一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统 。


背景技术：

2.风电机组运行环境恶劣、工况复杂，风载具有一定的不稳定性和随机性，变桨轴承作为连接风力发电机组叶片与轮毂的关重零部件，其内外圈采用螺栓连接副分别与叶片和轮毂连接，变桨轴承螺栓连接系统承受较大的交变载荷，且交变载荷频率高。
3.随着风电机组叶片越来越长，机组功率越来越大，变桨轴承螺栓连接系统所受载荷也越来越大，但受变桨轴承加工制造能力、整机系统结构尺寸以及整机成本的限制影响，变桨轴承螺栓连接系统的安全余量相对越来越小。因此对变桨轴承螺栓连接系统的精细化设计以及现场螺栓安装的要求也越来越高，如存在设计及安装缺陷，极易导致变桨轴承螺栓出现疲劳失效问题，对机组的安全运行构成威胁。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型要解决的问题是提供一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统，改善变桨轴承螺栓连接系统的疲劳特性，且具备螺纹防松功能，达到少维护甚至免维护的目的，提高变桨轴承螺栓连接系统的可靠性，保障机组的安全运行。
5.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：本实用新型提供一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统，包括轮毂、叶片、变桨轴承、双头螺柱、套筒和定制螺母，所述轮毂通过法兰与变桨轴承的内圈连接，所述叶片的叶根与变桨轴承的外圈连接，所述轮毂上设置有第一螺纹孔，所述变桨轴承上设置有第二安装孔，所述双头螺柱的一端螺纹拧紧在第一螺纹孔内，所述双头螺柱的另一端贯穿过第二安装孔和套筒后通过定制螺母紧固，所述套筒套设在双头螺柱上，所述套筒的外径大于第二安装孔的孔径。
6.进一步，所述双头螺柱的光杆部分直径设置为螺纹小径，螺纹为标准普通螺纹，所述定制螺母设置为变螺距螺母，且所述定制螺母的每圈螺纹螺距等距变化。
7.进一步，所述双头螺柱与定制螺母连接的一端的端面上设置有内六角孔。
8.进一步，所述套筒经过调制处理，所述套筒的硬度等级不小于300hv。
9.进一步，所述变桨轴承的外圈上设置有第一定位孔，所述叶根上设置有与第一定位孔一一对应的第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔之间通过定位销进行定位，所述定位销的两端设置为锥形，所述第一定位孔与第二定位孔设置为与定位销两端向匹配的锥形孔。
10.进一步，所述第一定位孔不少于两个，所述第一定位孔沿外圈圆周阵列设置，所述第一定位孔设置在外圈上的安装孔的内侧或外侧。
11.由上述技术方案可知，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型提供一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统，包括轮毂、叶片、变桨轴承、双头螺柱、套筒和
定制螺母，所述轮毂与变桨轴承的内圈连接，所述叶片的叶根与变桨轴承的外圈连接，所述轮毂上设置有第一螺纹孔，所述变桨轴承上设置有第二安装孔，所述双头螺柱的一端螺纹拧紧在第一螺纹孔内，所述双头螺柱的另一端贯穿过第二安装孔和套筒后通过定制螺母紧固，所述套筒套设在双头螺柱上，所述套筒的外径大于第二安装孔的孔径。本使用新型可改善变桨轴承螺栓连接系统的疲劳特性，且具备螺纹防松功能，达到少维护甚至免维护的目的，提高变桨轴承螺栓连接系统的可靠性，保障机组的安全运行。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
13.图1为本实用新型的风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统的示意图；
14.图2为图1的a位置局部放大图；
15.附图标记：
16.1-轮毂；2-叶片；3-变桨轴承；4-双头螺柱；5-套筒；6-定制螺母；11-第一螺纹孔；31-第二安装孔；32-第一定位孔；21-第二定位孔；33-内圈；34-外圈。
具体实施方式
17.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
18.请参阅图1~2，本实用新型提供一种风力发电机组变桨轴承螺栓连接系统，包括轮毂1、叶片2、变桨轴承3、双头螺柱4、套筒5和定制螺母6，所述轮毂1与变桨轴承3的内圈33连接，所述叶片2的叶根与变桨轴承3的外圈34连接，所述轮毂1上设置有第一螺纹孔11，所述变桨轴承3上设置有第二安装孔31，所述双头螺柱4的一端螺纹拧紧在第一螺纹孔11内，所述双头螺柱4的另一端贯穿过第二安装孔31和套筒5后通过定制螺母6紧固，所述套筒5套设在双头螺柱上，所述套筒5的外径大于第二安装孔31的孔径。所述双头螺柱4的光杆部分直径设置为螺纹小径，螺纹为标准的普通螺纹，所述定制螺母6设置为变螺距螺母，且所述定制螺母6的每圈螺纹螺距等距变化。
19.采用加长型双头螺柱4以增加螺栓的柔性，同时螺柱的光杆部分直径等于螺纹小径，进一步提高螺柱的柔性；同时采用套筒5以增加被连接结构的刚性；采用变螺距螺母与双头螺柱4配合，由于螺母螺纹螺距的增大，在拉伸预紧螺母的过程中更容易保证螺母的预紧，从而可以保证螺栓连接副的预紧力满足设计要求，同时在预紧力作用下螺纹连接副各圈螺纹受载和螺牙变形量更加均匀，疲劳特性显著增强。整体上增强了变桨轴承3螺栓连接系统的疲劳强度，避免了螺栓连接系统因复杂恶劣的工况环境中的交变应力而产生疲劳失效，确保风电机组的安全稳定运行；采用变螺距螺母后，在外载荷的持续作用下，螺纹连接副间的残余预紧力更大、微滑移量更小，更加利于螺纹连接副的防松，达到少维护甚至免维护的目的。
20.作为上述实施方案的进一步改进，所述双头螺柱4与定制螺母6连接的一端的端面上设置有内六角孔。螺柱一端面头部设计有内六角，方便现场螺柱的安装时旋入；螺柱采用拉伸器预紧，进一步减小螺柱预紧力的拧紧系数，降低其预紧力的离散度。作所述套筒5经过调制处理，所述套筒5的硬度等级不小于300hv。
21.作为上述实施方案的进一步改进，所述变桨轴承3的外圈34上设置有第一定位孔32，所述叶根上设置有与第一定位孔32一一对应的第二定位孔21，所述第一定位孔32和第二定位孔21之间通过定位销进行定位，所述定位销的两端设置为锥形，所述第一定位孔32与第二定位孔21设置为与定位销两端相匹配的锥形孔。通过设置对应的第一定位孔32和第二定位孔21，在进行叶片2安装时，首先在第一定位孔32内插入定位销，通过定位销进行叶片2的定位，定位销的数量少于叶片2安装螺杆的数量，在安装时更容易定位，优选地，定位销的伸出段的长度大于螺杆的伸出段的长度，并将第二定位孔21的深度设置大于定位销的伸出段的长度。
22.作为上述实施方案的进一步改进，所述第一定位孔32不少于两个，所述第一定位孔32沿外圈34圆周阵列设置，所述第一定位孔32设置在外圈34上的安装孔的内侧或外侧。设置两个或三个定位销便于叶片2的定位安装。
23.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。