一种风力发电机组轮毂、风力发电机及制造方法技术

本发明专利技术提供一种风力发电机组轮毂、风力发电机及制造方法，涉及风力发电机领域，包括主轴筒和叶片筒，多个叶片筒围绕主轴筒环向均匀分布，且每个叶片筒的轴向一端均对接主轴筒，叶片筒与主轴筒的相贯线位置焊接固连，相邻叶片筒之间相贯线位置焊接固连，叶片筒对接主轴筒的端部结合主轴筒形成安装腔；针对目前铸造式轮毂难以满足结构优化需求以及非铸造式轮毂强度不足的问题，采用多个筒体进行拼焊组合形成轮毂，叶片筒之间、叶片筒与主轴筒之间均在相贯线位置施焊固连，通过筒体与外部实现对接，保证轮毂与风力发电机组其他部分的连接强度，相较于铸造式轮毂无需设计模具，节省加工步骤并降低轮毂重量。步骤并降低轮毂重量。步骤并降低轮毂重量。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组轮毂、风力发电机及制造方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机领域，具体涉及一种风力发电机组轮毂、风力发电机及制造方法。

技术介绍

[0002]轮毂为风力发电机组中重要的支撑件。主要作用为连接叶片与主轴，并支撑风轮旋转和叶片变桨。目前轮毂多采用铸造形式，形状为球形或类球形。随着当前风力发电机组功率、叶片直径的不断增大，尤其是海上风电的快速发展，轮毂尺寸和重量越来越大、强度、刚度要求越来越高。
[0003]铸造式轮毂的模具生产、毛坯铸造、机械加工要求高，并且重量较大，随着轮毂附加零件的增加，铸造式轮毂的结构难以满足组件的安装需求，在铸造式轮毂上进行二次拼焊容易影响其本体的强度且操作困难。同时，轮毂设计参数、结构优化频次越来越高，铸造式轮毂的模具造价昂贵，且更改局限性大，限制了轮毂的后续设计优化和结构改进。
[0004]现有技术中存在部分非铸造式轮毂(专利申请公开号：CN204900164U)，轮毂主体为圆柱形，并在轮毂主体设置安装孔并焊接辅助组件，在一定程度上降低了轮毂重量，但其结构设计存在缺陷，叶片、主轴、变桨元件等关键安装面采用了大尺寸薄壁结构，安装面的平面度和强度难以保证，另外，轮毂主体与叶片的对接安装位置采用单个钢板连接，其刚度难以满足需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种风力发电机组轮毂、风力发电机及制造方法，采用多个筒体进行拼焊组合形成轮毂，叶片筒之间、叶片筒与主轴筒之间均在相贯线位置施焊固连，通过筒体与外部实现对接，保证轮毂与风力发电机组其他部分的连接强度，相较于铸造式轮毂无需设计模具，节省加工步骤并降低轮毂重量。
[0006]本专利技术的第一目的是提供一种风力发电机组轮毂，采用以下方案：
[0007]包括主轴筒和叶片筒，多个叶片筒围绕主轴筒环向均匀分布，且每个叶片筒的轴向一端均对接主轴筒，叶片筒与主轴筒的相贯线位置焊接固连，相邻叶片筒之间相贯线位置焊接固连，叶片筒对接主轴筒的端部结合主轴筒形成安装腔。
[0008]进一步地，所述叶片筒远离主轴筒的一端设有叶片法兰，叶片筒内部安装有腹板，腹板与叶片筒同轴布置，腹板上设有开孔。
[0009]进一步地，所述腹板上设有变桨驱动安装孔，腹板朝向主轴筒的一侧设有变桨驱动安装法兰。
[0010]进一步地，所述叶片筒连接有用于对接导流罩的导流罩筒，导流罩筒与主轴筒同轴布置，且导流罩筒和主轴筒位于叶片筒轴线的异侧。
[0011]进一步地，所述导流罩筒与所有叶片筒均连接，且导流罩筒与叶片筒的相贯线位置焊接固连。
[0012]进一步地，所述叶片筒和主轴筒均为圆筒状结构。
[0013]进一步地，相邻叶片筒之间设有人孔，叶片筒与主轴筒的相贯线、相邻叶片筒之间的相贯线围绕安装腔分布，人孔贯穿叶片筒并连通安装腔。
[0014]进一步地，所述主轴筒远离安装腔的一端设有主轴法兰，用于对接风机主轴。
[0015]本专利技术的第二目的是提供一种风力发电机，利用如上所述的风力发电机组轮毂。
[0016]本专利技术的第三目的是提供一种如上所述风力发电机组轮毂的制造方法，包括以下步骤：
[0017]依据风力发电机组的设计参数选择主轴筒规格、叶片筒规格；
[0018]多个叶片筒围绕主轴筒环向均匀布置，并将叶片筒一端与主轴筒侧壁对接；
[0019]焊接叶片筒与主轴筒的相贯线位置，焊接相邻叶片筒之间的相贯线位置，使叶片筒和主轴筒固连形成轮毂。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0021](1)针对目前铸造式轮毂难以满足结构优化需求以及非铸造式轮毂强度不足的问题，采用多个筒体进行拼焊组合形成轮毂，叶片筒之间、叶片筒与主轴筒之间均在相贯线位置施焊固连，通过筒体与外部实现对接，保证轮毂与风力发电机组其他部分的连接强度，相较于铸造式轮毂无需设计模具，节省加工步骤并降低轮毂重量。
