[实用新型]法兰及风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电技术，尤其涉及一种法兰及风力发电机组。

背景技术

风能作为一种清洁无污染可再生能源，越来越受到人们的重视，随着风力发电机组朝着大功率的发展，风机所受到的风载荷也越来越大，对风电机组的极限及疲劳强度要求也越来越高。

在风电机组中，塔筒顶部法兰是连接主机架与塔筒的重要部件，主机架承受着风力作用在叶片上的推力、扭矩及弯矩，塔筒法兰则起到传递主机架的力和力矩到塔筒上的作用。现有塔筒顶部法兰的横截面如图1所示，包括螺栓安装段1和焊接段2，所述螺栓安装段1内具有螺栓安装孔5，用于安装螺栓；所述焊接段2与塔筒间焊接，所述螺栓安装段1与焊接段2一体成型；所述焊接段2靠近法兰圆心的一侧为内侧面3，远离法兰圆心的一侧为外侧面4，所述法兰轴向、所述内侧面3和外侧面4平行；所述螺栓安装段1靠近焊接段2的一侧为螺栓接触面6，所述螺栓接触面6与内侧面3垂直，所述螺栓接触面6与内侧面3的夹角为圆角。

主机架承受的载荷复杂多变，而风电机组中塔筒顶部的法兰与塔筒的连接方式为焊接，法兰圆角及塔筒焊接面处容易出现裂纹等现象，导致现有法兰无法满足工作强度的需要。因此急需一种塔筒法兰具备足够的疲劳强度以达到延长其使用寿命的要求。

实用新型内容

本实用新型的第一个方面是提供了一种法兰，克服了现有法兰的问题，实现了疲劳强度高、使用寿命长的优点。

本实用新型采用的技术方案是：一种法兰，包括螺栓安装段和焊接段，所述焊接段靠近法兰圆心的一侧为内侧面，远离法兰圆心的一侧为外侧面，所述焊接段的内侧面和/或外侧面为斜面或圆弧面。

进一步地，所述内侧面为斜面，所述斜面远离螺栓安装段的一端向远离法兰圆心方向倾斜，所述斜面与法兰轴向成1-10度角。优选的为3-8度角。

进一步地，所述外侧面为斜面，所述斜面远离螺栓安装段的一端向法兰圆心方向倾斜，所述斜面与法兰轴向成1-10度角。优选的为3-8度角。

进一步地，所述内侧面和/或外侧面为圆弧面，圆心位于法兰内侧。

进一步地，所述螺栓安装段靠近焊接段的一侧为螺栓接触面，所述螺栓接触面与内侧面的夹角为圆角。

进一步地，所述圆角弧长为整圆周的1/8至3/4，即所述圆角的圆心角为45-270度。优选的为1/4至1/2。

本实用新型法兰结构简单、合理，克服了现有法兰焊接面易出现裂纹，导致无法满足工作强度的缺陷，通过内侧面和/或外侧面为斜面或圆弧面的设计，可以有效减少法兰焊接面的应力集中，使法兰的疲劳强度显著提高，进而提高了其使用寿命。

本实用新型的又一个方面是提供一种风力发电机组，该风力发电机组装备有上述法兰，所述法兰用于连接主机架与风电塔筒。

本实用新型风力发电机组具有可承受的工作强度大，满足风电设备大风载荷的要求。

附图说明

图1为现有法兰剖面示意图；

图2为实施例1法兰的俯视图；

图3为图2的AA向视图；

图4为实施例2法兰的截面图。

具体实施方式

实施例1

图2为实施例1法兰的俯视图；图3为图2的AA向视图。

由图2和图3可见，本实施例公开的法兰包括螺栓安装段1和焊接段2，螺栓安装段1内设置有螺栓安装孔5；焊接段2靠近法兰圆心的一侧为内侧面3，远离法兰圆心的一侧为外侧面4；焊接段2的内侧面3为斜面，内侧面3远离螺栓安装段1的一端向远离法兰圆心方向倾斜，斜面与法兰轴向成5度角。焊接段2的外侧面4为圆弧面，圆弧面的圆心位于法兰内侧的螺栓接触面上。圆弧面的设计，可以有效减少法兰焊接面的应力集中，使法兰的疲劳强度显著提高，进而提高了其使用寿命。螺栓安装段1靠近焊接段2的一侧为螺栓接触面6，螺栓接触面6与内侧面3的夹角为圆角，圆角弧长为整圆周的1/4。特定尺寸的圆角可以有效减少法兰圆角处的应力集中，从而进一步提高法兰的疲劳寿命。

实施例2

图4为实施例2法兰的截面图。