風電葉片預埋固定裝置的製作方法

2024-03-07 15:38:15 1

本實用新型涉及一種風電葉片預埋固定裝置。

背景技術：

近年來，在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，中國的風力發電機組已從從前的0.75兆瓦、1.5兆瓦、2.5兆瓦發展至如今的5兆瓦、6兆瓦，風力發電機組越來越趨向於大功率化。為了得到充分的利用，與其相配套的風電葉片也隨之變的更長，總長度可達50-60米，且為了保證風電葉片在使用過程中的安全性、可靠性，現大功率風電葉片大多採用直接預埋固定裝置的方式。所以如何實現預埋固定裝置的安全性、可靠性是該類產品大批量生產的重要課題。

如圖1所示，現有技術中的風電葉片預埋固定裝置是採用外圓呈螺旋形螺紋的螺杆套50，這種螺杆套50預埋在風電葉片上後，因為螺旋形螺紋51的關係會在風電葉片內移動，這樣會破壞風電葉片的纖維組織，使風電葉片空中運行的安全度大大降低。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中風電葉片預埋固定裝置存在風電葉片內移動，會破壞風電葉片的纖維組織的缺陷，提供一種風電葉片預埋固定裝置。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種風電葉片預埋固定裝置，包括一管本體，所述管本體設於風電葉片內，所述管本體外表面設有若干螺紋，所述螺紋包括依次連接的若干齒槽和若干齒體，所述齒槽與所述齒體間隔設置，其特點在於，

所述齒體包括依次連接的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和第三部分相對設置，所述第一部分的外壁為直徑逐漸遞增的斜面，所述第一部分遠離所述第二部分的一端的直徑小於所述第一部分靠近所述第二部分的一端的直徑；所述第三部分的外壁為直徑逐漸遞減的斜面，所述第三部分靠近所述第二部分的一端的直徑大於所述第三部分遠離所述第二部分的一端的直徑；所述第二部分的兩端的直徑相同，所述第二部分包括依次連接的第一端面和第一弧面；

其中，所述第一弧面為圓弧面，且所述第一端面為平面，所述第一端面的中心線到所述管本體的中心軸線的距離小於所述第一弧面的圓弧半徑。通過設置所述第一端面，使第二部分為不連續的圓弧面，有效地防止了管本體預埋後在風電葉片內的轉動。

較佳地，所述第一端面和所述第一弧面的數量均為若干個，且所述第一端面和所述第一弧面均依次間隔設置。

較佳地，所述齒槽包括依次連接的第四部分、第五部分和第六部分，所述第四部分和第六部分相對設置，所述第四部分的外壁為直徑逐漸遞減的斜面，所述第四部分遠離所述第五部分的一端的直徑大於所述第四部分靠近所述第五部分的一端的直徑；所述第六部分的外壁為直徑逐漸遞增的斜面，所述第六部分靠近所述第五部分的一端的直徑小於所述第六部分遠離所述第五部分的一端的直徑；所述第五部分的兩端的直徑相同；

其中，所述第四部分與所述齒體的第三部分連接，所述第六部分與所述齒體的第一部分連接。這樣，所述齒槽近似於直槽，可增大風電葉片與管本體之間的摩擦力，避免管本體發生位移。

較佳地，所述管本體設有沿所述管本體長度方向的貫穿的通孔，所述通孔的一端設有內螺紋。

較佳地，所述風電葉片預埋固定裝置還包括密封部件，所述密封部件包括相連接的頭部和杆部，所述頭部抵靠於所述管本體的一端，所述杆部穿設於所述通孔，所述密封部件通過所述杆部的外螺紋與所述通孔的內螺紋配合與所述管本體連接。通過所述密封部件將所述通孔設有內螺紋的一端封閉起來，提高了風電葉片預埋固定裝置的密封性能，使在澆注風電葉片時玻璃鋼流入所述管本體的通孔，避免了玻璃鋼嵌入內螺紋，影響螺紋間的旋合。

較佳地，所述密封部件的頭部包括依次連接的第二端面和第二弧面，所述第二弧面為圓弧面，且所述第二端面為平面，所述第二端面的中心線到所述管本體的中心軸線的距離小於所述第二弧面的圓弧半徑。通過設置所述第二端面，使所述密封部件的頭部為不連續的圓弧面，在所述密封部件和所述管本體旋合後，可以有效地防止了所述密封部件在風電葉片內轉動。

