用于风力涡轮机叶片根部的插入件和坯件制造技术

一种复合材料坯件(190)，该复合材料坯件(190)包括在第一端面(312a)和第二端面(312b)之间延伸的细长坯件主体(300)；所述坯件主体(300)在平行于其纵向轴线的纵向方向上延伸，并且具有四个外围侧面(341，342，343，344)；每个所述第一端面(312a)和第二端面(312b)具有限定梯形形状的边缘(361a‑364a；361b‑364b)；其中，所述坯件主体(190)的外围侧面(341，342，343，344)将所述第一端面(312a)的边缘(361a‑364a)与所述第二端面(312b)的边缘(361b‑364b)连接；并且其中，所述第一梯形端面(312a)相对于所述第二梯形端面(312b)倒置。一种制造复合坯件(190)的方法，以及一种可由坯件(190)形成的风力涡轮机叶片根部插入件(105)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机叶片根部的插入件和坯件
本专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片根部的插入件、一种制造这种插入件的方法、一种在制造用于风力涡轮机叶片根部的插入件的方法中的坯件、以及一种制造这种坯件的方法。
技术介绍
US2011044817涉及一种用于制造风能系统的转子叶片的叶片连接件的过程，该叶片连接件包括用于将叶片连接件紧固到轮毂的紧固元件。紧固元件设置在圆弧上，优选地彼此等距，并且利用楔形间隔元件彼此间隔开。用于大型水平轴线风力涡轮机的风力涡轮机叶片可具有相当大的质量，可能在10吨或更大的范围内，高达30吨或更大。叶片紧固到轮毂以构成转子。转子在主轴上旋转以驱动发电机。叶片在其根部端处附接到轮毂凸缘。叶片通常使用一组螺栓连接到轮毂凸缘。主要由于叶片质量和风力以及转子的永久旋转的影响，叶片轮毂连接件上的应力是相当大的，这倾向于随着转子的每次旋转而改变叶片上的力的程度和方向。系统中的振动也是相当大的。在20年及更长的预期寿命的情况下，叶片轮毂连接件的疲劳性能是关键的。通常称为柱螺栓的螺栓组可使用嵌入叶片的根部端中的螺纹衬套而连接到叶片根部。这种衬套通常是圆柱形的，通常由钢制成。衬套将载荷从叶片传递到柱螺栓。柱螺栓将这些载荷传递到轮毂，该轮毂是刚性的、通常是铸造的部件。考虑到对叶片轮毂连接件的疲劳要求，将衬套嵌入叶片根部的方式可能是关键的。本专利技术涉及一种可以将衬套嵌入其中的插入件的设计以及制备该插入件的方法。通常由复合材料制成并包含衬套的插入件可以与其它插入件一起嵌入叶片根部。因此，叶片根部及其插入件呈现了用于螺栓连接到轮毂的连接面。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种制造用于风力涡轮机叶片根部的一对插入件的方法中的复合材料坯件，所述坯件包括在第一端面和第二端面之间延伸的细长坯件主体。所述坯件主体在平行于其纵向轴线的纵向方向上延伸，并且具有四个外围侧面；所述第一端面和第二端面中的每一个具有限定梯形形状的边缘；其中，所述坯件主体的外围侧面将所述第一端面的边缘与所述第二端面的边缘连接，并且其中，梯形的所述第一端面相对于梯形的所述第二端面倒置。所谓倒置是指第二端面相对于第一端面转过180度。由此，坯件可呈现两个相对的平行的平坦面和两个不平行的侧面。侧面可以是非平面的或部分平面的。坯件可以成形为使得其可以由单个平面平分成两个相等的部件。换句话说，当沿着横向于并且优选地垂直于坯件的纵向轴线的平面平分时，坯件可以优选地成形为产生两个相同尺寸的部件。优选地，在用于同时制造两个风力涡轮机叶片根部插入件的方法中，坯件是复合材料坯件。因此，坯件可优选地包括第一风力涡轮机叶片根部衬套和第二风力涡轮机叶片根部衬套。衬套可以是圆柱形的。圆柱形衬套可以围绕与所述坯件的纵向轴线平行或重合的纵向轴线延伸。衬套可以是金属衬套，优选地是钢衬套。衬套可优选地包括用于衬套与风力涡轮机轮毂连接元件的接合的附接区域。衬套附接区域可以包括孔。孔可以包括螺纹部分。风力涡轮机轮毂连接元件可以包括柱螺栓。通过柱螺栓的螺纹部分与衬套孔的螺纹部分的接合，柱螺栓可附接到衬套。优选地，第一衬套和第二衬套彼此相对地布置在坯件中。坯件可以包括第一端部部分和第二端部部分。特别地，所述坯件主体可以包括第一端部部分和第二端部部分。优选地，第一衬套可以嵌入在所述坯件的第一端部部分中，而第二衬套可以嵌入在所述坯件的第二端部部分中。因此，坯件可以包括第一端部部分和第二端部部分，第一端部部分和第二端部部分均具有相应的衬套。在实施方式中，沿着所述第一端部部分和第二端部部分，在所述坯件的长度方向上，所述坯件主体的四个外围侧面可以都是平面的，并且平行于所述坯件主体的纵向轴线延伸。坯件主体可具有沿其长度的全部或部分的大致四边形的横截面。坯件还可以包括过渡部分，在该过渡部分中，所述坯件主体的所述侧面不平行于所述纵向轴线。