一種大型風電機組分段式葉片的製作方法
2023-07-13 18:28:26
專利名稱：一種大型風電機組分段式葉片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及大型風電機組領域，具體地，涉及一種大型風電機組分段式葉片。
背景技術：
隨著水平軸風電機組功率的增大，其葉片長度將變得越來越長。目前6MW的風電機組已問世，7麗至12麗的風機也在研發中。這些機組的葉片長度範圍將在65m-110m之間。如此長度的葉片將對葉片的製造加工以及運輸帶來極大的困難。為解決這些超長葉片的加工製造和運輸困難，將葉片設計成分段式結構，這無疑是一種可取的方法。葉片可以以分段形式運至安裝現場，在現場完成葉片的對接後，再進行與主機的安裝。這就很大程度上解決了超長葉片的加工製造和運輸的困難。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種大型風電機組 分段式葉片，可解決超長葉片的加工製造和運輸的困難。為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種大型風電機組分段式葉片，葉片製成兩段葉根段與葉尖段，在每段的接頭的葉片殼體中預埋有螺紋鋼，同時螺紋鋼露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼搭接焊接結構連接；且在螺紋鋼搭接焊接結構周圍採用與葉片相同的材料分別將葉根段與葉尖段連接起來。進一步地，在所述每段的接頭的葉片殼體中，承載較小的葉片前緣和後緣區域預埋直徑較小、且布置相對較稀的螺紋鋼，承載較大的葉片中部區域預埋直徑較大、且布置相對較密的螺紋鋼。進一步地，所述分段式葉片在埋入螺紋鋼的接頭區域的殼體厚度比整體式葉片厚度厚，增加厚度的方向為葉片殼體的內側，且加厚區域與正常厚度區域之間有一個平滑過渡區。進一步地，在所述螺紋鋼搭接焊接結構的區域內側由內至外依次設置有葉片內模板、內蒙皮；外側設置有外蒙皮；內蒙皮與外蒙皮之間的螺紋鋼搭接焊接結構外圍設置有與葉片母材相同的材料；所述葉片內模板的軸向長度比接頭長度略長。進一步地，所述大型風電機組為水平軸風電機組，葉片為玻璃鋼葉片。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點I、本實用新型的分段式葉片的接頭的主要承載的元件為螺紋鋼搭接焊接結構，強度高，且成本低，施工方便，可解決超長葉片的加工製造和運輸的困難。2、螺紋鋼的一端埋入葉片殼體的內，由於螺紋鋼表面帶有類似螺紋的槽，無需使用專門的螺栓、螺母便可與葉片母材牢固地結合在一起。3、本實用新型所含的葉片端部的工廠製造以及現場的對接工藝都相對比較簡單，無機加工件，成本低，但連接可靠。[0014]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型大型風電機組分段式葉片的接頭基本視圖；圖2為圖I中的A-A剖面圖；圖3為圖2中的I處局部放大圖； 圖4為圖3中的B— B剖面圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明。應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。本實用新型的一種大型風電機組分段式葉片，葉片製成兩段葉根段與葉尖段兩段，如圖I-圖4所示。在葉尖段的接頭的葉片殼體中預埋有一組螺紋鋼la，在葉根段的接頭的葉片殼體中預埋有一組螺紋鋼lb，同時螺紋鋼la、lb露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼la、lb搭接焊接結構連接，焊縫為2 ;螺紋鋼la、lb搭接焊接結構的區域內側由內至外依次設置有葉片內模板3、內蒙皮4 ;外側設置有外蒙皮5 ;內蒙皮4與外蒙皮5之間的螺紋鋼搭接焊接結構外圍設置有與葉片母材相同的材料6。其中大型風電機組為水平軸風電機組，葉片為玻璃鋼葉片。