯圆柱(1)，所述阶梯圆柱(1)上开有至少一个与叶根连接的阶梯槽。
2. 根据权利要求1所述的组合式叶根结构装置，其特征在于所述阶梯圆柱(1)在风力机的功率大于1丽时的数量大于30个，并在法 兰(3)圆周上均匀布置。
3. 根据权利要求1或2所述的组合式叶根结构装置，其特征在于 所述阶梯圆柱(1)与法兰(3)冲压成型或者压铸成型成一体。
4. 根据权利要求1所述的风力机预埋式法兰叶根，其特征在于所述法兰(3)上沿圆周均匀分布10个以上、用于法兰与桨叶轴承内圈 连接的螺栓孔(4)。
5. 根据权利要求1所述的组合式叶根结构装置，其特征在于所述法兰其连接方式和连接尺寸由桨叶轴承和叶根结构尺寸确定。
6. 根据权利要求1或4所述的组合式叶根结构装置，其特征在于 所述法兰(4)与桨叶浇铸或注胶成一体。
专利摘要本实用新型涉及一种组合式叶根结构装置，包括法兰，其特点是法兰外圆边或内圆边的平面上沿圆周布设有若干个阶梯圆柱，阶梯圆柱上开有至少一个与叶根连接的阶梯槽。本实用新型采用预埋组合式法兰叶根连接方式后，避免了桨叶轴承或叶根尺寸的增加，避免了在叶根上加工圆孔，提高了叶根与桨叶轴承的连接精度，降低了桨叶成本。
文档编号F03D1/06GK201292912SQ200820155829
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者珂 张, 张锁怀, 张长友, 陈舜青 申请人:上海应用技术学院