风力涡轮机的变桨轴承、叶片、叶轮及连接方法技术

本发明专利技术涉及风力涡轮机的变桨轴承、叶片、叶轮及连接方法。一种风力涡轮机的变桨轴承，包括：轴承内圈、轴承外圈和延伸部，其中，轴承内圈和轴承外圈中的一者连接到延伸部。本发明专利技术提供的风力涡轮机的变桨轴承、叶片、叶轮及连接方法，可以不用螺栓就可以将叶片和变桨轴承连接，能够使得风力涡轮机的重量减轻，提高风力涡轮机的强度和疲劳寿命，且使风力涡轮机的成本和制造难度降低。

Variable pitch bearing, blade, impeller and connecting method of wind turbine

The invention relates to a variable pitch bearing of a wind turbine, a blade, an impeller, and a connecting method. A variable pitch bearing of a wind turbine comprises a bearing inner race, a bearing outer ring and an extension portion, wherein one of the inner race of the bearing and the outer ring of the bearing is connected to the extension. The invention provides a wind turbine pitch bearing, impeller blades, and the connection method, can not be bolt blade and pitch bearing connection, can make the wind turbine to reduce the weight, improve the strength and fatigue life of wind turbine, and the wind turbine manufacturing cost and reduce the difficulty.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力涡轮机领域。更具体地，本专利技术涉及用于风力涡轮机的变桨轴承、叶片、叶轮及连接方法。
技术介绍
在风力涡轮机叶片的制造中，总是努力希望以稳定、紧凑且成本效益高的方式来连接由复合材料制成的叶片根部和由金属制成的变桨轴承环。但是，难以高效可靠地将由玻璃纤维/树脂、木纤维/树脂、或碳纤维/树脂制成的叶片固定到由金属形成的轴承环。通常，通过采用螺栓、螺母和其他螺纹件来将叶片根部连接到变桨轴承环。例如，由钢制成的轴承环可以通过安装在其外周钻出的孔中的螺栓，来连接到由复合材料制成的叶片根部。在这种设计中，弯曲载荷传递机制将导致T型螺栓和叶片之间的界面上出现拉力。此外，利用螺栓来连接将不可避免地导致应力集中，因此为将应力保持在可接受的水平，需要采用较重的叶片根部和变桨轴承设计。为此，需要一种能够不用螺栓将叶片根部连接到变桨轴承的装置和方法。
技术实现思路
为解决能够不用螺栓将叶片根部连接到变桨轴承的问题，本专利技术的一个目的是提供风力涡轮机的变桨轴承、叶片、叶轮及连接方法，其能够使得风力涡轮机的重量减轻，提高风力涡轮机的强度和疲劳寿命，且使风力涡轮机的成本和制造难度降低。本专利技术的一个方面提供一种风力涡轮机的变桨轴承，包括：轴承内圈、轴承外圈和延伸部，轴承内圈和轴承外圈中的一者连接到延伸部。根据本专利技术的实施例，变桨轴承还包括：至少一个销，至少一个销连接到延伸部。根据本专利技术的实施例，销与延伸部一体地形成。根据本专利技术的实施例，销连接到延伸部的径向内侧或径向外侧上。根据本专利技术的实施例，延伸部包括外延伸部和内延伸部，外延伸部和内延伸部沿径向间隔开以形成径向间隔。根据本专利技术的实施例，延伸部包括至少一个第一孔。根据本专利技术的实施例，延伸部包括至少一个第一孔，并且销通过第一孔连接到延伸部。根据本专利技术的实施例，延伸部在径向上的厚度沿着远离轴承内圈和轴承外圈中的一者的方向逐渐减小。根据本专利技术的实施例，延伸部包括沿周向分布且间隔开的多个延伸部段。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机的叶片，包括：叶片根部，叶片根部的径向上设置有至少一个第二孔。