一种风电叶片振动阻尼器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种风电叶片振动阻尼器，包括底板及其连接面上的若干阻尼件，所述底板和阻尼件通过弹性材料一体成型制得；所述阻尼件包括：支撑杆，长度为50

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片振动阻尼器


[0001]本技术属于风力发电
，尤其涉及一种风电叶片振动阻尼器。

技术介绍

[0002]为了实现风电产业的降本增效，风电叶片的发展趋势正快速向大型化迈进，目前最长的叶片已超过100米。虽然大型化叶片可以实现降本增效的目的，但是叶片大型化必然会导致叶片出现长展化和柔细化的问题，在叶片运行过程中，会受到多种应力的综合作用，包括离心力，惯性力，重力，气动力等，细长的叶片各模态之间会发生振动耦合，从而导致叶片失稳颤振。叶片颤振会减少风轮的输出功率，降低发电量，更严重的会导致叶片产生疲劳裂纹，甚至发生断裂破坏。
[0003]为了解决大型化叶片存在的上述问题，现有的解决方式为在叶片上设置相应的结构或器件，例如，公开号为CN101297112A的专利技术专利涉及一种风轮机叶片，包括一个或多个振动阻尼器的风轮机叶片，主要由柔性的第一阻尼器部分和刚性的第二阻尼器部分组成，两部分表面由载荷传递连接器连接在一起，当叶片振动时，两部分阻尼器彼此相对运动，产生摩擦剪切力，可将动能的能量转换为热能耗散掉，由此产生阻尼。
[0004]公开号为CN102348892A的专利技术专利申请公开了一种具有阻尼元件的风轮叶片，该阻尼元件连接到外壳主体或内梁，阻尼元件相对于外壳主体运动以消除叶片的振动，阻尼元件包含连接到外壳主体或内梁的两部分以及两部分之间的接合材料，接合材料的刚度小于两部分的刚度，但是阻尼性能大于两部分的阻尼性能。
[0005]公开号为CN105804944A的专利技术专利申请公开了一种双发电自适应减震风机，其中风力叶片减振依靠阻尼压电结构实现，包括阻尼压电发电器，阻尼压电腹板，阻尼发电肋板，振动传感器等核心部件，可实现垂直及水平的两种模式。压电振子采用相反弧度方向固定连接为一体，两头通过变刚度弹簧与叶片内面或叶片腹板固定连接，每个压电振子由压电材料、基板、引线组成。通过智能自适应减振作用来实现风力机叶片的减振，来确保安全稳定工作。
[0006]公开号为CN104948393A的专利技术专利申请公开了一种具有粘弹性阻尼材料的风轮叶片，其中阻尼材料为粘弹性材料，分别夹在外部承载层及内部承载层之间，承载层的弹性模量可以为粘弹性材料的10倍以上，两承载层间为密度较小的芯材。粘弹性材料既呈现弹性又呈现粘性，在变形下可吸收能量并将其转化为热量，一旦释放应力，将恢复原始形状，并将用于下一周期的形变及能量转化。该阻尼结构可存在于叶片中的各个部位，在叶片的结构发生摆动弯曲时，粘弹性材料进入切变状态，通过滞后消耗能量，并且对结构的动作提供阻尼作用。
[0007]虽然上述提及的多种技术方案可以实现对大型化叶片的耗能减振，但是上述的技术方案均存在无法实现批量应用的问题，主要原因如下：
①
产品设计复杂，批量化生产难度大；
②
对不同叶型都需要进行定制化的设计和生产；
③
安装难度大，成本高。
[0008]因此，如何设计一种可以低成本批量化生产、适用于不同叶型、安装难度低的叶片
耗能减振阻尼产品成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种风电叶片振动阻尼器，高效低成本地形成标准化的阻尼产品，并通过粘接不同的数量，能够实现对所有叶片的普适性，安装简单方便。
[0010]具体的，本技术提供一种风电叶片振动阻尼器，包括底板及其连接面上的若干阻尼件，所述底板和阻尼件通过弹性材料一体成型制得；
[0011]所述阻尼件包括：
[0012]支撑杆，长度为50
‑
150mm，具有固定端和自由端，其固定端与所述底板相连；
[0013]阻尼头，连接于所述支撑杆的自由端，其最大横截面的面积大于所述自由端的横截面面积；