在实施方式中，坯件主体可以沿着过渡部分在所述第一端部部分和所述第二端部部分之间延伸。坯件的平分可产生相等尺寸的两个风力涡轮机叶片根部插入件。在每个端部部分处，所述细长坯件主体的外围面可包括主面、副面和一对侧面，所述主面比所述副面宽。坯件主体可以是类似于棱柱的细长四边形形状。坯件主体可具有大致平面的顶表面和相对的底表面。坯件主体顶表面和底表面优选地可以是大致平行的。如上所述，本专利技术的第一方面提供了一种中间产品或坯件。坯件可以被切成两部分，以产生两个插入件。当以并排邻接的方式放置在叶片模具中时，插入件优选地描述圆形截面，优选地不需要附加的楔形间隔元件。优选地，坯件主体部分包括由过渡部分开的两个端部部分。过渡部分可以呈现一对侧面。所述过渡部分的每个侧面可以与相应的第一端部部分和第二端部部分的侧面相遇。每个侧面可以是非平面的。优选地，每个侧面可以主要是平面的并且在边缘上是非平面的。在实施方式中，过渡部分的每个侧面可以包括两个或更多个基本上平面的小面。或者，过渡部分的每个侧面可以是弯曲的。坯件优选地具有2级的旋转对称性。坯件可以沿对角线切割成两半，以形成一对匹配的插入件。两个相应的衬套可以嵌入到坯件中。衬套可以是圆柱形的。衬套可以嵌入到所述坯件的每个端部区域中。衬套可以从所述坯件的端面稍微突出。通常，衬套可以由纵向的圆柱形芯分开。芯可以是非金属的，并且可以是纤维的，例如或者由诸如泡沫或轻木的块体材料制成。可选地，坯件还可以包括围绕衬套和芯的两个或更多个纤维板条。每个板条可以具有三角形横截面。板条可以由此给予细长坯件大致四边形的横截面。侧面可以稍微弯曲。更优选地，它们可以是部分平面的，优选地使得当相邻插入件的平面侧面彼此接触地并排放置时，从其产生的插入件可以形成连续的环。在一个实施方式中，坯件的每个端部部分的横截面具有一对直的、相对的、平行面和一对相对的侧面，该一对相对的侧面几乎平行但位于稍微会聚的平面上。更优选地，坯件的每个端部部分的横截面是梯形横截面。可选地，坯件的每个端部部分具有棱柱形状。在这种情况下，每个端部部分的横截面不沿着坯件的纵向轴线变化。优选地，坯件的端部部分之间的过渡部分可具有沿坯件的纵向轴线变化的横截面。优选地，过渡部分的横截面可以是大致四边形的，尽管在一些实施方式中，侧面特别地可以是稍微凹入的。本专利技术还提供一种制造用于风力涡轮机叶片根部的一对插入件的方法，该方法包括：制造根据本专利技术的第一方面的坯件；以及通过穿过坯件主体进行对角线切割而将坯件切割成两个相等的零件。在实施方式中，可以穿过过渡部分进行对角线切割。在实施方式中，穿过坯件的对角线切割可以完全在过渡部分中。对角线切割可以限定平面，该平面横向地穿过坯件主体的相对的平行面，并且对角地穿过所述坯件主体的相对的侧面。本专利技术还提供了一种制造坯件的方法，所述方法包括；将组件放置在灌注模具中；将基体材料注入到所述灌注模具中，使得所述基体材料灌注所述组件；固化所述基体材料；以及在所述基体材料已经固化之后，从所述灌注模具移除所述坯件。在一个实施例中，所述灌注模具包括在分模线处相遇的第一模具部件和第二模具部件；其中，所述第一模具部件和所述第二模具部件中的每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料坯件(190)，所述复合材料坯件(190)包括在第一端面(312a)和第二端面(312b)之间延伸的细长坯件主体(300)；/n所述坯件主体(300)在平行于其纵向轴线的纵向方向上延伸，并且具有四个外围侧面(341，342，343，344)；/n所述第一端面(312a)和第二端面(312b)中的每一个具有限定梯形形状的边缘(361a-364a；361b-364b)；/n其中，所述坯件主体(190)的所述外围侧面(341，342，343，344)将所述第一端面(312a)的所述边缘(361a-364a)与所述第二端面(312b)的所述边缘(361b-364b)连接；/n并且其中，梯形的所述第一端面(312a)相对于梯形的所述第二端面(312b)倒置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180111 DK PA201870017;20171208 US 62/596,2601.一种复合材料坯件(190)，所述复合材料坯件(190)包括在第一端面(312a)和第二端面(312b)之间延伸的细长坯件主体(300)；
所述坯件主体(300)在平行于其纵向轴线的纵向方向上延伸，并且具有四个外围侧面(341，342，343，344)；
所述第一端面(312a)和第二端面(312b)中的每一个具有限定梯形形状的边缘(361a-364a；361b-364b)；
其中，所述坯件主体(190)的所述外围侧面(341，342，343，344)将所述第一端面(312a)的所述边缘(361a-364a)与所述第二端面(312b)的所述边缘(361b-364b)连接；
并且其中，梯形的所述第一端面(312a)相对于梯形的所述第二端面(312b)倒置。


