[发明专利]适于风机叶片的球型液体减振装置及安装方法

说明书

适于风机叶片的球型液体减振装置及安装方法，包括球型质量块，回型固定板，形状记忆合金弹簧，组合件和纤维绳。通过采用超高分子量聚乙烯纤维绳在风机叶片内部由上而下串联3个直径依次增大的球型质量块，每个球型质量块四周均通过形状记忆合金弹簧固定于风机叶片内侧设计的回型固定板上，并在球型质量块中装1/2高密度液体和1/2全碳气凝胶。通过叶片振动带动球型质量块从上到下依次振动，产生与外部激励反向的作用力来减小主结构的振动，同时在球型质量块振动时，壳内的液体由于惯性力的作用，压缩并推动高弹性全碳气凝胶绕球心转动，使球型质量块的重心总移向与叶片振动相反的方向，增大了与外部激励反向的作用力，提高了减振效果。

技术领域

本发明涉及风机结构减振控制技术，具体涉及的是适于风机叶片的球型液体减振技术。

背景技术

风力发电机进入商业化发展的前期阶段，与之相配套的叶轮技术的发展也十分迅速。风力发电机的风轮是接受风能的最主要部件，也是风力发电机中最基础和最核心的部件，其中良好的设计、可行的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。叶片作为风机的关键部件，其受力复杂，在旋转过程中受气动力、弹性力和惯性力的耦合作用，并随着风机行业的飞速发展，风机叶片的柔性不断加大，使得叶片容易发生多向不规则振动。重复剧烈的振动会加速叶片材料的疲劳，减少其有效寿命，甚至会引起叶片的断裂，造成很大的经济损失。因此，对风机叶片振动的控制越来越重要。

减振控制技术日渐成熟，被广泛的运用于建筑结构、机械设备、船舶桥梁、航天航行等各个领域。其中调谐质量阻尼器（ Tuned mass damper，简称TMD）属于动力吸振中被动调谐减振控制装置中的一种，通过在主系统上添加一个子系统来转移或耗散掉主系统上的振动能量，从而减小主系统的振动。调谐质量阻尼器的减振的性能在于准确的调频，将阻尼器上的自振频率与主体结构率相近，通过子结构的强烈振动，对主结构产生一个与外部激励反向的作用力，从而使得主结构的振动减小。基于调谐质量阻尼器的设计方便，连接简单，减振性能优良等特性，从减小风机叶片振动，提高风机产能的角度出发，提出了一种适于风机叶片的球型液体减振装置及安装方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于风机叶片的球型液体减振装置及安装方法。

本发明是适于风机叶片的球型液体减振装置及安装方法，适于风机叶片的球型液体减振装置，包括球型质量块，回型固定板9，形状记忆合金弹簧10，组合件和纤维绳，所述的球型质量块设有直径从上到下依次增大的3个，即1号球型质量3、2号球型质量4、3号球型质量5，每个球型质量块均由空心球壳41、全碳气凝胶44和高密度液体42组成，其中全碳气凝胶44用弹性防水材料43包裹后装在空心球壳41的空心内，占空心体积的1/2，剩余的1/2空心体积装入高密度液体42；所述的回型固定板9设有与3个球型质量块一一对应的3块，均粘贴在叶片12的内表面，每个回型固定板9四面均通过所述的形状记忆合金弹簧10与相应球型质量块连接；所述的纤维绳采用超高分子量聚乙烯纤维绳合成，分为四股合成的4根和八股合成的3根，其中3根超高分子量聚乙烯纤维八股绳2通过小铝套11与所述的3个球型质量块间隔串联，4根超高分子量聚乙烯纤维四股绳6通过一个大铝套8与直径最大的3号球型质量块5底部的同一位置连接；所述的组合件分为A类组合件1和B类组合件7两种，其中A类组合件1由固定底板14、固定支座15、转动支座16和连接块17组成，固定支座15焊接在固定底板14上，转动支座16通过1号螺栓13连接在固定支座15的纵向转动槽中，能沿纵向转动槽的方向来回转动，连接块17通过1号螺栓13连接在转动支座16的横向转动槽中，能沿横向转动槽的方向来回转动；其中B类组合件7设有4个，每个均有由楔形固定底板71、半圆柱体固定支座72、万向球73、螺孔74和螺杆70组成，万向球73卡在半圆柱固定支座72里，能在半圆柱固定支座72内沿任意方向转动，而半圆柱体固定支座72焊接在楔形体固定底板71，通过A类组合件1将超高分子量聚乙烯纤维八股绳2与风机叶片12叶尖内侧连接，通过B类组合件7将超高分子量聚乙烯纤维四股绳6与风机叶片12根部内侧连接。