一种风力发电机组叶片根部连接结构的制作方法

本发明涉及风力发电机组叶片安装，具体为一种风力发电机组叶片根部连接结构。

背景技术：

1、叶片作为风力发电机组捕获风能的核心构件，叶片根部连接结构是衔接叶片与机舱主体的关键承载部位，主要承担扭矩传递、交变风载荷承载及叶片定位安装的重要作用，其结构可靠性直接决定整机运行安全与服役寿命。

2、现有风机叶片根部大多采用法兰螺栓直接对接固定的连接方式，叶片工作过程中，自然风力随机波动、风向频繁变化，使叶片持续承受不规则的交变载荷、冲击载荷以及扭转载荷，该类载荷长期循环作用于根部连接螺栓组上，经过长时间服役使用，螺栓极易出现松弛松动现象，在螺栓发生松动后，会导致叶片法兰对接处产生装配间隙，机组运转过程中间隙反复开合，从而加剧连接位置的冲击磨损，造成法兰面磕碰损伤，大幅降低连接结构的刚度与工作稳定性；且现有连接结构的绝大部分载荷直接由螺栓组承担，进一步增大螺栓的实际承载负荷，加速螺栓疲劳失效，存在叶片连接失效的重大安全隐患，除此之外，现有设备的叶片变桨调节机构与叶片根部连接结构多为相互独立的分体式布置，变桨驱动、传动单元与根部支承部件分开放置，结构布局分散、零部件集成度低，轮毂内部空间本就十分有限，分体布置进一步挤占内部空间，零部件数量多，野外风沙、潮湿环境下故障点多，也不利于后续故障排查与维护保养，同时传统分体式变桨方案多采用单叶片独立驱动，各叶片变桨动作依靠电气信号同步，受电气控制误差、零部件加工装配偏差影响，易出现各叶片桨距角不一致，引发机组不平衡振动，降低风能利用效率。

3、为此，我们提供了一种风力发电机组叶片根部连接结构，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种风力发电机组叶片根部连接结构，通过集成式变桨传动结构和叶片根部弹性防松承载结构的配合，解决了现有技术中叶片根部螺栓易松动磨损、载荷集中且变桨与连接结构集成度低、稳定性差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机组叶片根部连接结构，包括第一筒体、若干等距设置于第一筒体侧面的第二筒体、沿若干所述第二筒体中心轴处设置的若干第三筒体、设置于所述第一筒体一端的变桨机构，变桨机构包括架体和第四杆体，所述架体的外侧等距设置有若干传动连杆机构，若干传动连杆机构分别对应一个所述第三筒体，当架体在所述第四杆体的限位作用下发生位移时，所述架体能够通过所述传动连杆机构带动所述第三筒体跟随做旋转运动，实现风机叶片的变桨角度调节，若干所述第三筒体的外侧均套设有第四筒体和第五筒体，所述第五筒体的内腔固定安装于所述第四筒体的外侧，且所述第五筒体的外壁与第二筒体的内腔相适配并固定安装，所述第四筒体内腔的中部设置有第二轴承，所述第三筒体内部通过所述第二轴承转动安装于所述第四筒体的内腔。

3、本发明进一步设置为，所述第二轴承的内圈与第三筒体的侧面固定安装，其外圈固定安装于所述第四筒体的内壁，所述第四筒体内腔的一端均设置有密封圈，所述密封圈采用骨架油封安装于所述第四筒体与第三筒体之间，用于第五筒体、第三筒体转动配合位置的密封防护。

4、本发明进一步设置为，所述第三筒体的一端固定安装有第二法兰盘，所述第三筒体远离第二法兰盘的一端延伸至第二筒体的内部固定设置有卡环，所述卡环的外侧设置有卡座、第三板体、第一轴承，所述卡座固定套设于所述卡环的外侧，所述第一轴承位于相邻两个所述第三板体之间。

