一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法制造方法及图纸

一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法，通过在风电叶片中安装串联的空心质量钢球，并在空心质量钢球中设置一个实心钢球和一个实心乳胶球，配合定滑轮装置及速度放大装置，达到多层多向减振。叶片振动时带动靠近叶尖的空心质量钢球振动，每个空心质量钢球又可以限制前面空心质量钢球的振动，达到多层减振的效果，空心质量钢球的内部设有一个实心钢球和一个实心乳胶球，空心质量钢球振动时，作为粘弹性材料的乳胶球与钢球发生碰撞会吸收部分能量而耗能，同时串联的空心质量钢球振动时也会在任意方向拉伸钢索，使速度放大装置起作用，间接增加阻尼，达到多向减振，在保证风电叶片质量不过分增加的情况下有效控制风电叶片的多向振动。电叶片的多向振动。电叶片的多向振动。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法


[0001]本专利技术涉及风力发电结构减振控制
，具体涉及的是风电叶片多质点串联速度放大型减振技术。

技术介绍

[0002]风能作为一种可再生的清洁能源已经受到世界各国的青睐，根据全球风能协会（GWEC）一年一度的报告，2019年世界风机新装机容量达到60.4GW,仅次于2015年的63.8GW，增长势头仍然强劲，因此，为了更好地获取风能，风力发电机塔架和叶片也向越来越高、越来越长的方向发展。但是叶片在朝大型化发展过程中，其重量增加，长度增大，并且承受的荷载复杂—主要有重力荷载、惯性荷载和不定常变化的气动荷载。叶片在复杂荷载作用下容易产生多向振动，但是作为捕捉风能的关键部件，叶片性能的好坏直接影响着风力机结构的风能利用效率和风力机组整机所承受的荷载，在很大程度上也决定了机组的整体性能、使用寿命和开发风能的经济性。因此，降低叶片在复杂荷载作用下的多向振动是风力机结构必须解决的关键问题。
[0003]为达到叶片多向减振的目的，在叶片内部设置一连串空心质量钢球，叶片叶尖振动时带动靠近叶尖的空心质量钢球振动，此后的每一个空心质量钢球又可以控制前面空心质量钢球的振动，达到多层次减振的效果，此外，空心质量钢球的内部设有一个实心钢球和一个实心乳胶球，空心质量钢球振动时，两个实心球在任意方向都能相互碰撞，利用摩擦和冲击作用消耗系统振动能量。同时，串联的空心质量钢球振动时会拉伸钢索，固定在两个定滑轮之间的钢索也可在任意方向拉伸，使速度放大装置起作用，增加阻尼，从而达到多向减振的目的。材料方面，在保证风电叶片质量不过分增加且不损伤叶片的情况下，需用质量较轻、强度较高、耗能较强且具有高耐久性的材料。轻质高强的钢索具有质量轻，抗拉强度高的优点，可在保证连接牢靠的情况下有效降低减振装置的重量；在室温下具有较高抗剪强度（>25MPa）、抗拉强度（≥33MPa）和不均匀扯离强度（>40kN/m）的环氧树脂胶粘剂可在不损伤叶片的情况将拉环直接粘在叶片内表面；乳胶作为粘弹性材料之一，在碰撞的过程中可以吸收部分能量而达到耗能的作用，其耗能能力强；体积小质量轻的多孔螺栓球接头可将三股1号钢索与一股2号钢索相连接，其构造简单，连接方便，传力明确。因此，将上述几种材料应用到风电叶片的减振控制装置中，通过合理的连接方式及利用速度放大装置来增加阻尼，可在不过分增加风电叶片质量且不损伤叶片的情况下有效控制叶片在复杂荷载作用下的多向振动，为此，提出了一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法。
[0005]本专利技术是一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置及连接方法，本专利技术的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，包括拉环1，1号钢索2，多孔螺栓球接头3，空心质量钢球4，2号钢索5，定滑轮装置6，速度放大装置7，复位弹簧9，拉环1设有4支；多孔螺栓球