[0022](2)相较于传统铸造式轮毂受工艺限制而导致铸造尺寸难以精确控制，通过多个筒体焊接固连形成轮毂，能够合理控制轮毂重量，通过在轮毂上拼焊能够建立多种附属件的安装结构，便于进行运输、装配和吊装。
[0023](3)采用筒体焊接固连形成轮毂，在出现磕碰、凹坑等缺陷时，能够对非高应力区域进行补焊、拼焊，同时，轮毂设计参数、结构优化频次越来越高，铸造式轮毂的模具造价昂贵，且更改局限性大，限制了轮毂的后续设计优化和结构改进，而焊接轮毂不需要模具，工艺灵活度相对较高，对设计和结构优化的开放性更强。
[0024](4)叶片筒与主轴筒的相贯线位置施焊固连，相较于传统的非焊接式轮毂将叶片安装于筒体，利用相贯线位置的焊接能够增加叶片筒与主轴筒之间的焊缝长度，从而保证连接位置的强度，进而提高叶片与主轴之间的连接稳定性；同时，圆筒状的叶片筒与叶片进行对接时，具有更好的连接强度和刚度。
[0025](5)圆筒状的主轴筒和圆筒状的叶片筒进行对接，圆筒状结构具有良好的抗变形能力，在对其相贯线位置进行焊接时有助于控制焊接变形，降低焊接内应力，同时，叶片、主轴支撑连接处精度要求较高处使用钢制环形法兰，高度易控，便于为精加工表面预留机加工余量。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0027]图1为本专利技术实施例1或2中风力发电机组轮毂的示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例1或2中主轴筒和叶片筒连接示意图。
[0029]图中，1、叶片筒；2、导流罩筒；3、主轴筒；4、叶片法兰；5、腹板；6、吊具法兰；7、变桨附件安装孔；8、变桨驱动安装孔；9、减重孔；10、主轴法兰；11、人孔；12、支撑安装平台；13、
变桨柜安装孔；14、变桨驱动安装法兰。
具体实施方式
[0030]实施例1
[0031]本专利技术的一个典型实施例中，如图1
‑
图2所示，给出一种风力发电机组轮毂。
[0032]如图1和图2所示的风力发电机组轮毂，用于建立风力发电机组的齿轮箱主轴与叶片的连接关系，风力发电机组轮毂周向对接叶片，一端对接齿轮箱主轴，叶片和风力发电机组轮毂共同绕轴线转动，从而带动齿轮箱主轴转动，将动力传输至发电机以驱动发电机工作。
[0033]如图1所示，本实施例中的风力发电机组轮毂采用焊接式结构，传统铸造式轮毂受工艺所限，铸造尺寸和难以控制，故为保证轮毂强度，大部分铸造壁厚尺寸以正公差控制，导致轮毂最终实际重量往往较理论有较大差距，给轮毂运输、装配及现场吊装造成困难；焊接式轮毂采用轧制钢板拼焊而成，尺寸相对容易控制，且轮毂重量轻，重量误差小，便于运输、装配工艺、吊装等方案设计。
[0034]具体的，风力发电机组轮毂包括主轴筒3、叶片筒1和整流罩筒2，其中，叶片筒1和主轴筒3均为圆筒状结构，叶片筒1设有多个，对应其所安装的发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组轮毂，其特征在于，包括主轴筒和叶片筒，多个叶片筒围绕主轴筒环向均匀分布，且每个叶片筒的轴向一端均对接主轴筒，叶片筒与主轴筒的相贯线位置焊接固连，相邻叶片筒之间相贯线位置焊接固连，叶片筒对接主轴筒的端部结合主轴筒形成安装腔。2.如权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述叶片筒远离主轴筒的一端设有叶片法兰，叶片筒内部安装有腹板，腹板与叶片筒同轴布置，腹板上设有开孔。3.如权利要求2所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述腹板上设有变桨驱动安装孔，腹板朝向主轴筒的一侧设有变桨驱动安装法兰。4.如权利要求1所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述叶片筒连接有用于对接导流罩的导流罩筒，导流罩筒与主轴筒同轴布置，且导流罩筒和主轴筒位于叶片筒轴线的异侧。5.如权利要求4所述的风力发电机组轮毂，其特征在于，所述导流罩筒与所有叶片筒均连接，且导流罩筒与叶片筒的相贯线位置固连。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子哲，宋培龙，游慧鹏，梁彬，
申请(专利权)人：中车山东风电有限公司，
类型：发明
国别省市：