叶片叶根的连接结构、风力发电机及风电叶片的生产方法与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种叶片叶根的连接结构、风力发电机及风电叶片的生产方法。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械能，机械能带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般由风机、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。其中，风机布置有多个叶片，风机叶片在风力作用下带动转子旋转，来促使发电机发电。
3.现有技术中，风机叶片通过根部双头螺柱与变桨轴承连接，实现风机的装配。目前，叶根螺栓通常采用预埋螺栓套的方式，叶根螺栓与预埋螺栓套配合，以实现叶片叶根与变桨轴承的连接。因此，预埋螺栓套和叶根螺栓在风电叶片中起着至关重要的作用。
4.但是，在风电叶片的运输和运行过程中，根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中。然而从叶根处取出预埋螺栓套较为困难，从而导致断裂的根部螺栓难以取出。
5.因此，如何解决现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种叶片叶根的连接结构、风力发电机及风电叶片的生产方法，通过利用第一衬套将叶根连接件安装于叶片根部，从而便于取出叶根连接件，用以解决现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题。
7.为了实现上述目的，本发明提供一种叶片叶根的连接结构，包括：
8.第一衬套，设置有可安装在叶根预设安装孔内且与所述预设安装孔可拆卸连接的连接结构；
9.衬套安装孔，用于安装叶根连接件，所述衬套安装孔设置于所述第一衬套中，所述衬套安装孔沿所述第一衬套的轴向设置。
10.根据本发明提供的叶片叶根的连接结构，所述衬套安装孔设有第一内螺纹，所述叶根连接件设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹。
11.根据本发明提供的叶片叶根的连接结构，所述第一衬套的第一端设有多边形结构，所述多边形结构用于与安装工具相适配。
12.本发明还提供一种风力发电机，包括至少一个风电叶片，所述风电叶片包括：
13.预设安装孔，设置于叶片叶根的端面上；
14.如上述任一项所述的叶片叶根的连接结构。
15.根据本发明提供的风力发电机，所述第一衬套的第一端伸出所述预设安装孔外。
16.根据本发明提供的风力发电机，还包括第二衬套，所述第二衬套插设于所述叶片叶根的端面，
17.所述预设安装孔设置于所述第二衬套中，所述预设安装孔沿所述第二衬套的轴向设置。
18.根据本发明提供的风力发电机，所述预设安装孔设有第二内螺纹，所述第一衬套设有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹。
19.根据本发明提供的风力发电机，所述叶根连接件的端面设有用于供安装工具插入的凹槽，所述凹槽设置在所述叶根连接件靠近所述第一衬套的第二端的一侧。
20.根据本发明提供的风力发电机，所述第二衬套预埋于所述叶片叶根。
21.本发明还提供一种风电叶片的生产方法，包括以下步骤：
22.预备至少一个第一衬套，以及至少一个叶根连接件；
23.在风电叶片叶根的端面上加工预设安装孔；
24.将所述第一衬套安装于所述预设安装孔中，然后将所述叶根连接件安装于所述第一衬套中；其中，所述第一衬套与所述预设安装孔可拆卸连接。
25.本发明提供的叶片叶根的连接结构，包括：第一衬套，设置有可安装在叶根预设安装孔内且与预设安装孔可拆卸连接的连接结构；衬套安装孔，用于安装叶根连接件，衬套安装孔设置于第一衬套中，衬套安装孔沿第一衬套的轴向设置。
26.如此设置，先在叶片根部安装第一衬套，将第一衬套安装于预设安装孔中。然后安装叶根连接件，将叶根连接件安装于第一衬套中。在叶片的运输和运行过程中，若叶根连接件发生断裂，则会断裂于第一衬套中。由于第一衬套可拆卸地安装于预设安装孔中，可方便地从叶根处取下第一衬套。此时拆下第一衬套，即可连同断裂的叶根连接件一起取出。这样操作非常方便，能够快速实现叶根连接件的安装与更换，便于装配和维修，大大提高了生产效率，为批量化生产提供了坚实的基础，从而解决了现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题。此外，加入第一衬套，还能在一定程度上加强叶根连接件处的连接刚度，提高叶片的结构性能，保证叶片质量，延长叶片使用寿命。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明提供的一种实施例中的叶片叶根的连接结构示意图；
29.图2是本发明提供的第一衬套的结构示意图；
30.图3是本发明提供的第二衬套的结构示意图；
31.图4是本发明提供的另一种实施例中的叶片叶根的连接结构示意图；
32.附图标记：
33.1：第一衬套；11：第一端；12：第二端；2：第二衬套；3：预设安装孔；4：衬套安装孔；5：叶根连接件；6：第二内螺纹；7：第二外螺纹；8：第一内螺纹。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.下面结合图1至图4描述本发明的叶片叶根的连接结构。
36.如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种叶片叶根的连接结构，包括第一衬套1，以及衬套安装孔4。具体来说，如图4所示，第一衬套1设置有可安装在叶根预设安装孔3内且与该预设安装孔3可拆卸连接的连接结构，从而能够轻松地从叶根处拆下第一衬套1。如图2所示，衬套安装孔4设置于第一衬套1中，衬套安装孔4用于安装叶根连接件5。其中，衬套安装孔4沿第一衬套1的轴向设置。需要说明的是，以如图2所示的第一衬套1的摆放位置来说，图中左右方向即为第一衬套1的轴线方向。
37.如此设置，先在叶片根部安装第一衬套1，将第一衬套1安装于预设安装孔3中。然后安装叶根连接件5，将叶根连接件5安装于第一衬套1中。在叶片的运输和运行过程中，若叶根连接件5发生断裂，则会断裂于第一衬套1中。由于第一衬套1可拆卸地安装于预设安装孔3中，可方便地从叶根处取下第一衬套1。此时拆下第一衬套1，即可连同断裂的叶根连接件5一起取出。这样操作非常方便，能够快速实现叶根连接件5的安装与更换，便于装配和维修，大大提高了生产效率，为批量化生产提供了坚实的基础，从而解决了现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题。此外，加入第一衬套1，还能在一定程度上加强叶根连接件5处的连接刚度，提高叶片的结构性能，保证叶片质量，延长叶片使用寿命。
38.在本发明实施例中，如图2所示，衬套安装孔4设有第一内螺纹8。相应地，叶根连接件5设有与第一内螺纹8相配合的第一外螺纹。例如，叶根连接件5采用双头螺柱，将双头螺柱旋入第一衬套1，即可完成根部螺栓的安装，操作简便。
39.于本发明实施例中，第一衬套1的第一端11设有多边形结构，多边形结构用于与安装工具相适配。其中，多边形结构的具体形式需根据配套使用的安装工具对应设计。例如，如图2所示，可在第一衬套1的第一端11即第一衬套1的左端设置六边形结构，可与内六角扳手相配合，方便扳手工具操作，便于取下第一衬套1。
40.下面对本发明提供的风力发电机进行描述，下文描述的风力发电机与上文描述的叶片叶根的连接结构可相互对应参照。
41.本发明实施例还提供了一种风力发电机，包括至少一个风电叶片，该风电叶片包括预设安装孔3，以及如上述各实施例中的叶片叶根的连接结构。具体地，如图4所示，预设安装孔3设置于叶片叶根的端面上。例如，可在叶根端面玻璃钢打孔，加工出所需的预设安装孔3。其中，预设安装孔3的大小、数量和位置等参数可根据实际设计要求确定。第一衬套1设置有可安装在预设安装孔3内且与该预设安装孔3可拆卸连接的连接结构。衬套安装孔4设置于第一衬套1中，衬套安装孔4用于安装叶根连接件5。其中，衬套安装孔4沿第一衬套1的轴向设置。
42.如此设置，先在叶片根部安装第一衬套1，将第一衬套1安装于预设安装孔3中。然后安装叶根连接件5，将叶根连接件5安装于第一衬套1中。在叶片的运输和运行过程中，若
叶根连接件5发生断裂，则会断裂于第一衬套1中。由于第一衬套1可拆卸地安装于预设安装孔3中，可方便地从叶根处取下第一衬套1。此时拆下第一衬套1，即可连同断裂的叶根连接件5一起取出。这样操作非常方便，能够快速实现叶根连接件5的安装与更换，便于装配和维修，大大提高了生产效率，为批量化生产提供了坚实的基础，从而解决了现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题。该有益效果的推导过程和上述叶片叶根的连接结构的有益效果的推导过程大致类似，故在此不再赘述。
