一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法技术

本发明专利技术公开了一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和压力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。本发明专利技术的好处是能够有效减小后缘空腔面积，增加了叶片后缘区域的稳定性，同时提升叶片的整体结构强度；能够提高叶片的组装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法
本专利技术属于风电机组叶片
，具体是一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法。
技术介绍
近些年来，随着风电产业的快速发展，风电机组对高性能、长尺寸的叶片需求日益增多，叶片已经开始向大型化发展。尽管，近年来的叶片尺寸有了巨大的提升，但叶片的结构设计仍然保留着传统的双腹板结构设计思路，即在叶片吸力面和压力面所组成的空腔内部，安装双腹板结构，且双腹板两侧通过粘接法兰分别与叶片压力面主梁和吸力面主梁粘接固定，形成连接整体。随着叶片的尺寸不断加大，叶片所承受的载荷显著提高。按照传统的双腹板结构设计的大型叶片将会形成较大的后缘空腔面积，这导致了叶片稳定性很难达到设计要求。目前叶片后缘失稳已成为大型叶片普遍存在的问题。中国专利文献CN207333111U于2018年5月8日公开了“一种风力发电机组叶片及包括该叶片的风电机组”的技术专利，该申请案公开了一种风力发电机组叶片及包括该叶片的风电机组，属于风电领域，所述叶片包括尾缘结构，所述尾缘结构包括压力面尾缘、吸力面尾缘和用于粘结所述压力面尾缘和吸力面尾缘的粘结层，所述压力面尾缘或吸力面尾缘的后缘区域外侧还连接有三角条芯材，所述三角条芯材用于取代尾缘结构外侧的部分三角区域以保证尾缘结构符合设计厚度及粘结层厚度小于10mm。该申请试图通过三角条芯材来提高尾缘结构的稳定性，但其存在不足之处：只提高了尾缘的连接稳定性，但是对于叶片整体的结构稳定性提高少，仍易产生后缘失稳现象；并且现有技术中叶片组装内的双腹板位置在叶片内的位置不好定位，增加了装配难度。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法，能够有效减小后缘空腔面积，增加了叶片后缘区域的稳定性，同时也提升了叶片的整体结构强度。本专利技术的另一个目的是能够提高叶片的组装效率。为了实现专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种三腹板结构的大型风电机组叶片，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和压力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。通过吸力面副梁和压力面副梁来安装小腹板，结构固定性好，方便小腹板的安装，相比小腹板在吸力面壳体和压力面壳体上的直接安装，能够提高小腹板的安装效率，防止小腹板连接处的应力集中，通过小腹板将叶片后缘空腔分割为两个小空腔，能够有效减小后缘空腔面积，有效缓解了大叶片稳定性不足的问题，增加了叶片后缘区域的稳定性；同时小腹板提高了叶片的扭转刚度，压力面副梁和吸力面副梁提高叶片的挥舞和摆阵刚度，也提升了叶片的整体结构强度。作为优选，吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁安装孔，压力面副梁之间设有压力面副梁安装孔；吸力面副梁填充安装在吸力面副梁安装孔内；压力面副梁填充安装在压力面副梁安装孔内。压力面副梁与压力面壳体填充安装，吸力面副梁与吸力面壳体填充安装，能够保证吸力面壳体和压力面壳体的形状完整性，过渡平滑顺畅，保证叶片外侧风力流过的平稳性；其他条件不变的情况下，叶片壳体宽度越大越容易弯曲变形，通过吸力面副梁和压力面副梁能够截断叶片后缘壳体的宽度，从而能够加强叶片的挥舞和摆阵刚度。作为优选，小腹板的叶根侧末端设有应力分散口。防止在该区域发生应力集中，保证小腹板的结构可靠性。作为优选，应力分散口的形状为C型口。应力分散口采用椭圆形的C型口来增加小腹板端部的面积，从而防止在该区域发生应力集中，保证小腹板的结构可靠性。作为优选，小腹板与吸力面副梁、压力面副梁通过粘接法兰连接，小腹板两端在吸力面副梁和压力面副梁上的连接面朝向大腹板一侧。吸力面主梁和压力面主梁所在处一般为叶片吸力面壳体与压力面壳体的最大距离处，吸力面后缘壳体和压力面后缘壳体之间的平行大腹板截面的两侧距离逐渐缩短，因此吸力面副梁和压力面副梁实际会在朝向大腹板一侧开口较大，在小腹板后方通过叶片本身结构就能形成对小腹板一侧的限位，通过将连接面设置在该面，一方面可以方便小腹板的连接，减省连接用料，减小小腹板连接质量；另一方面只需连接在该面就可以保证小腹板的连接可靠性。作为优选，小腹板和大腹板之间设有连接加强板，连接加强板沿叶片的横截面设置。通过连接加强板增强小腹板和大腹板之间的整体性，提高两者之间的稳定性。作为优选，连接加强板贯穿小腹板和大腹板，连接加强板和小腹板、大腹板固定连接；连接加强板包括两端的四个连接段和中部的加强段，四个连接段包括分别连接在压力面前缘壳体、压力面后缘壳体、吸力面前缘壳体和吸力面后缘壳体上。连接加强板使小腹板、大腹板、压力面壳体和吸力面壳体形成一个整体结构，从而能够提高叶片的结构强度，并且提高叶片的组装效率。作为优选，压力面前缘壳体、压力面后缘壳体、吸力面前缘壳体和吸力面后缘壳体上分别设有对应连接段的连接孔，连接孔内填充设有连接副梁，连接副梁与连接段粘接固定，连接段之间设有内凹的缓冲口，连接段和加强段之间设有过渡圆弧面，连接加强板的连接段。通过填充粘接的方式安装连接加强板和各组件，连接可靠性高，有利于保持叶片平滑性；连接副梁完成连接段与叶片的连接，并且通过缓冲口和过渡圆弧面防止连接加强板的应力集中，从而提高连接加强板的结构强度，防止其应力集中；通过连接加强板不仅能加强小腹板和大腹板之间的结构可靠性，还能从横向加强吸力面壳体和压力面壳体之间的连接可靠性；并且通过连接加强板能够辅助定位小腹板和两块大腹板之间的相对位置，方便后续工作中小腹板和大腹板在叶片内的定位和安装。一种三腹板结构的大型风电机组叶片的组装方法，大腹板和小腹板上设有配合连接加强板的加强孔，加强孔内填充设有加强副梁，加强副梁预装配在连接加强板上，包括以下步骤：A、组装大腹板、小腹板和连接加强板，连接加强板和加强副梁一体配合加强孔粘接安装；B、粘接组装大腹板和吸力面主梁、压力面主梁；粘接组装小腹板和吸力面副梁、压力面副梁；粘接组装连接加强板和连接副梁；C、分别一一将吸力面主梁、吸力面副梁、两个连接副梁粘接在吸力面壳体的对应位置；分别一一将压力面主梁、压力面副梁、两个连接副梁粘接在压力面壳体的对应位置；D、粘接固定吸力面壳体和压力面壳体。综上所述，本专利技术的有益效果是：能够提高小腹板的安装效率，防止小腹板连接处的应力集中，通过小腹板将叶片后缘空腔分割为两个小空腔，能够有效减小后缘空腔面积，有效缓解了大叶片稳定性不足的问题，增加了叶片后缘区域的稳定性；同时小腹板提高了叶片的扭转刚度，压力面副梁和吸力面副梁提高叶片的挥舞和摆阵刚度，也提升了叶片的整体结构强度。附图说明图1是本专利技术一种实施例的示意图。图2是图1所示实施例的外观示意图。图3是本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三腹板结构的大型风电机组叶片，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和压力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。/n

【技术特征摘要】
1.一种三腹板结构的大型风电机组叶片，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和压力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。


2.根据权利要求1所述的一种三腹板结构的大型风电机组叶片，其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁安装孔，压力面副梁之间设有压力面副梁安装孔；吸力面副梁填充安装在吸力面副梁安装孔内；压力面副梁填充安装在压力面副梁安装孔内。


3.根据权利要求1所述的一种三腹板结构的大型风电机组叶片，其特征是，所述小腹板的叶根侧末端设有应力分散口。


4.根据权利要求3所述的一种三腹板结构的大型风电机组叶片，其特征是，所述应力分散口的形状为C型口。


5.根据权利要求1或2所述的一种三腹板结构的大型风电机组叶片，其特征是，所述小腹板与吸力面副梁、压力面副梁通过粘接法兰连接，小腹板两端在吸力面副梁和压力面副梁上的连接面朝向大腹板一侧。


6.根据权利要求1所述的一种三腹板结构的大型风电机组叶片，其特征是，所述小腹板和大...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈棋，周晓亮，程明哲，赵建立，杨波，孔魁，龚玉祥，张定好，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33