接头3由1号钢索螺孔30，1号钢索螺杆31，2号钢索螺孔32，2号钢索螺杆33构成，通过1号钢索螺孔30和1号钢索螺杆31相连，2号钢索螺孔32和2号钢索螺杆33相连而形成多孔螺栓球接头3；定滑轮装置6设1个，由2个对称相切的定滑轮61通过法兰轴60和固定螺帽62锚固在固定板63上组成；速度放大装置7，由1号支座75，2号支座76，齿轮转轴74，转盘73，十字轨道72，竖向轨道71，滑块70，1号拉杆77，2号拉杆78，3号拉杆79，阻尼器80组成；1号拉杆77两端与中心位置均预设安装孔82，2号拉杆78和3号拉杆79两端均预设安装孔82；1号支座75与2号支座76构造完全相同，安装位置不同；齿轮转轴74上的每个轮齿52都预留螺栓孔；十字轨道72的水平轨道一端焊接在竖向轨道71侧面，另一端焊接在2号支座76的底板上，在十字轨道72的水平轨道和竖直轨道以及竖向轨道71均分别装入滑块70；竖向轨道71的一端预留圆形孔，将阻尼器80的一端穿过圆形孔，另一端焊接在与竖向轨道71相垂直的叶片底板8上；3号拉杆79一端的安装孔82通过圆T型键81安装在竖向轨道71的滑块70上，另一端的安装孔82通过圆T型键81安装在2号拉杆78上；1号拉杆77与2号拉杆78两端的安装孔82通过圆T型键81分别对称安装在十字轨道72水平轨道和竖直轨道内设置的2个滑块70上，通过转盘73上的圆T型键81将1号拉杆77中心位置预设的安装孔82与转盘73一面圆周边缘连接，转盘73另一面的中心位置焊接在齿轮转轴74一端，齿轮转轴74焊接转盘73后套入2号支座76与1号支座75，焊接圆形端板，形成速度放大装置7。
[0006]本专利技术的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置的连接方法，其步骤为：步骤（1）：取3根1号钢索2，将其一端穿过3支用环氧树脂胶粘剂粘在叶尖内表面的拉环1后，用环扣11配合摩擦套12固定，另一端用环氧树脂胶粘剂连接1号钢索螺杆31；步骤（2）：将3根1号钢索螺杆31拧入多孔螺栓球接头3的1号钢索螺孔30中，取1根2号钢索5，在其一端用环氧树脂胶粘剂连接2号钢索螺杆33，连接后将此端拧入多孔螺栓球接头3的2号钢索螺孔32中；另一端用环氧树脂胶粘剂连接空心质量钢球螺杆41；步骤（3）：将步骤（2）中的2号钢索5的另一端拧入1个空心质量钢球4的空心质量钢球螺孔43中，再取2个空心质量钢球4和2根2号钢索5，以同样的方式将两端都带有空心质量钢球螺杆41的2根2号钢索5和3个空心质量钢球连接；步骤（4）：另取一根较长的2号钢索5，其一端用环氧树脂胶粘剂连接空心质量钢球螺杆41后拧入最后一个空心质量钢球螺孔43中；步骤（5）：通过法兰轴60连接一个定滑轮61，另一个相同的定滑轮61也以此连接，组装完成的两个定滑轮对称相切地用法兰轴60配合固定螺帽62固定在固定板63上，最后将固定板63用环氧树脂胶粘剂粘在风电叶片10的内壁上形成定滑轮装置6；步骤（6）：将步骤（4）中的2号钢索5的另一端穿过步骤（5）中组装固定好的定滑轮装置6后缠绕固定在速度放大装置7的齿轮转轴74上，齿轮转轴74上的每个轮齿52都预留螺栓孔，能灵活调整钢索的连接位置，具体为：将带有钢索套筒54的楔形体钢块53用螺栓51配合螺丝50与相邻的两轮齿52连接，然后用环氧树脂胶粘剂将钢索的一端和钢索套筒54相连接；步骤（7）：将速度放大装置7的1号支座75与2号支座76用环氧树脂胶粘剂固定在叶片10的内表面上，另取2根1号钢索2和一个复位弹簧9，把复位弹簧9的两端与2根1号钢索2的一端进行焊接后，一端1号钢索2以步骤（6）的方式（并不缠绕）连接在速度放大装置7的齿轮转轴74上，另一端穿过1支用环氧树脂胶粘剂粘在叶片10根部内表面的拉环1后，用环扣