本實用新型的一種大型風電機組分段式葉片的連接方法，包括如下步驟(I)工廠預製分段式葉片將葉片設計成兩段，在每段的接頭的葉片殼體中預埋有螺紋鋼，同時螺紋鋼露出部分長度，兩段葉片接頭端的螺紋鋼需保證一一對應的搭接位置(兩兩並排靠緊);(2)安裝現場葉片連接當葉片分段運至整機安裝現場後，利用工裝將兩段葉片調整成理想相對位置，然後將兩段葉片對應的螺紋鋼搭接焊接在一起；(3)安裝現場葉片整體連接成型利用預製好的葉片內模板和其它葉片母材進行現場糊制，將分段式葉片連接起來，再利用一段葉片外形陰模完成葉片最後的氣動外形的成型，最後完成固化、拆除陰模、修整和塗漆工序。在接頭具體的設計和工藝方面要注意以下幾點I、根據葉片接頭部位葉片所受的各種最大載荷確定接頭中所有螺紋鋼的直徑、數量和布置方式，同時還需對接頭進行疲勞強度的校核。如，在葉片殼體中部的主要承載區域可埋入直徑較大、且布置相對較密的螺紋鋼，在前緣和後緣等承載較小的區域可用直徑較小、且布置相對較稀的螺紋鋼。(如圖1-3所示)2、螺紋鋼應有足夠的埋入深度，以保證埋入側的葉片玻璃鋼本體部分有足夠的強度。螺紋鋼的露出部分有足夠的長度，以保證足夠的焊縫長度，保證焊接強度。3、葉片在埋入螺紋鋼的區域的殼體厚度應比整體式葉片厚度要略厚一些，加厚方向為葉片殼體內側方向。在加厚區域正常厚度區域之間應有一個平滑過渡區，以保證葉片母材的強度。[0033]4、在螺紋鋼埋入作業時，接頭的每側可各利用一個用來為螺紋鋼定位的模具，可以方便地保證螺紋鋼的準確位置，以保證順利焊接。5、兩段葉片預製的接頭端部的外輪廓7應比成形後的外輪廓略小一些，並在一定的長度範圍內過渡到成形後的輪廓，以便增強接頭的外蒙皮的結合強度(如圖4所示)。6、在現場作業時應用一個預製好的玻璃鋼葉片內模板，其軸向長度比接頭長度略長，以方便作業。在現場應有一段葉片外形的陰模，其軸向長度比接頭長度略長，以保證現場作業後接頭區域的氣動外形。7、在現場應有三個支架分別支撐接頭端、葉根端和葉尖端，用以調整葉片位置，保證葉片連接後的準確外形。最後應說明的是以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員 來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種大型風電機組分段式葉片，其特徵在於，葉片製成兩段葉根段與葉尖段，在每段的接頭的葉片殼體中預埋有螺紋鋼，同時螺紋鋼露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼搭接焊接結構連接； 且在螺紋 鋼搭接焊接結構周圍採用與葉片相同的材料分別將葉根段與葉尖段連接起來。
2.根據權利要求I所述的大型風電機組分段式葉片，其特徵在於，在所述每段的接頭的葉片殼體中，承載較小的葉片前緣和後緣區域預埋直徑較小、且布置相對較稀的螺紋鋼，承載較大的葉片中部區域預埋直徑較大、且布置相對較密的螺紋鋼。
3.根據權利要求I所述的大型風電機組分段式葉片，其特徵在於，所述分段式葉片在埋入螺紋鋼的接頭區域的殼體厚度比整體式葉片厚度厚，增加厚度的方向為葉片殼體的內偵牝且加厚區域與正常厚度區域之間有一個平滑過渡區。
4.根據權利要求I所述的大型風電機組分段式葉片，其特徵在於，在所述螺紋鋼搭接焊接結構的區域內側由內至外依次設置有葉片內模板、內蒙皮；外側設置有外蒙皮；內蒙皮與外蒙皮之間的螺紋鋼搭接焊接結構外圍設置有與葉片母材相同的材料；所述葉片內模板的軸向長度比接頭長度略長。
5.根據權利要求1-4任一項所述的大型風電機組分段式葉片，其特徵在於，所述大型風電機組為水平軸風電機組，葉片為玻璃鋼葉片。
專利摘要本實用新型公開了一種大型風電機組分段式葉片，葉片製成兩段葉根段與葉尖段，在每段的接頭的葉片殼體中預埋有螺紋鋼，同時螺紋鋼露出部分長度；每段的接頭部位通過螺紋鋼搭接焊接結構連接；且在螺紋鋼搭接焊接結構周圍採用與葉片相同的材料分別將葉根段與葉尖段連接起來。本實用新型的分段式葉片，其接頭的主要承載元件為螺紋鋼搭接焊接結構，強度高，且成本低，施工方便，可解決超長葉片的加工製造和運輸的困難。
文檔編號F03D11/00GK202545141SQ20122019627
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月2日 優先權日2012年5月2日
發明者施文江, 郭靖 申請人:國電聯合動力技術有限公司