一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构制造技术

本发明专利技术公开了一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，用于分片式连接的塔筒分片上，相邻塔筒分片的相邻侧壁上设有加厚部，塔筒分片上设有纵向法兰连接板，加厚部对应在纵向法兰连接板的端部。本发明专利技术的好处是通过加大纵向法兰连接板与塔身焊接端部区域板材厚度以削弱此位置应力集中，如若加大整块板材厚度，则重量随之大幅增加；本申请通过加厚部实现塔筒分片端部的局部加厚，削弱应力集中，同时避免塔筒分片的过度增重，提高塔架的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构


[0001]本专利技术涉及塔筒分片
，尤其是一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构。

技术介绍

[0002]风电机组塔筒牢固可靠是保证风电机组安全运行的首要条件。伴随着风电行业的高速发展，高风速、大载荷、长叶片的应用越来越普遍，而塔筒作为风机的支撑结构，为了可以满足风机的安全运行，塔筒直径与高度也越来越大，但是目前我国道路运输最大限高为5m，由于我国道路运输限制，极大的影响了新机型的发展，分片式塔筒成了一种新的趋势，分片运输可以很有效的解决道路限制问题，但分片塔筒的拼装以及可靠性又成为了一个社会难题。
[0003]传统的分片塔筒连接如图1所示，塔筒分片Ⅰ101和塔筒分片Ⅱ102连接方式主要靠两个纵向法兰连接板103通过高强度螺栓、螺母及垫片连接；法兰分片Ⅰ104和法兰分片Ⅱ105连接方式主要靠法兰连接板106连接。进一步的，如中国专利中，专利号为CN 2017215234379于2018年8月7日授权公告的一种塔筒分片连接结构，包括若干个塔筒分片，所述塔筒分片分割处焊接有纵向法兰，两个塔筒分片上的纵向法兰之间用连接件和螺栓固定连接，组合成整体塔筒段，通过增加连接件的方式来提高连接的便捷性。但是连接件结构对塔筒整体的增重明显，并不利于塔筒的轻量化实现。现有技术中分片塔筒的不足之处还在于，一段塔筒中塔筒分片Ⅰ及塔筒分片Ⅱ两侧分别焊接纵向法兰连接板，但由于在拼接时高强度螺栓的挤压形变、风机在运行过程中长时间的高载荷以及涡激振动的影响，使得纵向法兰与塔筒焊接处尤其是端部位置应力集中，容易发生焊接疲劳，导致撕裂，从而引发安全问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中塔筒分片在螺栓连接时纵向法兰连接板端部应力过大而影响塔筒分片连接可靠性的问题，本申请提供了一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，能够降低纵向法兰连接板端部和塔筒之间的连接应力，提高塔架的可靠性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，用于分片式连接的塔筒分片上，相邻塔筒分片的相邻侧壁上设有加厚部，塔筒分片上设有纵向法兰连接板，加厚部对应在纵向法兰连接板的端部。
[0007]通过加大纵向法兰连接板与塔身焊接端部区域板材厚度以削弱此位置应力集中，如若加大整块板材厚度，则重量随之大幅增加；本申请通过加厚部实现塔筒分片端部的局部加厚，削弱应力集中，同时避免塔筒分片的过度增重，提高塔架的可靠性。
[0008]作为优选，加厚部对应在纵向法兰连接板的上端，纵向法兰连接板的上端设有过渡弧面，过渡弧面的上端与所在的塔筒分片壁面相切设置。通过过渡弧面的设置使得纵向
法兰连接板的端部与塔筒分片圆滑过渡，削弱纵向法兰连接板端部应力集中的问题。
[0009]作为优选，过渡弧面的横截面形状为圆弧形，过渡弧面的半径取值在纵向法兰连接板高度的2倍到3倍之间。过渡弧面的半径设置较大，形成大圆角结构，过渡弧面对应的纵向法兰连接板的长度较长，有效避免应力集中的问题。
[0010]作为优选，加厚部与塔筒分片全熔透焊接固定。全熔透焊接，焊接成型的可靠性高。
[0011]作为优选，加厚部的内侧与塔筒分片的内侧共面，加厚部的厚度是塔筒分片厚度的1.1到1.8倍。加厚部相对塔筒分片起到加厚作用，加厚部与纵向法兰连接板也通过全熔透的方式焊接成型，控制加厚部的厚度是塔筒分片厚度的1.1到1.8倍既能保证加厚部的加强作用，同时加厚部与塔筒分片焊接固定时两者因为厚度接近，因此具有较好的焊接可靠性。
[0012]作为优选，加厚部包括与纵向法兰连接板的上端连接的固定段，固定段在纵向法兰连接板的上方一体设有应力部，过渡弧面在塔筒径向的投影位于固定段上。固定段与纵向法兰连接板连接，应力部配合纵向法兰连接板外的其他固定段区域，形成环绕纵向法兰连接板上端的应力缓冲区，从而显著减小纵向法兰连接板所受的应力。
[0013]作为优选，固定段的下端为圆弧形。方便加厚部和塔筒分片的焊接，避免出现焊接死角，提高焊接可靠性。
[0014]作为优选，纵向法兰连接板上设有呈直线阵列排布的若干个连接孔，加厚部至少对应三个纵向法兰连接板上的连接孔。加厚部对应至少三个连接孔，对纵向法兰连接板上端的连接块设置位置起到可靠的加强。
[0015]作为优选，加厚部的边沿与塔筒分片之间设有过渡圆角。提高加厚部和塔筒分片之间连接的可靠性，提高塔筒外表面的质量，避免出现应力破坏。
[0016]本专利技术的有益效果是：能够降低纵向法兰连接板端部和塔筒之间的连接应力，提高塔架的可靠性；过渡弧面的半径相对纵向法兰连接板的高度设置较大，形成大圆角结构，过渡弧面对应的纵向法兰连接板的长度较长，有效避免应力集中的问题。
附图说明
[0017]图1是现有技术中分片式法兰的连接结构。
[0018]图2是本专利技术的结构示意图。
[0019]图3是图2所示实施例另一个角度的结构示意图。
[0020]图4是本专利技术的内部剖视图。
[0021]图5是图4中A处的放大示意图。
[0022]图6是本专利技术中加厚部与塔筒分片焊接位置的放大示意图。
[0023]图中：塔筒分片Ⅰ101塔筒分片Ⅱ102纵向法兰连接板103法兰分片Ⅰ104法兰分片Ⅱ105法兰连接板106塔筒分片1加厚部2纵向法兰连接板3连接孔4过渡弧面5固定段6应力部7过渡圆角8法兰分片9。
具体实施方式
[0024]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0025]实施例1，如图2到图6所示，一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，用于分片式连接的塔筒分片1上，相邻塔筒分片1的相邻侧壁上设有加厚部2，加厚部2的内侧与塔筒分片1的内侧共面，加厚部2的厚度是塔筒分片1厚度的1.1到1.8倍。加厚部2的横截面形状为与塔筒分片1同心的圆弧状。加厚部2与塔筒分片1全熔透焊接固定。塔筒分片1上设有纵向法兰连接板3，加厚部2对应在纵向法兰连接板3的上端。纵向法兰连接板3上设有呈直线阵列排布的若干个连接孔4，加厚部2至少对应三个纵向法兰连接板3上的连接孔4。纵向法兰连接板3的上端设有过渡弧面5，过渡弧面5的上端与所在的塔筒分片1壁面相切设置。过渡弧面5的横截面形状为圆弧形，过渡弧面5的半径取值在纵向法兰连接板3高度的2倍到3倍之间。加厚部2包括与纵向法兰连接板3的上端连接的固定段6，固定段6的下端为圆弧形。固定段6在纵向法兰连接板3的上方一体设有应力部7，过渡弧面5在塔筒径向的投影位于固定段6上。加厚部2的边沿与塔筒分片1之间设有过渡圆角8。
[0026]本申请在制造时，首先在原塔筒分片1上对应纵向法兰连接板3与塔筒分片1焊接的端部位置切割去除一定大小的板材；之后，加焊一块相同形状且材料一致但厚度较大的板材，该板材即为加厚部2，加厚部2保证塔筒内侧平齐外侧突出；然后，纵向法兰连接板3的端部倒圆角并与塔筒内壁相切；最后，纵向法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，其特征是，用于分片式连接的塔筒分片上，相邻塔筒分片的相邻侧壁上设有加厚部，塔筒分片上设有纵向法兰连接板，加厚部对应在纵向法兰连接板的端部。2.根据权利要求1所述的一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，其特征是，所述纵向法兰连接板的上端设有过渡弧面，过渡弧面的上端与所在的塔筒分片壁面相切设置。3.根据权利要求2所述的一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，其特征是，所述过渡弧面的横截面形状为圆弧形，过渡弧面的半径取值在纵向法兰连接板高度的2倍到3倍之间。4.根据权利要求1所述的一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，其特征是，所述加厚部与塔筒分片全熔透焊接固定。5.根据权利要求1所述的一种风电机组分片式塔架端部消除应力集中结构，其特征是，所述加厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志远，龚志恒，杨淑超，宋恭杰，刘勇，翁海平，
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：