[0014]相邻阻尼件之间的间距大于支撑杆长度的二分之一。
[0015]本技术的阻尼器，使用TPU，PVC、硅橡胶或其改性材料，通过注塑成型方法一体成型得到，上述材料具有很好的弹性、加工性能等综合性能，由此得到的阻尼器，结构简单且阻尼性能好。一体化结构设计，避免外力或内应力集中的缺陷，产品稳定耐用。更大的优势在于，本阻尼器是一种标准化产品，普适性强、生产效率高、成本极低。
[0016]并且，通过一体成型方式使得所述底板同样采用弹性材料制得，所述底板具有相对刚性材料更好的延展性和适应性，可粘贴在叶片内部腹板和/或蒙皮等所需部位，特别是当其粘贴于叶片的曲面区域时，无需特殊定制或者处理，即可简易适用，满足了标准化生产要求，进一步提升了本阻尼器的普适性。
[0017]根据风电叶片的工作受力情况，对阻尼器的具体结构进行设计，特别是对阻尼件的支撑杆和阻尼头，以及排列密度进行设计。其中，阻尼头可选多种立体结构，且其最大横截面的面积大于支撑杆自由端的横截面面积，这种大头设计方式，使得叶片旋转过程中，阻尼头展示出更强的非稳定性，带动整个阻尼件在前后左右四个维度进行摆动，耗散叶片振动耦合能量，从而显著降低叶片颤振。本技术正是充分赋予和利用了阻尼件的非稳定性，为叶片带来了更好的运行稳定性。
[0018]进一步的，在与所述连接面相反的底板背面上具有花纹。本技术的阻尼器通过底板背面与风电叶片相连，将背面设置花纹图案，增大粘接面积，有助于提高粘接强度。
[0019]进一步的，所述阻尼头选自球体、立方体、圆锥体、圆柱体、圆台体中的一种。
[0020]进一步的，所述阻尼头为球体，半径为20
‑
50mm。
[0021]进一步的，所述支撑杆为圆柱体，半径为10
‑
30mm。
[0022]进一步的，所述支撑杆的固定端设有半径大于所述圆柱体的固定座，所述支撑杆通过所述固定座连接在底板上。
[0023]进一步的，所述支撑杆固定端的半径大于自由端的半径。
[0024]进一步的，所述支撑杆固定端和自由端的半径均大于支撑杆中部半径。
[0025]进一步的，阻尼件以n
×
m矩阵排列在底板上，其中n≥1，m≥3。
[0026]进一步的，所述阻尼件在底板上的密度为200
‑
1000个/m2。根据阻尼件尺寸将它们互不相碰的分布于底板上，从各个方向有效耗散叶片振动耦合能量。
[0027]本技术的目的和优势是通过注塑生产一种标准化的阻尼产品。通过注塑一体成型的生产效率高，成本极低。通过调整粘接的数量，可以适用于所有叶片的耗能减振，并且通过粘接的方式，使得整体的安装简单方便。
附图说明
[0028]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0029]图1为本技术1
×
3型阻尼器结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片振动阻尼器，其特征在于，包括底板(1)及其连接面(1.1)上的若干阻尼件(2)，所述底板(1)和阻尼件(2)通过弹性材料一体成型制得；所述阻尼件(2)包括：支撑杆(3)，长度为50
‑
150mm，具有固定端(3.1)和自由端(3.2)，其固定端(3.1)与所述底板(1)相连；阻尼头(4)，连接于所述支撑杆(3)的自由端(3.2)，其最大横截面的面积大于所述自由端(3.2)的横截面面积；相邻阻尼件(2)之间的间距大于支撑杆(3)长度的二分之一。2.如权利要求1所述的风电叶片振动阻尼器，其特征在于，在与所述连接面(1.1)相反的底板背面(1.2)上具有花纹。3.如权利要求1或2所述的风电叶片振动阻尼器，其特征在于，所述阻尼头(4)选自球体、立方体、圆锥体、圆柱体、圆台体中的一种。4.如权利要求3所述的风电叶片振动阻尼器，其特征在于，所述阻尼头(4)为球体，半径为20
‑
50mm。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新峰，史晓青，田鑫，张国栋，赵彭启，
申请(专利权)人：宁波腾燊科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：