5、本发明进一步设置为，传动连杆机构包括第二杆体，所述第二杆体内腔的两端均螺纹连接有第三杆体，所述第三杆体远离第二杆体的一端均转动连接有第一栓体，一个所述第一栓体固定安装于架体的端部，另一个所述第一栓体远离第三杆体的一端固定安装有第一座体，所述第一座体固定安装于第三筒体的外壁。

6、本发明进一步设置为，所述第四杆体设置于所述第一筒体的中心轴处，其靠近所述架体的一端固定连接有第二座体，所述第二座体固定安装于架体的中心，所述第四杆体的外部设置有第三座体，所述第三座体的外侧等距设有若干第二栓体，所述第三座体通过若干所述第二栓体固定安装于所述第一筒体的内腔。

7、本发明进一步设置为，所述第四杆体的外壁等距设置有若干第二槽体，所述第三座体的中心轴处固定安装有第二块体，所述第二块体的内腔等距设置有若干凸块，若干所述凸块分别对应一个所述第二槽体，且两者之间均为滑动设置。

8、本发明进一步设置为，若干所述第三筒体的内腔中均设置有防松组件，防松组件包括第一杆体，所述第一杆体为可收缩结构，所述第一杆体的固定端固定安装于所述第三筒体的内壁，其活动端固定连接有第二板体，所述第一杆体的外侧套设有弹性组件，所述弹性组件为弹力弹簧，其两端分别抵接于所述第一杆体的固定端和第二板体的表面。

9、本发明进一步设置为，所述第三筒体的内壁等距开设有若干第一槽体，所述第二板体的外壁等距设置有若干第一块体，若干所述第一块体分别对应一个所述第一槽体，且两者之间均为滑动设置。

10、本发明进一步设置为，所述第一筒体远离架体的一端固定连接有第一法兰盘，所述第一法兰盘与风机主体进行螺栓对接固定，所述第一筒体远离第一法兰盘的一端固定连接有第一板体，所述第一板体能够对所述第一筒体内腔中的第三座体进行防护。

11、本发明进一步设置为，所述第四杆体远离架体的一端设置有第三块体，所述第三块体的内腔固定连接有第四块体，所述第四块体的内腔与所述第四杆体的端部固定连接；所述第三块体的外侧设置有第四板体，所述第四板体的两端均转动连接有第三栓体，所述第四板体的一端通过所述第三栓体活动安装于所述第三块体的表面，所述第四板体的另一端通过所述第三栓体活动连接有铰接块。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、1、本发明采用第一轴承与第二轴承组合支承第三筒体，双重轴承可同时承受径向载荷与轴向载荷，约束第三筒体轴向窜动，稳定承接叶片传递的各类载荷，第四筒体两端设置密封圈，对第三筒体转动配合位置进行密封，阻挡外界介质侵入轴承部位，同时防止内部润滑油脂外泄，对转动副进行防护，提升转动部位工作稳定性。

14、2、本发明变桨机构通过花键滑动副对第四杆体实现周向限位，仅传递轴向驱动力，架体借助多组螺纹可调的传动连杆机构将直线运动转化为第三筒体回转运动，可补偿加工装配误差，保证多叶片变桨动作同步，驱动输入端采用铰接传动副，能够吸收装配位置偏差，避免驱动机构发生别劲卡滞，保障变桨传动运行顺畅。

15、3、本发明在第三筒体内部设置防松组件，弹性组件对第二板体施加预紧顶推力，配合第一槽体、第一块体构成的滑动导向副限制第二板体周向偏转，使第二板体仅做轴向伸缩，持续顶压叶片根部连接件，抵消风机振动带来的螺栓松动趋势，第一板体封闭第一筒体端部，阻挡杂质进入内部腔体，保护变桨零部件，整体提升叶片根部连接结构运行可靠性。