根据本专利技术的实施例，叶片根部的第二孔是通孔。根据本专利技术的实施例，叶片根部的第二孔是盲孔。根据本专利技术的实施例，叶片，还包括：至少一个销，销能够通过第二孔连接到叶片根部。根据本专利技术的实施例，叶片根部的第二孔构造成使得销能够以过盈配合方式设置在叶片根部的第二孔中。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机的叶轮，包括：叶片，包括叶片根部，叶片根部的径向上设置有至少一个第二孔；连接装置，包括：延伸部；和至少一个销，其中销连接到延伸部；和变桨轴承，包括轴承内圈和轴承外圈，轴承内圈和轴承外圈中的一者连接到延伸部，销通过第二孔连接到叶片根部。根据本专利技术的实施例，延伸部包括至少一个第一孔，并且销通过第一孔连接到延伸部。根据本专利技术的实施例，销与延伸部一体地形成。根据本专利技术的实施例，延伸部与轴承内圈和轴承外圈中的一者一体地形成。根据本专利技术的实施例，销连接到延伸部的径向内侧或径向外侧上。根据本专利技术的实施例，延伸部包括外延伸部和内延伸部，外延伸部和内延伸部沿径向间隔开以形成径向间隔，叶片根部设置在外延伸部和内延伸部之间的径向间隔中。根据本专利技术的实施例，销以过盈配合方式设置在叶片根部的第二孔中。根据本专利技术的实施例，叶片根部的第二孔是通孔，并且销设置成穿透叶片根部的第二孔。根据本专利技术的实施例，叶片根部的第二孔是盲孔。根据本专利技术的实施例，延伸部在径向上的厚度沿着远离轴承内圈和轴承外圈中的一者方向逐渐减小。根据本专利技术的实施例，销布置成使得销的延伸方向垂直于叶片的变桨轴线。根据本专利技术的实施例，延伸部包括沿周向分布且间隔开的多个延伸部段，并且销包括沿周向分布且间隔开的多组销。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机，包括上述的变桨轴承。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机，包括上述的叶片。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机，包括上述的叶轮。本专利技术的另一方面提供一种风力涡轮机的连接方法，包括：使用销将上述的变桨轴承连接到上述的叶片。与传统叶片根部连接方法相比，小直径的销对叶片根部不造成或造成很小的损伤，并且在由复合材料制成的叶片根部中不存在应力集中，从而可以减小叶片根部的厚度和长度，并因此降低整个叶片的重量。由于在叶片与变桨轴承的连接中不使用螺栓，不需要进行螺栓预紧，从而降低连接部位的载荷。由于可以预定方式来设置销，因此具有孔的叶片根部仍然保持较大的净截面积，并且能够承载更高的载荷。由于通过独立的销阵列来传递载荷，提供了多载荷路径设计，这可以提高叶片与变桨轴承连接的失效容限。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的示意图。图2是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的局部示意图，示出叶片、变桨轴承和轮毂的连接构造。图3是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的局部剖视图，示出叶片、变桨轴承和轮毂的连接构造。图4是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的局部放大剖视图，示出示出叶片、连接装置和变桨轴承的连接构造。图5是根据本专利技术的另一个实施例的风力涡轮机的局部放大剖视图，示出示出叶片、连接装置和变桨轴承的连接构造。图6是根据本专利技术的又一个实施例的风力涡轮机的局部放大剖视图，示出示出叶片、连接装置和变桨轴承的连接构造。图7是根据本专利技术的再一个实施例的风力涡轮机的局部放大剖视图，示出示出叶片、连接装置和变桨轴承的连接构造。图8是根据本专利技术的一个实施例的连接装置的透视图。图9是根据本专利技术的另一个实施例的连接装置的透视图。图10是根据本专利技术的一个实施例的连接方法的流程图。图11是根据本专利技术的另一个实施例的连接方法的流程图。具体实施方式下文中，参照附图描述本专利技术的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，本专利技术不限于所描述的优选实施例，本专利技术的范围由权利要求书限定。图1是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的示意图。如图1所示，风力涡轮机1包括至少一个叶片10、变桨轴承30和轮毂40。轮毂40连接到风力涡轮机的机舱50。为了简明起见，风力涡轮机中公知的齿轮箱、发电机等部件未在图1中示出。在本专利技术中，叶片10和变桨轴承30可以一起称为叶轮。在示例性实施例中，风力涡轮机1包括多个叶片10，例如三个叶片10。这时，风力涡轮机1可以包括与叶片10数量相同的连接装置20和变桨轴承30。每个叶片10通过连接装置20连接到变桨轴承30，变桨轴承30连接到轮毂40。如图1所示，叶片10包括叶片根部11、叶片主体12和叶片尖端13。在示例性实施例中，叶片根部11至少部分地由复合材料制成，例如纤维增强复合材料。图2是根据本专利技术的一个实施例的风力涡轮机的局部示意图，示出叶片10、变桨轴承30和轮毂40的连接构造。在示例性实施例中，变桨轴承30是滚动轴承，例如滚珠轴承。在一些实施例中，变桨轴承30是双列球轴承，例如双列角接触球轴承。如图2所示，变桨轴承30包括轴承内圈31和轴承外圈32(参考图3)。在示例性实施例中，变桨轴承30的轴承内圈31和/或轴承外圈32由均质材料制成，包括金属材料，例如钢。在一些实施例中，变桨轴承30的至少一部分包括抗腐蚀涂层。如图2所示，叶片10的叶片根部11连接到变桨轴承30的轴承内圈31。变桨轴承30的轴承内圈31连接到轮毂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力涡轮机(1)的变桨轴承(30)，其中，包括：轴承内圈(31)、轴承外圈(32)和延伸部(21)，所述轴承内圈(31)和所述轴承外圈(32)中的一者连接到所述延伸部(21)。

【技术特征摘要】
1.一种风力涡轮机(1)的变桨轴承(30)，其中，包括：轴承内圈(31)、轴承外圈(32)和延伸部(21)，所述轴承内圈(31)和所述轴承外圈(32)中的一者连接到所述延伸部(21)。2.根据权利要求1的变桨轴承(30)，还包括：至少一个销(22)，所述至少一个销(22)连接到所述延伸部(21)。3.根据权利要求2所述的变桨轴承(30)，其中，所述销(22)与所述延伸部(11)一体地形成。4.根据权利要求2所述的变桨轴承(30)，其中，所述销(22)连接到所述延伸部(21)的径向内侧或径向外侧上。5.根据权利要求1所述的变桨轴承(30)，其中，所述延伸部(21)包括外延伸部(211)和内延伸部(212)，其中，所述外延伸部(211)和所述内延伸部(212)沿径向间隔开以形成径向间隔。6.根据权利要求1所述的变桨轴承(30)，其中，所述延伸部(21)包括至少一个第一孔(23)。7.根据权利要求2所述的变桨轴承(30)，其中，所述延伸部(21)包括至少一个第一孔(23)，并且所述销(22)通过所述第一孔(23)连接到所述延伸部(21)。8.根据权利要求1所述的变桨轴承(30)，其中，所述延伸部(21)在径向上的厚度沿着远离所述轴承内圈(31)和所述轴承外圈(32)中的所述一者的方向逐渐减小。9.根据权利要求1所述的变桨轴承(30)，其中，所述延伸部(21)包括沿周向分布且间隔开的多个延伸部段(21')。10.一种风力涡轮机(1)的叶片(10)，包括：叶片根部(11)，所述叶片根部(11)的径向上设置有至少一个第二孔(111)。11.根据权利要求10所述的叶片(10)，其中，所述叶片根部(11)的第二孔(111)是通孔。12.根据权利要求10所述的叶片(10)，其中，所述叶片根部(11)的第二孔(111)是盲孔。13.根据权利要求10所述的叶片(10)，还包括：至少一个销(22)，所述销(22)能够通过所述第二孔(111)连接到所述叶片根部(11)。14.根据权利要求13所述的叶片(10)，其中，所述叶片根部(11)的第二孔(111)构造成使得所述销(22)能够以过盈配合方式设置在所述叶片根部(11)的第二孔(111)中。15.一种风力涡轮机(1)的叶轮，其中，包括叶片(10)，包括叶片根部(11)，所述叶片根部(11)的径向上设置有至少一个第二孔(111)；连接装置(20)，包括：延伸部(21)；和至少一个销(22)，所述销(22)连接到所述延伸部(21)；和变桨轴承(30)，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿勒谢尼·赫维尤佐夫，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11