11配合摩擦套12固定，然后将阻尼器80的一端安装在速度放大装置7竖向轨道71的圆形孔中，另一端焊接在叶片底板8上，整体安装完成；在安装完成后，2号钢索5的轴线与叶片的轴线相互平行，各项构件均处于稳定状态且复位弹簧9的1号钢索2处于拉紧的初始状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，包括拉环（1），1号钢索（2），多孔螺栓球接头（3），空心质量钢球（4），2号钢索（5），定滑轮装置（6），速度放大装置（7），复位弹簧（9），其特征在于拉环（1）设有4支；多孔螺栓球接头（3）由1号钢索螺孔（30），1号钢索螺杆（31），2号钢索螺孔（32），2号钢索螺杆（33）构成，通过1号钢索螺孔（30）和1号钢索螺杆（31）相连，2号钢索螺孔（32）和2号钢索螺杆（33）相连而形成多孔螺栓球接头（3）；定滑轮装置（6）设1个，由2个对称相切的定滑轮（61）通过法兰轴（60）和固定螺帽（62）锚固在固定板（63）上组成；速度放大装置（7），由1号支座（75），2号支座（76），齿轮转轴（74），转盘（73），十字轨道（72），竖向轨道（71），滑块（70），1号拉杆（77），2号拉杆（78），3号拉杆（79），阻尼器（80）组成；1号拉杆（77）两端与中心位置均预设安装孔（82），2号拉杆（78）和3号拉杆（79）两端均预设安装孔（82）；1号支座（75）与2号支座（76）构造完全相同，安装位置不同；齿轮转轴（74）上的每个轮齿（52）都预留螺栓孔；十字轨道（72）的水平轨道一端焊接在竖向轨道（71）侧面，另一端焊接在2号支座（76）的底板上，在十字轨道（72）的水平轨道和竖直轨道以及竖向轨道（71）均分别装入滑块（70）；竖向轨道（71）的一端预留圆形孔，将阻尼器（80）的一端穿过圆形孔，另一端焊接在与竖向轨道（71）相垂直的叶片底板（8）上；3号拉杆（79）一端的安装孔（82）通过圆T型键（81）安装在竖向轨道（71）的滑块（70）上，另一端的安装孔（82）通过圆T型键（81）安装在2号拉杆（78）上；1号拉杆（77）与2号拉杆（78）两端的安装孔（82）通过圆T型键（81）分别对称安装在十字轨道（72）水平轨道和竖直轨道内设置的2个滑块（70）上，通过转盘（73）上的圆T型键（81）将1号拉杆（77）中心位置预设的安装孔（82）与转盘（73）一面圆周边缘连接，转盘（73）另一面的中心位置焊接在齿轮转轴（74）一端，齿轮转轴（74）焊接转盘（73）后套入2号支座（76）与1号支座（75），焊接圆形端板，形成速度放大装置（7）。2.根据权利要求1所述的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，其特征在于：1号钢索（2）设3根，2号钢索（5）设4根，两种钢索材质相同，1号钢索（2）直径与2号钢索（5）直径比值取1/3。3.根据权利要求1所述的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，其特征在于：空心质量钢球（4）设3个，每个空心质量钢球（4）空心内放有1个实心钢球（40）和1个实心乳胶球（42），每个空心质量钢球（4）内对称设置2个空心质量钢球螺孔（43），分别与2个空心质量钢球螺杆（41）相连。4.根据权利要求1所述的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，其特征在于：空心质量钢球（4）内的空心体积与1个实心钢球（40）和1个实心乳胶球（42）的体积之和的比值大于4。5.根据权利要求1所述的风电叶片多质点串联速度放大型减振装置，其特征在于：1号拉杆（77）与2号拉杆（78）两端两两连接在同一滑块（70）上，实现同步运...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万润，吴王浩，李刚刚，赵文海，潘梓鸿，李家富，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：