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1.本实用新型涉及风力发电机组的技术领域,尤其是指一种风力发电机组轮毂。
2.近年来,随着风电技术的日臻成熟,我国的风电行业进入了高速发展期,已成为引领未来新能源的一大领域。风力发电机组是一个非常大型的设备,轮穀作为其中的关键部件,是叶片与主轴的重要连接部件,作用是将承接叶片传递的全部载荷传递到主传动系统。轮毂结构除本身主体腹板和肋板外,还包括工艺孔、安装孔、润滑孔、吊装凸台、叶片锁及大量的过线孔等结构。而随着风力发电机组大功率方向发展,其容量逐渐上升,轮毂的重量与体积将不断增加,同时由于其本身结构形状的复杂性,轮毂具有对称而又不完全对称性,故需要在考虑轮毂腹板上工艺孔、安装孔、润滑孔以及过线孔分布与大小时,要注意其对载荷传递的影响,如何在满足轮毂的极限强度和疲劳强度要求下减重降本同时避免应力集中是现在研究的重点。
3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种风力发电机组轮毂,在保证轮毂的极限强度和疲劳强度要求的前提下实现减重降本,并改善其上的安装孔、过线孔或润滑孔应力集中的问题。
4.为实现上述目的,本实用新型所提供的技术方案为:一种风力发电机组轮毂,包括轮毂本体,所述轮毂本体的腹板中心处加工有用于减重的工艺孔,且腹板上根据实际需求加工有多个安装孔、过线孔或润滑孔;所述工艺孔为椭圆形结构,其短径平行于轮毂所承受最大载荷的方向;每个安装孔、过线孔或润滑孔的两侧均加工有凸台,以减小相应孔位的应力集中。
6.1、对于大尺寸轮毂在加工过程中其腹板难以保持平整度,腹板中心易出现内凹外凸或外凹内凸的情况,本实用新型通过在轮毂腹板中心处加工椭圆形的工艺孔,不仅有利于加工,且能够避免上述问题的出现,并达到减重降本的目的;同时在实际制作中可以根据轮毂所承受的载荷分布,确定椭圆形的工艺孔的角度,使其短径平行于轮毂所承受最大载荷的方向,最大程度改善应力集中。
7.2、本实用新型通过在腹板上的安装孔、过线孔或润滑孔两侧增加凸台,可有效的减小应力集中,以满足轮毂的极限强度和疲劳强度要求。
12.图5为小孔不设置凸台的有限元仿线为在小孔一侧设置凸台的有限元仿线为在小孔两侧均设置凸台的有限元仿线为圆形工艺孔的有限元仿线为椭圆形工艺孔的有限元仿线
19.如图1至图4所示,本实施例所述的风力发电机组轮毂,包括轮毂本体1,所述轮毂本体1的腹板2中心处加工有用于减重的工艺孔3,且腹板2上根据实际需求加工有多个安装孔、过线孔或润滑孔,下文中统称为小孔4;所述工艺孔3为椭圆形结构,在实际制作中可以根据轮毂所承受的载荷分布,确定椭圆形的工艺孔的角度,使其短径平行于轮毂所承受最大载荷的方向;每个小孔4的两侧均加工有凸台5,以减小相应小孔4的应力集中。
20.常规轮毂结构的腹板上通常采用圆形工艺孔,在安装孔、过线孔或润滑孔等小孔两侧不设置凸台或在一侧设置凸台,采用该两种轮毂结构与本实施例的轮毂结构分别进行有限元分析,并对比分析计算结果,分析结果如下:
21.在小孔两侧不设置凸台,该小孔处的有限元仿线mpa;在小孔一侧设置凸台,该小孔处的有限元仿线mpa;采用本实施例的轮毂结构,在小孔两侧均设置凸台,该小孔处的有限元仿线mpa;通过对比可以看出,采用本实施例的轮毂结构,即在小孔两侧均设置凸台能够大幅降低孔的应力集中情况,有效提高了轮毂结构的可靠性。
22.对圆形工艺孔进行有限元仿线mpa;对椭圆形工艺孔进行有限元仿线mpa,通过对比可以看出,应力降低约13.26%;另外通过对椭圆形工艺孔根据载荷方向改变其角度,如旋转10
,其有限元仿线mpa,由此可以看出应力降低约11.73%,因此在实际制作中可以根据载荷方向确认椭圆形工艺孔的角度,大幅降低了孔的应力集中情况,提高了结构的可靠性。
23.以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例,并非以此限制本实用新型的实施范围,故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
1.一种风力发电机组轮毂,包括轮毂本体,所述轮毂本体的腹板中心处加工有用于减重的工艺孔,且腹板上根据实际需求加工有多个安装孔、过线孔或润滑孔;其特征在于:所述工艺孔为椭圆形结构,其短径平行于轮毂所承受最大载荷的方向;每个安装孔、过线孔或润滑孔的两侧均加工有凸台,以减小相应孔位的应力集中。
技术总结本实用新型公开了一种风力发电机组轮毂,包括轮毂本体,所述轮毂本体的腹板中心处加工有用于减重的工艺孔,且腹板上根据实际需求加工有多个安装孔、过线孔或润滑孔;所述工艺孔为椭圆形结构,其短径平行于轮毂所承受最大载荷的方向;每个安装孔、过线孔或润滑孔的两侧均加工有凸台,以减小相应孔位的应力集中。本实用新型通过其上的工艺孔实现减重降本的目的,并通过凸台的结构改善其上的安装孔、过线孔或润滑孔应力集中的问题。孔或润滑孔应力集中的问题。孔或润滑孔应力集中的问题。技术研发人员: