[发明专利]用于风力发电机组的轮毂装置

说明书

本发明公开了一种用于风力发电机组的轮毂装置，包括：叶片；轮毂，其有腹板；变桨轴承；多个第一紧固件，其与叶根螺栓配合使用以紧固连接叶片和变桨轴承，其中，叶片的叶根螺栓穿过变桨轴承内圈的通孔，并朝向腹板延伸且延伸出变桨轴承内圈的端面，叶根螺栓延伸出变桨轴承内圈的外露长度位于变桨轴承内圈和腹板之间的操作空间内，外露长度便于由液压拉伸器拉伸预紧，也便于由中空扳手预紧，操作空间的第一空间长度大于或等于外露长度与扳手厚度之和，腹板在对应于叶根螺栓的位置设置有沿圆周方向的多个长圆孔，液压拉伸器穿过长圆孔以拉伸预紧叶根螺栓，长圆孔的尺寸适于液压拉伸器每穿过长圆孔一次而能拉伸至少两个叶根螺栓。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种用于风力发电机组的轮毂装置。

背景技术

风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。发展风力发电对于解决能源危机、减轻环境污染、调整能源结构等方面都有着非常重要的意义。当前，风电机组大型化是发展必然趋势。随着风轮直径的不断增大，传统采用液压扳手预紧叶根螺栓力矩的方式已不能满足叶片的设计需求，因而，叶片厂家要求采用液压拉伸器预紧叶根螺栓。然而，目前轮毂均按照采用液压扳手预紧的方式来设计，故不能满足采用液压拉伸器的需求。

轮毂装置是风力发电机组的重要部件之一。通常，轮毂沿圆周均布有三个法兰，这三个法兰通过变桨轴承与叶片连接；另外，轮毂还在机舱主轴侧设置有一个与机舱主轴连接的端面法兰，与该端面法兰配套使用的另一端面法兰与轮毂罩通过支架连接。因叶片上所承受的复杂的静载荷和动载荷直接传递到轮毂，进而传递到整个风力发电机组上，故轮毂的受载情况非常复杂。传统上，轮毂采用等壁厚设计，因而在满足高动应力区强度要求的情况下，其他低应力区的设计余量较大。

现有设计中，轮毂与机舱主轴通常通过双头螺柱连接。为保证轮毂与机舱主轴连接面不产生滑移，选取的螺栓一般规格较大、数量较多。同时，采用该种连接方式，在现场安装风力发电机组时，需要先将轮毂装置水平吊离地面一定距离，然后将双头螺柱一端拧入轮毂上的螺纹孔，当在空中轮毂装置与机舱主轴对接后，再将双头螺柱另一端用螺母拧紧。上述连接轮毂与机舱主轴的吊装工序繁琐且费时。

因此，本领域需要一种新的用于风力发电机组的轮毂装置，其能缓解或消除现有轮毂不能使用叶根螺栓拉伸器、轮毂低应力区设计余量富裕、轮毂与机舱主轴的连接螺栓规格大、轮毂吊装工序繁琐费时等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明致力于提供一种用于风力发电机组的轮毂装置，其可通过在轮毂腹板上设置长圆孔、以及在变桨轴承内圈和轮毂腹板之间提供操作空间，可满足叶根螺栓拉伸器的使用要求。进而，本发明还通过设置轮毂及其腹板为变壁厚结构，可解决轮毂的低应力区设计余量富裕的问题。而且，本发明还通过将轮毂与机舱主轴的连接面涂漆以增加摩擦系数，可减小连接螺栓规格或减少螺栓数量。此外，本发明还将机舱主轴与轮毂用六角头螺栓连接，可减少现场吊装工序和作业时间。

为此，本发明公开了一种用于风力发电机组的轮毂装置，其包括：

叶片，其在根部处均布有多个叶根螺栓；

轮毂，其在用于连接所述叶片的端部附近设置有腹板，所述腹板面向所述叶片并与所述叶根螺栓间隔开一段距离；

用于连接所述叶片和所述轮毂的变桨轴承，其具有彼此连接的变桨轴承内圈和变桨轴承外圈，其中，所述变桨轴承内圈与所述叶片连接，并设置有用于连接所述叶根螺栓的多个通孔，所述变桨轴承外圈连接到所述轮毂；

多个第一紧固件，其与所述叶根螺栓配合使用以紧固连接所述叶片和所述变桨轴承，

其中，