[实用新型]抗疲劳螺母、风力发电机叶根连接结构

说明书

本实用新型涉及一种抗疲劳螺母、风力发电机叶根连接结构，该螺母包括呈柱状的螺母本体，螺母本体的中心处设有便于与螺栓连接的内螺纹孔，内螺纹孔底部内螺纹的牙为做切牙高处理的牙。与现有技术相比，本实用新型通过对螺母的内螺纹进行切牙高处理，降低螺栓与螺母啮合的前几扣的内螺纹的刚度，从而减小螺栓前几颗螺牙承受的载荷，可以提高螺栓螺纹连接的极限强度和疲劳强度。

技术领域

本实用新型涉及紧固件技术领域，具体涉及一种抗疲劳螺母、风力发电机叶根连接结构。

背景技术

轮毂是风力发电机(简称“风机”)的核心部件，其作用是以可旋转的方式承载叶片(及叶片的变桨轴承等风机组件)以产生电能。变桨轴承为风力发电机中关键的零部件之一，其用于改变风力发电机叶片的桨角以促进发电。变桨轴承通常安装于几十米或上百米的高空中，装拆及运维工作较为困难，导致运维费用高昂。但是变桨轴承在运行过程中通常需承受较大的径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩。这使得风力发电机的螺母容易出现应力疲劳，尤其是风机叶片叶根处，该处的载荷较大且多变，造成载荷设计十分复杂，若维护不及时会造成严重事故。

这是因为螺纹底部应力集中系数大，容易导致螺栓与螺母螺纹连接极限拉断或疲劳断裂。此外，也严重影响了螺栓向更高强度发展。因此，亟需寻找到一种降低螺纹底部应力集中的结构。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种抗疲劳螺母、风力发电机叶根连接结构。该螺母通过对螺母的内螺纹进行切牙高处理，降低螺栓与螺母啮合的前几扣的内螺纹的刚度，从而减小螺栓前几颗螺牙承受的载荷，可以提高螺栓螺纹连接的极限强度和疲劳强度。

本实用新型的构思为：螺栓连接承受轴向载荷时，螺栓受到拉力作用，螺栓外螺纹与螺母或螺纹孔的内螺纹啮合处，由于螺纹形状的变化，螺牙底部存在应力集中，此处的应力集中是影响螺栓连接极限强度和疲劳寿面的关键影响因素，应力集中明显，则螺栓连接极限强度越小疲劳寿命越低。设计人通过切除牙高减小螺母承载端内螺纹刚度，从而减小螺栓前几颗螺牙承受的载荷，可以提高螺栓螺纹连接的极限强度和疲劳强度。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种抗疲劳螺母，包括呈柱状的螺母本体，所述螺母本体的中心处设有便于与螺栓连接的内螺纹孔，所述的内螺纹孔底部的内螺纹的牙为做切牙高处理的牙。

进一步地，所述做切牙高处理的牙切除的小径的范围大于螺母内螺纹未被切牙前的小径，小于等于螺母内螺纹大径。具体来说，大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径；小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。

进一步地，所述做切牙高处理的牙沿螺母轴向长度大于等于螺纹螺距，小于等于螺母高度。

进一步地，所述做切牙高处理的牙所在的内螺纹为被旋转特征切除的内螺纹。

进一步地，所述的旋转特征包括直线、曲线或折线中的一种。具体来说，螺牙被切的曲面是一个回转特征，如圆柱，圆锥，多级旋转圆柱/锥台，或任意一条曲线绕轴线旋转后的旋转特征。

进一步地，所述内螺纹的牙型包括三角形、梯形、锯齿形或圆弧形中的一种。

进一步地，所述螺母做切牙高处理的牙至少包括首扣的牙。具体来说，被切除的牙与螺母扣数有关，但首扣的牙一定会被切除。

本发明目的之二在于一种风力发电机叶根连接结构，包括叶片、叶根法兰、轮毂、变桨轴承和2个如上所述的抗疲劳螺母。

进一步地，所述的叶片、叶根法兰和变桨轴承之间通过叶根螺栓与第一抗疲劳螺母相配合连接。