43.在本发明实施例中，如图4所示，第一衬套1的第一端11即第一衬套1的下端伸出预设安装孔3外。这样设置，第一衬套1的端部露出根部端面外，方便在其上使用工具操作，拆下第一衬套1，从而能够快速取出断裂的叶根连接件5。需要说明的是，以如图4所示的叶片叶根的连接结构的摆放位置来说，图中上下方向即为所指上下方位，图中第一衬套1的下端即为第一衬套1的第一端11，图中第一衬套1的上端即为第一衬套1的第二端12。此外，如图4所示，可在第一衬套1的第二端12即第一衬套1的上端安装堵头进行密封，防止在叶片加工过程中，叶片材料进入第一衬套1中。需要说明的是，以如图2所示的第一衬套1的摆放位置来说，图中第一衬套1的左端即为第一衬套1的第一端11，图中第一衬套1的右端即为第一衬套1的第二端12。
44.在本发明的另一实施例中，如图1所示，风力发电机还包括第二衬套2。具体地，第二衬套2插设于叶片叶根的端面。如图1所示，第二衬套2安装于叶片叶根内，其中，第二衬套2的下端面可与叶片根部端面相平齐。如图3所示，预设安装孔3设置于第二衬套2中，预设安装孔3沿第二衬套2的轴向设置。如此设置，安装时，将第二衬套2装入叶片根部，然后将第一衬套1装入第二衬套2中，且第一衬套1与第二衬套2可拆卸连接，最后再将叶根连接件5装入第一衬套1中。这样构成套装在一起的内外衬套的连接形式，若叶根连接件5断裂于第一衬套1中，从第二衬套2取下第一衬套1即可，方便断裂的叶根连接件5取出。而且，内外衬套结构还可进一步增加叶片根部连接强度，有效提高叶片使用寿命，降低运维成本。需要说明的是，以如图3所示的第二衬套2的摆放位置来说，图中左右方向即为第二衬套2的轴线方向。此外，如图1所示，可在第一衬套1和第二衬套2的上端安装堵头进行密封，防止在叶片加工过程中，叶片材料进入第一衬套1和第二衬套2中。需要说明的是，以如图1所示的叶片叶根的连接结构的摆放位置来说，图中上下方向即为所指上下方位。
45.具体地，第一衬套1、第二衬套2可采用钢材加工而成。为了更好地与叶片如玻璃钢叶片等连接，如图3所示，第二衬套2的外壁设有若干凹陷部，可用于缠绕纱线。通过此结构增大了第二衬套2与周围叶片材料的接触面积，提高抗拉拔力。其中，各个凹陷部的形状可为圆弧形、方形或梯形等，其具体结构可根据实际设计要求而定。
46.于本发明的具体实施例中，预设安装孔3设有第二内螺纹6，具体地，可在叶片根部采用先打孔后攻丝的方式，将叶根端面玻璃钢加工出带有第二内螺纹6的预设安装孔3。对应地，如图2所示，第一衬套1设有与第二内螺纹6相配合的第二外螺纹7，以形成与预设安装孔3可拆卸连接的连接结构。如此构成螺纹连接，如图4所示，安装时将第一衬套1旋入叶根即可，结构简单实用，便于操作。在另一实施例中，若叶片叶根的连接结构还包括第二衬套2，则将第二衬套2安装在叶根内，在第二衬套2的内壁加工出螺纹孔，以形成带有第二内螺纹6的预设安装孔3。安装时，如图1所示，将第一衬套1旋入第二衬套2中。
47.在本发明的可选实施例中，叶根连接件5的端面设有用于供安装工具插入的凹槽，
凹槽设置在叶根连接件5靠近第一衬套1的第二端12的一侧。具体地，如图1所示，叶根连接件5的上端面设有凹槽，该凹槽位于靠近第一衬套1的第二端12的位置处。若叶根连接件5断裂于第一衬套1中，拆下第一衬套1后，可将安装工具插入凹槽中，便于从第一衬套1的第二端12操作，取出断裂的叶根连接件5。其中，凹槽可为“一”字槽或“十”字槽等，与对应的工具配合使用。需要说明的是，以如图1所示的叶片叶根的连接结构的摆放位置来说，图中上下方向即为所指上下方位。
48.于本发明的具体实施例中，第二衬套2预埋于叶片叶根。如此设置，可采用预埋工艺，将第二衬套2和叶根预埋，然后一起灌注到叶片中。
49.结合上述各实施例，对本发明的风力发电机进行具体的说明。在本发明的一种实施例中，如图1所示，风力发电机包括至少一个风电叶片，该风电叶片包括预设安装孔3，以及叶片叶根的连接结构。叶片叶根的连接结构包括第一衬套1、第二衬套2以及叶根连接件5等。具体地，第二衬套2预埋于叶片叶根，第二衬套2外设置有凹陷部，以便增加与周围叶片材料的接触面积。第二衬套2内设置有预设安装孔3，预设安装孔3沿第二衬套2的轴向设置，第一衬套1插设于预设安装孔3中。第一衬套1内设置有衬套安装孔4，衬套安装孔4沿第一衬套1的轴向设置，叶根连接件5插设于衬套安装孔4中。预设安装孔3设置有第二内螺纹6，第一衬套1设有与第二内螺纹6相配合的第二外螺纹7，二者螺纹配合，以使第一衬套1与第二衬套2形成可拆卸连接。衬套安装孔4设置有第一内螺纹8，叶根连接件5设有与第一内螺纹8相配合的第一外螺纹，以使第一衬套1与叶根连接件5螺纹连接。
