[实用新型]一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套

说明书

本实用新型提供了一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套，包括设有螺纹内孔的套体，套体的根部开设有环槽，环槽包括圆台形槽以及位于圆台形槽外周的第一环形槽，圆台形槽和第一环形槽均与螺纹内孔同轴，圆台形槽与第一环形槽之间通过与螺纹内孔同轴的第二环形槽连通，第二环形槽的槽深浅于第一环形槽。本实用新型提供的一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套，能够改善螺栓螺纹的受力情况，将螺栓的拉力均匀分散在螺栓的大部分螺牙上，从而大幅提高螺栓的疲劳强度。

技术领域

本实用新型涉及一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套，属于紧固件领域。

背景技术

随着风电机组的不断运行，风力发电机组叶片连接螺栓断裂问题已经成为影响风电机组运行安全的突出问题。为了解决该问题，各个单位及螺栓生产厂家都进行了大量的失效原因分析研究。但是目前存在以下问题：第一，施工单位将研究重心集中在螺栓安装的施工工艺上，认为不同的施工工艺会导致螺栓的预紧力达不到设计要求，螺栓发生了早期疲劳。第二，螺栓厂家将重心放在研究螺栓的本身质量问题上，包括材料，热处理工艺，强度等对螺栓断裂的影响。第三，风力发电生产厂家将重心放在螺栓的载荷计算和仿真上。上述3个研究虽然一定程度上提高了螺栓连接的可靠型，但是并没有解决目前叶片螺栓早期断裂的问题。同一批螺栓，同一台机组，按照相同的施工工艺进行施工，但是还是出现了叶片没有特定位置的叶片螺栓断裂问题。显然，叶片螺栓断裂的问题还有其他影响。

图1是目前常见的风电机组叶片根部螺栓连接示意图：叶片根部1内部原先安装T型螺栓套2，双头螺柱3一端旋转入T型螺栓套2中，一端穿过变桨轴承法兰4，用螺母5固定，通过该螺栓连接将叶片根部和变桨轴承固定为一体。通过大量的叶根螺栓断裂案例统计及分析，80％的螺栓断裂发生在叶片根部T型螺栓套中，而且断裂位置都在螺纹底部的前2扣处。通过分析发现：第一，由于螺栓和螺栓套的螺距加工误差很难避免，螺栓在实际受力中也主要依靠螺栓底部的螺纹承受。螺纹的受力变形如图2所示。第二，叶片在运行过程中有变形，T型螺栓套的刚度远大于螺栓的刚度，螺栓会发生轻微弯曲，这种变形更加剧了螺栓螺牙的受力不均。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套，能够改善螺栓螺纹的受力情况，将螺栓的拉力均匀分散在螺栓的大部分螺牙上，从而大幅提高螺栓的疲劳强度。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套，包括设有螺纹内孔的套体，套体的根部开设有环槽，环槽包括圆台形槽以及位于圆台形槽外周的第一环形槽，圆台形槽和第一环形槽均与螺纹内孔同轴，圆台形槽与第一环形槽之间通过与螺纹内孔同轴的第二环形槽连通，第二环形槽的槽深浅于第一环形槽。

作为本实用新型对上述方案的优选，圆台形槽的母线和轴所成角度α的范围为3～6°。

作为本实用新型对上述方案的优选，圆台形槽的深度为螺纹内孔的孔深的1/10～2/10。

作为本实用新型对上述方案的优选，第一环形槽的槽深为螺纹内孔的孔深的1/10～3/10。

作为本实用新型对上述方案的优选，第二环形槽的槽深为第一环形槽的槽深的1/6～1/4。

本实用新型基于其技术方案所具有的有益效果在于：

(1)本实用新型提供的具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套在螺纹内孔的底部设置倒角，形成圆台形槽，可以减少底部螺牙的受力，将螺栓拉力传递至螺栓上部的螺纹；

(2)本实用新型提供的具有均载功能的风力发电机组叶根连接螺栓套的套体底部还加工有一圈通过第二环形槽与倒角相通的第一环形槽，能够降低螺栓套底部的刚度，当叶根发生变形时，螺栓套和螺栓一致均匀受力，保证螺栓螺牙的受力分布均匀性，从而有效避免螺栓断裂。

附图说明

图1是现有技术中风电机组叶片根部螺栓连接示意图。