1.一种风力发电机组叶片根部连接结构，包括：第一筒体（1）、若干等距设置于第一筒体（1）侧面的第二筒体（2）、沿若干所述第二筒体（2）中心轴处设置的若干第三筒体（3）、设置于所述第一筒体（1）一端的变桨机构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第二轴承（6）的内圈与第三筒体（3）的侧面固定安装，其外圈固定安装于所述第四筒体（4）的内壁，所述第四筒体（4）内腔的一端均设置有密封圈（7），所述密封圈（7）采用骨架油封安装于所述第四筒体（4）与第三筒体（3）之间，用于第五筒体（5）、第三筒体（3）转动配合位置的密封防护。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第三筒体（3）的一端固定安装有第二法兰盘（301），所述第三筒体（3）远离第二法兰盘（301）的一端延伸至第二筒体（2）的内部固定设置有卡环（302），所述卡环（302）的外侧设置有卡座（303）、第三板体（304）、第一轴承（305），所述卡座（303）固定套设于所述卡环（302）的外侧，所述第一轴承（305）位于相邻两个所述第三板体（304）之间。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：传动连杆机构包括第二杆体（14），所述第二杆体（14）内腔的两端均螺纹连接有第三杆体（15），所述第三杆体（15）远离第二杆体（14）的一端均转动连接有第一栓体（16），一个所述第一栓体（16）固定安装于架体（13）的端部，另一个所述第一栓体（16）远离第三杆体（15）的一端固定安装有第一座体（17），所述第一座体（17）固定安装于第三筒体（3）的外壁。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第四杆体（18）设置于所述第一筒体（1）的中心轴处，其靠近所述架体（13）的一端固定连接有第二座体（19），所述第二座体（19）固定安装于架体（13）的中心，所述第四杆体（18）的外部设置有第三座体（21），所述第三座体（21）的外侧等距设有若干第二栓体（23），所述第三座体（21）通过若干所述第二栓体（23）固定安装于所述第一筒体（1）的内腔。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第四杆体（18）的外壁等距设置有若干第二槽体（20），所述第三座体（21）的中心轴处固定安装有第二块体（22），所述第二块体（22）的内腔等距设置有若干凸块，若干所述凸块分别对应一个所述第二槽体（20），且两者之间均为滑动设置。

7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：若干所述第三筒体（3）的内腔中均设置有防松组件，防松组件包括第一杆体（8），所述第一杆体（8）为可收缩结构，所述第一杆体（8）的固定端固定安装于所述第三筒体（3）的内壁，其活动端固定连接有第二板体（9），所述第一杆体（8）的外侧套设有弹性组件（10），所述弹性组件（10）为弹力弹簧，其两端分别抵接于所述第一杆体（8）的固定端和第二板体（9）的表面。

8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第三筒体（3）的内壁等距开设有若干第一槽体（11），所述第二板体（9）的外壁等距设置有若干第一块体（12），若干所述第一块体（12）分别对应一个所述第一槽体（11），且两者之间均为滑动设置。

9.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第一筒体（1）远离架体（13）的一端固定连接有第一法兰盘（101），所述第一法兰盘（101）与风机主体进行螺栓对接固定，所述第一筒体（1）远离第一法兰盘（101）的一端固定连接有第一板体（102），所述第一板体（102）能够对所述第一筒体（1）内腔中的第三座体（21）进行防护。

10.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片根部连接结构，其特征在于：所述第四杆体（18）远离架体（13）的一端设置有第三块体（24），所述第三块体（24）的内腔固定连接有第四块体（25），所述第四块体（25）的内腔与所述第四杆体（18）的端部固定连接；所述第三块体（24）的外侧设置有第四板体（26），所述第四板体（26）的两端均转动连接有第三栓体（28），所述第四板体（26）的一端通过所述第三栓体（28）活动安装于所述第三块体（24）的表面，所述第四板体（26）的另一端通过所述第三栓体（28）活动连接有铰接块（27）。