50.进一步地，如图1所示，第一衬套1的第一端11即第一衬套1的下端伸出第二衬套2端面外，从而使得第一衬套1有部分结构突出于第二衬套2端面，便于使用工具操作，方便从第二衬套2中拧下第一衬套1。并且，第一衬套1的第一端11设置有多边形结构，多边形结构用于与安装工具相适配，从而便于使用扳手等工具。
51.此外，如图1所示，在靠近第一衬套1的第二端12的一侧，即叶根连接件5的上端面设置有凹槽，用于插入安装工具。其中，凹槽可为“一”字槽或“十”字槽等。若叶根连接件5断裂于第一衬套1中，拆下第一衬套1后，可将安装工具插入凹槽中，便于从第一衬套1的第二端12操作，取出断裂的叶根连接件5。
52.这样设计，将第二衬套2预埋于叶片中，第一衬套1旋入带有第二内螺纹6的第二衬套2中，再将叶根连接件5旋入第一衬套1中，从而形成内外螺套，方便取出断裂的叶根连接件5。而且，第一衬套1露出第二衬套2端面外，方便扳手操作，将第一衬套1从第二衬套2中旋出。
53.在本发明的另一实施例中，如图4所示，风力发电机包括至少一个风电叶片，该风电叶片包括预设安装孔3，以及叶片叶根的连接结构。叶片叶根的连接结构包括第一衬套1以及叶根连接件5等。具体地，叶片叶根的端面设置有预设安装孔3，第一衬套1插设于预设安装孔3中。第一衬套1内设置有衬套安装孔4，衬套安装孔4沿第一衬套1的轴向设置，叶根连接件5插设于衬套安装孔4中。预设安装孔3设置有第二内螺纹6，第一衬套1设有与第二内螺纹6相配合的第二外螺纹7，二者螺纹配合，实现第一衬套1和叶片叶根的结合与分离。衬套安装孔4设置有第一内螺纹8，叶根连接件5设有与第一内螺纹8相配合的第一外螺纹，以使第一衬套1与叶根连接件5螺纹连接。
54.进一步地，如图4所示，第一衬套1的第一端11即第一衬套1的下端伸出预设安装孔
3外。并且，第一衬套1的第一端11设置有多边形结构，多边形结构用于与安装工具相适配。从而使得第一衬套1有部分结构突出于叶片叶根端面，便于使用工具操作，方便从叶片根部拧下第一衬套1。
55.此外，如图4所示，在靠近第一衬套1的第二端12的一侧，即叶根连接件5的上端面设置有凹槽，用于插入安装工具。其中，凹槽可为“一”字槽或“十”字槽等。若叶根连接件5断裂于第一衬套1中，拆下第一衬套1后，可将安装工具插入凹槽中，便于从第一衬套1的第二端12操作，取出断裂的叶根连接件5。
56.这样设计，在叶片根部通过采用先打孔后攻丝的方式，将叶根端面加工出带有第二内螺纹6的预设安装孔3。然后将第一衬套1旋入预设安装孔3中，再将叶根连接件5旋入第一衬套1中，从而形成螺纹连接，能够轻松地取出断裂的叶根连接件5。而且，第一衬套1露出叶片根部端面外，方便扳手操作，将第一衬套1旋出。
57.下面对本发明提供的风电叶片的生产方法进行描述，下文描述的风电叶片的生产方法与上文描述的叶片叶根的连接结构可相互对应参照。
58.本发明实施例还提供了一种风电叶片的生产方法，包括以下步骤：
59.预备至少一个第一衬套1，以及至少一个叶根连接件5，其中，第一衬套1和叶根连接件5的数量等需根据实际设计要求而定；
60.在风电叶片叶根的端面上加工预设安装孔3，例如，可在叶根采用打孔工艺形成预设安装孔3，或者，也可采用预埋衬套工艺形成预设安装孔3；
61.将第一衬套1安装于预设安装孔3中，然后将叶根连接件5安装于第一衬套1中。其中，第一衬套1与预设安装孔3可拆卸连接。
62.如此设置，先在叶片根部安装第一衬套1，将第一衬套1安装于预设安装孔3中。然后安装叶根连接件5，将叶根连接件5安装于第一衬套1中。在叶片的运输和运行过程中，若叶根连接件5发生断裂，则会断裂于第一衬套1中。由于第一衬套1可拆卸地安装于预设安装孔3中，可方便地从叶根处取下第一衬套1。此时拆下第一衬套1，即可连同断裂的叶根连接件5一起取出。这样操作非常方便，能够快速实现叶根连接件5的安装与更换，便于装配和维修，大大提高了生产效率，为批量化生产提供了坚实的基础，从而解决了现有技术中风电叶片根部螺栓容易断裂于预埋螺栓套中，导致根部螺栓难以取出的问题。该有益效果的推导过程和上述叶片叶根的连接结构的有益效果的推导过程大致类似，故在此不再赘述。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。