[发明专利]一种风电叶片叶根预埋螺栓定位装置及方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片叶根预埋螺栓定位装置及方法，包括铺放在模具上的叶根加强层，一端插接在叶根加强层内，另一端插接在法兰板内的螺栓套，以及穿过法兰板插接在螺栓套内的定位螺栓，所述定位螺栓与法兰板之间设置有用于矫正定位螺栓轴心的定位衬套，所述螺栓套插接在叶根加强层内的一端设置有用于密封螺栓套的密封插件，所述螺栓套与法兰板之间设置有密封元件Ⅰ，所述模具与法兰板之间设置有密封元件Ⅱ，所述定位螺栓与法兰板之间设置有密封元件Ⅲ。本发明能定位、定向的设置螺栓套，保证辅助工装与叶根模具型面间的密封性，并能通过加热加快叶根的固化速度。

技术领域

本发明涉及风电叶片的零件装配领域，具体涉及到一种风电叶片叶根预埋螺栓定位装置及方法。

背景技术

风力发电机叶片是风力发电机中的关键部件之一，通过叶片的旋转将风能转化为机械能，再带动发电机发电。叶片在运转过程中，同时承受着气动力、重力及离心力等复杂载荷的作用。其中，叶片根部连接成为叶片设计中最关键的部分。因为需要将叶片固定到轮毅，叶根连接方式是将叶片与轮毅连接的唯一“中介”，作用在叶片上的载荷通过叶根连接传递到轮毅上。叶根的受力方式极为复杂，同时承受拉伸、压缩、扭转及剪切等复杂应力的作用，一旦连接方式出现了问题，整只叶片乃至整台风机都会出现灾难性的质量事故。因此，叶根连接方式对叶片的安全运行起着决定性的作用。

风电叶片通过叶根螺栓连接到主机上，连接方式主要有T型螺栓和预埋螺栓两种技术。T型螺栓通过有限元分析可以准确模拟出极限载荷下的受力情况，在进行第三方认证时不需要做部件实验，但钻孔占用车间场地不可避免，会增加设备投入费用，且叶根能承受的载荷较低。预埋螺栓能承受更大载荷，取消了后处理钻孔环节，在节约场地、减少废料的同时提高了叶片产出效率，但辅助工装与叶根模具型面间的密封性存在较大风险，且不易于保证叶根端面的平面度。

文献CN101865092A公开了一种兆瓦级风电叶片根端螺栓安装及定位的方法，该发明将T型螺母置入叶根孔内，并通过定位套和定位法兰进行定位，但并没有解决辅助工装与叶根模具型面间的密封性问题，也不易保证叶根端面的平面度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风电叶片叶根预埋螺栓定位装置及方法，能定位、定向的设置螺栓套，保证辅助工装与叶根模具型面间的密封性，并能通过加热加快叶根的固化速度。

本发明的内容包括铺放在模具上的叶根加强层，一端插接在叶根加强层内，另一端插接在法兰板内的螺栓套，以及穿过法兰板插接在螺栓套内的定位螺栓，所述法兰板上设置有与螺栓套配合的插槽，所述法兰板上设置有供定位螺栓穿过的通孔，所述定位螺栓与法兰板之间设置有用于矫正定位螺栓轴心的定位衬套，所述法兰板上设置有用于嵌放定位衬套的定位槽，所述螺栓套插接在叶根加强层内的一端设置有用于密封螺栓套的密封插件，所述螺栓套与法兰板之间设置有密封元件Ⅰ，所述模具与法兰板之间设置有密封元件Ⅱ，所述定位螺栓与法兰板之间设置有密封元件Ⅲ。

本发明通过定位辅助工装，即密封插件、螺栓套、法兰板、定位衬套和定位螺栓，使预埋螺栓孔的位置精准、固定，其中预埋螺栓孔的定位原理为：通过定位螺栓与定位衬套中的锥孔进行配合，施加一定预紧力后，利用锥孔定心的原理，使定位螺栓、定位衬套、螺栓套和密封插件处于同一轴线，这一点是发明人付出了相关创造性劳动并在实际生产中得出的结论，使本发明能克服现有技术中螺栓套的垂直度及精度难以把控的问题。

本发明与传统的预埋方法不同，还提出了螺栓套伸出模具端面预留加工的方法，从而能够通过法兰板固定螺栓套的位置，在螺栓套的位置固定的同时，再利用定位辅助工装调整螺栓套的角度，使整个预埋螺栓孔的设置能定位、定向的进行。

本发明是采用真空灌注的工艺制作叶根，为避免定位辅助工装与模具间的间隙渗透有树脂，通过密封元件密封模具与定位辅助工装之间的间隙，能避免叶片灌注过程中叶根漏气的风险；此外，将定位辅助工装与模具的所有间隙密封，还能保证端面的平面度，防止富树脂缺陷以及粘坏模具表面，使叶根质量能得到保证。