較佳地，所述第二端面和所述第二弧面的數量均為若干個，且所述第二端面和所述第二弧面均依次間隔設置。

較佳地，所述密封部件為螺釘。

較佳地，所述密封部件的材質為聚碳酸脂。相對於現有技術中採用ABS樹脂(英文全稱：Acrylonitrile–Butadiene–Styrene copolymer)作為所述密封部件的材料，聚碳酸脂比ABS樹脂耐溫性更好，ABS樹脂在80度左右就會開始軟化。

較佳地，所述管本體的材質為合金鋼。由於風電葉片的工作環境溫度溫差大，風電葉片的所有部件必須適應低溫環境下的使用。為了適應低溫環境的使用，本實用新型的管本體在選材上，使用了合金鋼42CrMoA材料，這種材料經過適當的熱處理工藝，能夠在-40℃時，低溫衝擊值(Akv)≥27焦耳(J)，保證了在低溫條件下，本實用新型也不會發生冷脆，確保了使用安全。

本實用新型的積極進步效果在於：

本實用新型不會破壞風電葉片的纖維組織，提高了風電葉片的強度，且安裝方便，可直接預埋於風電葉片中；本實用新型通過設置齒槽和齒體的結構、以及設置第一端面的結構，防止了風電葉片預埋固定裝置預埋後在風電葉片內沿軸線移動，甚至退出風電葉片；本實用新型通過增加通孔中內螺紋的嚙合長度，提高了風電葉片在空中的運行安全；本實用新型通過所述密封部件將所述通孔設有內螺紋的一端封閉起來，提高了風電葉片預埋固定裝置的密封性能，防止風電葉片在澆注時玻璃鋼流入所述管本體的通孔內，確保風電葉片的螺栓能順利旋入；本實用新型的數控加工方便，節約了成本，提高了生產效率。

附圖說明

圖1為現有技術中的風電葉片預埋固定裝置的剖面結構示意圖。

圖2為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置和風電葉片的剖面結構示意圖。

圖3為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的剖面結構示意圖。

圖4為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的管本體的剖面結構示意圖。

圖5為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的管本體的結構示意圖。

圖6為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的管本體的側視結構示意圖。

圖7為圖4中B部分的放大結構示意圖。

圖8為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的密封部件的結構示意圖。

圖9為本實用新型一較佳實施例的風電葉片預埋固定裝置的密封部件的側視結構示意圖。

圖1中標記說明

螺杆套 50

螺旋形螺紋 51

圖2至圖9中標記說明

風電葉片 10

管本體 20

通孔 21

內螺紋 23

齒槽 30

第四部分 31

第五部分 32

第六部分 33

齒體 40

第一部分 41

第二部分 42

第一端面 421

第一弧面 422

第三部分 43

密封部件 60

頭部 61

第二端面 611

第二弧面 612

杆部 62

外螺紋 63

端面 A

具體實施方式

下面舉個較佳實施例，並結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。

如圖2至圖9所示，本實施例提供一種風電葉片預埋固定裝置，包括管本體20和密封部件60。

管本體20設於風電葉片10內，管本體20外表面設有若干螺紋，所述螺紋包括依次連接的若干齒槽30和若干齒體40，齒槽30與齒體40間隔設置。其中，管本體的螺紋的單個螺紋的長度為現有技術中螺杆套的螺旋形螺紋的單個螺紋的長度的2倍以上。這樣，管本體的螺紋能夠更好地防止管本體20預埋後在風電葉片10內的轉動。

齒體40包括依次連接的第一部分41、第二部分42和第三部分43，第一部分41和第三部分43相對設置，第一部分41的外壁為直徑逐漸遞增的斜面，第一部分41遠離第二部分42的一端的直徑小於第一部分41靠近第二部分42的一端的直徑；第三部分43的外壁為直徑逐漸遞減的斜面，第三部分43靠近第二部分42的一端的直徑大於第三部分43遠離第二部分42的一端的直徑；第二部分42的兩端的直徑相同，第二部分42包括依次連接的第一端面421和第一弧面422；其中，第一弧面422為圓弧面，且第一端面421為平面，第一端面421的中心線到管本體20的中心軸線的距離小於第一弧面422的圓弧半徑。通過設置第一端面421，使第二部分42為不連續的圓弧面，有效地防止了管本體20預埋後在風電葉片10內的轉動。