2.根据权利要求1所述的坯件(190)，所述坯件主体(300)呈现由两个非平行的侧面(343，344)接合的两个平坦面(341，342)。


3.根据权利要求1或2所述的坯件(190)，所述坯件(190)成形为当沿着横向于所述坯件(190)的所述纵向轴线的平面被平分时产生两个相同尺寸的部件。


4.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的坯件(190)，所述坯件包括第一风力涡轮机叶片根部衬套(40)和第二风力涡轮机叶片根部衬套(40)；优选地，其中，所述第一衬套(40)和所述第二衬套(40)被布置成彼此相对地定向。


5.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的坯件(190)，所述坯件主体(300)包括第一端部部分(192a)和第二端部部分(192b)。


6.根据权利要求4和5所述的坯件，其中，所述第一衬套(40)布置在所述坯件主体(300)的所述第一端部部分(192a)中，并且所述第二衬套(40)布置在所述坯件主体(300)的所述第二端部部分(192b)中。


7.根据权利要求5所述的坯件(190)，其中，沿着所述第一端部部分(192a)和所述第二端部部分(192b)的长度，所述坯件主体(300)的所述四个外围侧面(341，342，343，344)是平面的并且平行于所述坯件(190)的所述纵向轴线延伸。


8.根据权利要求7所述的坯件(190)，所述坯件(190)还包括过渡区域(200)，在所述过渡区域中，所述坯件主体(300)的两个所述侧面(343，344)不平行于所述纵向轴线。


9.根据权利要求2所述的坯件(190)，其中，每个所述侧面(343，344)包括两个或更多个大致平面的小面(202a，202b)。


10.根据权利要求4所述的坯件(190)，其中，所述坯件(190)还包括围绕所述衬套(40)的两个或更多个纤维板条(148)，并且其中，每个板条(148)具有三角形横截面，使得所述板条(148)给予所述坯件主体(300)四边形横截面。


11.根据权利要求7所述的坯件(190)，其中，每个所述端部部分(192a，192b)具有棱柱形状。


12.一种制造用于风力涡轮机叶片根部(20)的一对插入件(105)的方法，所述方法包括：生产根据前述权利要求中任一项所述的坯件(190...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·史密斯，J·史密斯，R·恩斯特，M·福尔松，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK