專利名稱：風力機預埋式法蘭葉根及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機的葉片，尤其是一種風力發電機的葉 片與輪轂連接的葉根。
背景技術：
風力機葉片是風力發電機組最關鍵的部件之一，葉片通過葉根連 接到輪轂上。由于葉片要承受較大、多變的風力載荷，而且重力變化、 慣性力變化相當復雜，所以，葉片、葉根的疲勞特性十分重要。為了 減輕葉片的重力，絕大多數葉片采用玻璃纖維增強塑料、炭纖維增強 塑料等復合材料。葉片采用復合材料制造后，給葉片與輪轂的連接帶 來了困難。為了解決葉片與輪轂的連接問題，常采用兩種葉根結構。
第一種是丹麥LM公司的螺紋件預埋式葉根，在葉片成型過程中， 直接將經過特殊表面處理的螺紋件預埋在殼體中，避免了對葉片材料 結構層的加工損傷，其缺點是每個螺紋件的定位必須準確。第二種是 荷蘭CTC公司的鉆孔組裝式葉根，葉片成型后，用專用鉆床和工裝在 葉根部位鉆孔后，再將螺紋裝入。這種方式會在葉片根部的復合材料 結構層上加工出幾十個孔，破壞了材料結構的整體性，大大降低了葉 片根部的結構強度，而且螺紋的垂直度不易保證，容易給現場組裝帶 來困難。
上述兩種葉根結構還有一個共同的缺點。由于葉根連接螺紋、或者連接孔位于葉根圓周上，葉根直接安裝在槳葉軸承內圈上，因此， 必須根據槳葉軸承強度和葉根強度最小者，確定葉根的連接尺寸。對 于不同的風力發電機來說，風輪額定轉速不同時，槳葉尺寸存在較大 差異，槳葉軸承的載荷決定了軸承的結構和尺寸大小。當軸承尺寸與 葉根尺寸不匹配時，必須增大葉根尺寸、或者軸承尺寸，才能保證葉 根與軸承的正常連接。無論增加葉根尺寸還是軸承尺寸，都會帶來風 機重量和成本的增加。
發明內容
本發明是要提供一種風力機預埋式法蘭葉根及其制造工藝，該葉 根允許槳葉軸承和葉根各自根據設計要求確定結構尺寸，然后通過法 蘭過渡連接方式，協調軸承尺寸與葉根尺寸的變化和不同，也可以克
服現有丹麥LM公司的螺紋件預埋式葉根和荷蘭CTC公司的鉆孔組裝 式葉根存在的缺陷，降低成本。
本發明的技術方案是 一種風力機預埋式法蘭葉根，包括法蘭，
其特點是法蘭外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有多個階梯圓 柱，階梯圓柱上開有至少一個與葉根連接的階梯槽。
階梯圓柱的數量根據不同風機功率的大小確認，并在法蘭圓周上 均勻布置；階梯圓柱與法蘭沖壓成型或者壓鑄成型成一體；法蘭上沿 圓周均勻分布多個用于法蘭與槳葉軸承內圈連接的螺栓孔；法蘭連接 方式和法蘭連接尺寸根據槳葉軸承和葉根結構尺寸確定；法蘭與槳葉 澆鑄或注膠成一體。
一種風力機預埋式法蘭葉根的制造工藝，具體步驟是(1)沖壓成型或壓鑄成型法蘭內外圓柱面和沿圓周均勻分布的多個階梯圓柱， (2)機械加工法蘭的兩個端面和外圓面；(3)加工螺栓孔；(4)將 法蘭放入模具，與槳葉一起澆鑄或注膠成型。
本發明的有益效果是本發明采用預埋組合式法蘭葉根連接方式 后，避免了槳葉軸承或葉根尺寸的增加，避免了在葉根上加工圓孔， 提高了葉根與槳葉軸承的連接精度，降低了槳葉成本。
圖l是外法蘭葉根剖視圖； 圖2是外法蘭結構立體示意圖； 圖3是內法蘭葉根剖視圖； 圖4內法蘭結構立體示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。
如圖1至圖4所示，本發明的風力機預埋式法蘭葉根，包括法蘭 3，階梯圓柱1。法蘭3外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有多個 階梯圓柱1，階梯圓柱1上開有至少一個與葉根2連接的階梯槽。
如圖l，圖2所示，為外法蘭預埋式組合法蘭葉根的結構形式， 用于槳葉結構尺寸小、軸承結構尺寸大的場合。
如圖3，圖4所示，為內法蘭預埋式組合法蘭葉根的結構形式， 用于槳葉結構尺寸大、軸承結構尺寸小的場合。
如圖l，圖3所示，無論外法蘭還是內法蘭預埋式組合法蘭葉根， 根據不同風機功率的大小，階梯圓柱1在風力機功率大于1MW時的數量大于30個，例如1. 25麗風機使用44個，階梯圓柱1在圓周上均勻 布置，如圖2、圖4所示，并與葉根2上對應的階梯孔配合。階梯圓 柱1與法蘭3固定連接，可以采用一次沖壓成型、或者壓鑄成型制造 方式，以保證階梯圓柱1與法蘭3的連接強度。對于大功率風力發電 機組，階梯圓柱l可以采用多階梯結構，以提高法蘭與槳葉的連接強 度。法蘭3上沿圓周均勻分布10個以上、用于法蘭與槳葉軸承內圈 連接使用的螺栓孔4。
本發明的預埋式組合法蘭葉根的制造過程為(1)沖壓成型、或 壓鑄成型，包括法蘭內外圓柱面和沿圓周均勻分布的多個階梯圓柱； (2)經過機械加工完成法蘭3的兩個端面和外圓面；(3)加工螺栓 孔4; (4)將法蘭3放入模具，與槳葉一起注膠成型。上述制造過程 對法蘭毛坯精度要求降低，即使階梯圓柱1的尺寸、形狀和位置存在 較大的誤差，對葉根最終的精度也不會產生影響。
以1.25WM風力發電機組為例，采用本發明的預埋組合式法蘭葉 根連接方式后，如果法蘭采用鋁合金材料制造，連同階梯圓柱l的總 重量約為200kg，但避免了槳葉軸承或葉根尺寸的增加，避免了在葉 根上加工圓孔，提高了葉根與槳葉軸承的連接精度，槳葉成本不會增 加，反而還會降低。
權利要求
1. 一種風力機預埋式法蘭葉根，包括法蘭(3)，其特征在于所述法蘭(3)外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有多個階梯圓柱(1)，所述階梯圓柱(1)上開有至少一個與葉根連接的階梯槽。
2. 根據權利要求1所述的風力機預埋式法蘭葉根，其特征在于所述階梯圓柱(1)在風力機功率大于1麗時的數量大于30個，并在法 蘭(3)圓周上均勻布置。
3. 根據權利要求1或2所述的風力機預埋式法蘭葉根，其特征在于 所述階梯圓柱(1)與法蘭(3)沖壓成型或者壓鑄成型成一體。
4. 根據權利要求1所述的風力機預埋式法蘭葉根，其特征在于所述法蘭(3)上沿圓周均勻分布IO個以上、用于法蘭與槳葉軸承內圈 連接的螺栓孔(4)。
5. 根據權利要求1所述的風力機預埋式法蘭葉根，其特征在于所述法蘭其連接方式和連接尺寸由槳葉軸承和葉根結構尺寸確定。
6. 根據權利要求1或4所述的風力機預埋式法蘭葉根，其特征在于 所述法蘭(4)與槳葉澆鑄或注膠成一體。
7. —種風力機預埋式法蘭葉根的制造工藝，具體步驟是(A)沖壓成型或壓鑄成型法蘭(3)內外圓柱面和沿圓周均勻分布的多個階梯 圓柱(1), (B)機械加工法蘭(3)的兩個端面和外圓面；(C)加工 螺栓孔(4); (D)將法蘭(3)放入模具，與槳葉一起澆鑄或注膠成 型。
全文摘要
本發明涉及一種風力機預埋式法蘭葉根及其制造工藝，包括法蘭，其特點是法蘭外圓邊或內圓邊的平面上沿圓周布設有若干個階梯圓柱，階梯圓柱上開有至少一個與葉根連接的階梯槽。工藝步驟是1.沖壓成型或壓鑄成型法蘭內外圓柱面和沿圓周均勻分布的幾十個階梯圓柱，2.機械加工法蘭的兩個端面和外圓面；3.加工螺栓孔；4.將法蘭放入模具，與槳葉一起澆鑄或注膠成型。本發明采用預埋組合式法蘭葉根連接方式后，避免了槳葉軸承或葉根尺寸的增加，避免了在葉根上加工圓孔，提高了葉根與槳葉軸承的連接精度，降低了槳葉成本。
文檔編號F03D1/06GK101413479SQ20081020327
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年11月25日
發明者珂 張, 張鎖懷, 張長友, 陳舜青 申請人:上海應用技術學院