[发明专利]预埋螺栓、预制叶根、叶片及其成型方法和风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术，尤其涉及一种预埋螺栓、预制叶根、叶片及其成型方法和风力发电机组。

背景技术

风力发电机组包括固定设置的塔筒，由塔筒支撑的机舱，与机舱主轴固定连接的轮毂，设置在轮毂上的叶片。叶片上与轮毂固定连接的部分为叶根，叶片上最远离轮毂的部分为叶尖。叶片是风电机组中最为重要的部件之一，叶片性能的好坏将直接影响整机的质量。就叶片研究而言，叶根部分是结构设计优先考虑的一部分，因为叶根部分不但要承担整个叶片的重量和各种载荷，而且是叶片与风力发电机组其他部分发生联系的最直接的连接部件。

就现有技术中，叶片与轮毂的连接有两种方式：第一、使用T型螺栓。具体为：在叶片加工完成之后，在叶片根部打T型孔，去除T型螺栓所占的材料，并将T型螺栓装入，最后填胶，铺布密封。第二，使用预埋螺母或螺套。具体为：在叶片根部制作的过程中，将金属螺母或者螺套埋入，预埋件中间在周向方向添加泡沫楔块。

使用T型螺栓的方法存在下述问题：使用T型螺栓不仅会破坏叶片根部原有的纤维结构，大大降低叶片的强度和刚度，同时由于去除的材料较多，所以附加的金属材料重量也较大。这样在设计时，就必然的要加大叶根直径和增加叶根厚度。

使用预埋螺母或螺套的方法存在下述问题：预埋工艺难度大，且附加的金属材料重量大。

发明内容

本发明提供一种预埋螺栓、预制叶根、叶片及其成型方法和风力发电机组，用于优化现有叶片的结构，改善叶根部的力学环境，尽量少的增加叶根部的附加重量。

本发明第一方面提供了一种预埋螺栓，其中，

包括一体成型、杆状的螺纹部和预埋部，所述螺纹部设置有外螺纹，所述预埋部的尾部具有向外侧伸出的凸起；

所述螺纹部用于伸出风电机组叶片的预制叶根，所述预埋部用于预埋固定在所述预制叶根内部。

如上所述的预埋螺栓，优选的是，

所述凸起的端部朝向所述螺纹部弯折。

如上所述的预埋螺栓，优选的是，还包括，

过渡部，表面光滑，且位于所述螺纹部和所述预埋部之间。

如上所述的预埋螺栓，优选的是，所述凸起的数量不少于两个，沿着所述预埋部的中轴线旋转对称设置。

上述技术方案提供的预埋螺栓，在强度和刚度性能上，要优于其他的传统设计方法使用的T型螺栓、预埋螺母或螺套，同时可以有效的控制叶片的附加质量。

本发明第二方面提供了一种预制叶根，其中，

呈圆柱状或锥台状，所述预制叶根内部预埋有本发明任意提供的预埋螺栓。

采用上述预埋螺栓后，叶根部位的预埋深度要浅于现有技术中的预埋深度，从而优化现有了叶片的结构，改善叶根部的力学环境，对于叶片的减重和减薄也有利好的作用。

本发明第三方面提供了一种叶片，其中，包括叶片主体以及本发明所提供的预制叶根，所述叶片主体和所述预制叶根固化成型以形成完整的叶片。

上述技术方案提供的叶片，因预埋螺栓引起的叶根部位的附加重量较少，叶片性能好。

本发明第四方面提供了一种风力发电机组，其中，包括本发明所提供的叶片。

上述技术方案提供的风力发电机组，其叶片上的附加重量较少，叶片性能好，整个风电机组的性能也得以优化。

本发明第五方面提供了一种叶片成型方法，其中，

制作预埋螺栓；其中，包括一体成型、杆状的螺纹部和预埋部，所述螺纹部设置有外螺纹，所述预埋部的尾部具有向外侧伸出的凸起；所述螺纹部用于伸出风电机组叶片的预制叶根，所述预埋部用于预埋固定在所述预制叶根内部；

采用定位工装组件固定预埋螺栓，其中，所述定位工装组件与预制叶根匹配，以将所述预埋螺栓按照预埋在所述预制叶根上的位置固定，以形成一个预制叶根；

将所述具有预埋螺栓的预制叶根与所述叶片主体一起固化成型，形成整个叶片。

如上所述的叶片成型方法，优选的是，所述定位工装组件为整圆型法兰或两个拼凑成整圆的半圆型法兰。

上述技术方案提供了一种新的叶片成型工艺方法，将预制叶根和叶片主体分开成型，可以解放叶片生产工艺，提供更多生产选择，对节约工时，控制成本有益。

附图说明

图1a为本发明实施例一提供的预埋螺栓的结构主视图；；

图1b为图1a的俯视图；

图1c为图1a的左视图；

图2a为本发明实施例二提供的预制叶根在叶片上的位置示意图；

图2b为图2a中的B局部放大示意图；

图2c为图2b的C向视图；