在本實施例中，第一端面421和第一弧面422的數量均為2個，且第一端面421和第一弧面422均依次間隔設置。在其他實施例中，第一端面和第一弧面的數量也可以均為1個、3個或大於3個。

齒槽30包括依次連接的第四部分31、第五部分32和第六部分33，第四部分31和第六部分33相對設置，第四部分31的外壁為直徑逐漸遞減的斜面，第四部分31遠離第五部分32的一端的直徑大於第四部分31靠近第五部分32的一端的直徑；第六部分33的外壁為直徑逐漸遞增的斜面，第六部分33靠近第五部分32的一端的直徑小於第六部分33遠離第五部分32的一端的直徑；第五部分32的兩端的直徑相同；其中，第四部分31與齒體40的第三部分43連接，第六部分33與齒體40的第一部分41連接。這樣，齒槽30近似於直槽，可增大風電葉片10與管本體20之間的摩擦力，避免管本體20發生位移。

管本體20設有沿管本體20長度方向的貫穿的通孔21，通孔21的一端設有內螺紋23。本實施例通過增加通孔21中內螺紋23的嚙合長度，提高了風電葉片10在空中的運行安全。

密封部件60包括相連接的頭部61和杆部62，頭部61抵靠於管本體20的一端，杆部62穿設於通孔21，密封部件60通過杆部62的外螺紋63與通孔21的內螺紋23配合與管本體20連接。通過密封部件60將通孔21設有內螺紋23的一端封閉起來，提高了風電葉片預埋固定裝置的密封性能，使在澆注風電葉片10時玻璃鋼流入管本體20的通孔21，避免了玻璃鋼嵌入內螺紋23，影響螺紋間的旋合。

在本實施例中，管本體20的材質為合金鋼。由於風電葉片10的工作環境溫度溫差大，風電葉片10的所有部件必須適應低溫環境下的使用。為了適應低溫環境的使用，本實用新型的管本體20在選材上，使用了合金鋼42CrMoA材料，這種材料經過適當的熱處理工藝，能夠在-40℃時，低溫衝擊值(Akv)≥27焦耳(J)，保證了在低溫條件下，本實用新型也不會發生冷脆，確保了使用安全。

密封部件60的頭部61包括依次連接的第二端面611和第二弧面612，第二弧面612為圓弧面，且第二端面611為平面，第二端面611的中心線到管本體20的中心軸線的距離小於第二弧面612的圓弧半徑。通過設置第二端面611，使密封部件60的頭部61為不連續的圓弧面，在密封部件60和管本體20旋合後，可以有效地防止了密封部件60在風電葉片10內轉動。

在本實施例中，第二端面611和第二弧面612的數量均為2個，且第二端面611和第二弧面612均依次間隔設置。在其他實施例中，第一端面421和第一弧面422的數量也可以均為1個、3個或大於3個。

在本實施例中，密封部件60為螺釘。所述螺釘採用內六角頭，這樣能更方便的旋入管本體20。

在本實施例中，所述密封部件60的材質為聚碳酸脂。相對於現有技術中採用ABS樹脂(英文全稱：Acrylonitrile–Butadiene–Styrene copolymer)作為所述密封部件的材料，聚碳酸脂比ABS樹脂耐溫性更好，ABS樹脂在80度左右就會開始軟化。

本實用新型的製作步驟：斷料—熱處理—數控車加工外圓—機加工(平端面A，保證總長，端面A鏜孔)—數控車加工螺紋—銑第一端面—打鋼印—表面處理—總檢—包裝。

本實用新型的通孔較深，為保證通孔的內螺紋的垂直度要求，需預鏜內孔進行導向，然後再鑽螺紋底孔。攻絲時，為避免直接攻絲扭力太大而發生絲錐擰斷現象，必須採用兩次攻絲，即需先進行預攻，確保螺紋精度及螺紋長度。

為能與風電葉片更好的粘合，管本體表面需進行拋丸處理，拋丸時需用塞子堵入管本體兩頭，防止鋼丸嵌入內螺紋，影響內螺紋間的旋合。

本實用新型的風電葉片預埋固定裝置是在風電葉片成型時直接預埋在裡面的，所以風電葉片內部的纖維組織是完全連續的，風電葉片預埋固定裝置不會在風電葉片內移動或轉動，大大增加了葉片的強度，密封性好，性能更為安全可靠。而且本實用新型製作工藝簡單，降低了數控加工的難度，節約了生產成本，提高了生產效率。

雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。