專利名稱：大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式及其實施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型風電機組領(lǐng)域，具體地，涉及ー種大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式及其實施方法。
背景技術(shù)：
目前大型風電機組筒式塔架的圓筒形結(jié)構(gòu)是一種塔架最常見的結(jié)構(gòu)形式。為方便運輸圓筒形塔架通常分為幾節(jié)。各節(jié)塔架分別運輸至安裝現(xiàn)場后再于現(xiàn)場連接起來。通常每節(jié)塔架的連接端都焊有ー個大法蘭，在安裝現(xiàn)場用螺栓將法蘭連接起來。通常塔架的法蘭需要大型環(huán)鍛設(shè)備來制造毛坯，然后進行機加工才能交付使用，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，這種連接方式不需要大型法蘭就能實現(xiàn)兩段塔筒的現(xiàn)場連接，可降低大型風電機組的塔架成本。本發(fā)明的另ー個目的在于提供上述大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式的實施方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案ー種大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，筒式塔架包括上一段塔筒和下一段塔筒，所述上一段塔筒下端焊接有上段連接段，下一段塔筒上端焊接有下段連接段；上、下段連接段包含錐度相等的兩個配合錐面；兩個配合錐面緊密地套裝在一起并通過至少ー圈鉸制孔用螺栓和螺母連接。進ー步地，所述上段連接段在外側(cè)，其配合錐面為內(nèi)錐面，下段連接段在內(nèi)側(cè)，其配合錐面為外錐面。進ー步地，所述連接段的筒壁的厚度比其相鄰的塔筒筒壁厚；且在連接段與相鄰塔筒筒壁交界處有ー個斜度小于I :4的過渡段，使連接段筒壁厚度逐漸減薄至與相鄰塔筒筒壁厚度相同。進ー步地，所述連接段的兩個配合錐面范圍內(nèi)按圓周均勻布置了上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔，通過六角頭鉸制孔用螺栓和螺母連接；六角頭鉸制孔用螺栓軸線垂直于錐面；且上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔在圓周上相互交錯布置。進ー步地，所述鉸制孔用螺栓連接孔直徑的公稱尺寸與六角頭鉸制孔用螺栓的配合段直徑的公稱尺寸相同，其中，六角頭鉸制孔用螺栓配合段的直徑公差為m6，鉸制孔用螺栓連接孔的公差為H9。進ー步地，鉸制孔用螺栓的螺栓頭外側(cè)設(shè)置有螺栓頭側(cè)墊圈，螺栓頭側(cè)墊圈外側(cè)為錐面，內(nèi)側(cè)為平面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊在下段連接段的內(nèi)壁上；螺母內(nèi)側(cè)也設(shè)置有螺母側(cè)墊圈，螺母側(cè)墊圈外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為錐面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊于上段連接段的外壁上，同時螺母點焊于螺母側(cè)墊圈上。進ー步地，所述上段連接段的內(nèi)錐面上焊有ー個矩形定位鍵，矩形定位鍵上側(cè)為三面角焊縫，下側(cè)為幾點塞焊縫；所述下段連接段的外錐面的上沿與矩形定位鍵對應(yīng)地焊有兩塊定位板，形成ー個定位鍵槽。進ー步地，所述上段連接段的配合錐面以上一定距離處焊有ー個環(huán)狀加強筋板，所述下段連接段的配合錐面以下一定距離處焊有ー個環(huán)狀加強筋板。進ー步地，所述兩個環(huán)狀加強筋板上在一定的直徑上均勻鉆有一定直徑的圓孔，圓孔的數(shù)量為ー圈螺栓數(shù)量的三分之一。上述大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式的實施方法，包括如下步驟(I)エ廠制造階段①上段連接段毛坯的制造，包含制造上段的環(huán)狀加強筋板；
②對上段連接段進行車加工，包括內(nèi)配合錐面、下端面、上部過渡錐面和上段焊接坡ロ ；③鉆孔完成上段的環(huán)狀加強筋板的鉆孔エ序；④按以上相同エ藝完成下段連接段的制造加工；⑤鉸制孔用螺栓連接孔的加工將上、下段連接段合裝在一起，組裝到位后完成上、下連接段上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔的鉆、鉸エ序；⑥完成墊圈、螺母、鉸制孔用螺栓的裝配與點焊；⑦定位鍵和定位板的焊接完成定位鍵和定位板的焊接，兩塊定位板，形成ー個定位鍵槽；⑧分別完成將上、下段連接段與上一段塔筒、下一段塔筒的焊接；⑨按其它正常エ藝完成整段塔筒的制造；⑩塔筒制造完成后將連接段分解；(2)安裝現(xiàn)場塔筒的連接塔筒分段運至施工現(xiàn)場后，可先將下一段塔筒安裝完成后，利用專門吊具將上ー段塔筒吊起，使其下端的上段連接段與下一段塔筒上端的下段連接段對正后稍稍落下套住下段連接段的上端；然后人工轉(zhuǎn)動塔筒，使上段連接段的定位鍵對準下段連接段的定位鍵槽，然后完全落下；在必要的部位將長螺栓穿入上、下段的環(huán)狀加強筋板的圓孔內(nèi)，將上段向下拉，使上、下段的鉸制孔用螺栓連接孔完全重合；這時就可以將鉸制孔用螺栓逐個裝入，按規(guī)定的エ藝要求和擰緊カ矩將螺栓擰緊，即完成了一段塔筒的組裝。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點I、本發(fā)明的塔筒連接方式由于無需用大法蘭，省掉了大法蘭的采購環(huán)節(jié)，降低了整個塔架的制造成本。2、連接方式簡單，強度可靠。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進ー步的詳細描述。


圖I為本發(fā)明大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中的B向視圖；圖3為圖2中的A-A向剖視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1-3所示，本發(fā)明的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，筒式塔架包括上一段塔筒I和下一段塔筒12，上一段塔筒I下端焊接有上段連接段2，下一段塔筒12上端焊接有下段連接段11 ;上、下段連接段2、11包含錐度相等的兩個配合錐面；兩個配合錐面緊密地套裝在一起并通過至少ー圈鉸制孔用 螺栓和螺母連接。通過上述連接方式，可以省掉大法蘭，降低整個塔架的制造成本。在上述實施例中，優(yōu)選地，上段連接段2在外側(cè)，其配合錐面為內(nèi)錐面，下段連接段11在內(nèi)側(cè)，其配合錐面為外錐面。在上述實施例中，優(yōu)選地，連接段(上段連接段2、下段連接段11)的筒壁的厚度比其相鄰的塔筒筒壁(上一段塔筒I筒壁、下一段塔筒2筒壁)厚，以保證連接強度；且在連接段與相鄰塔筒筒壁交界處有ー個斜度小于I :4的過渡段，使連接段筒壁厚度逐漸減薄至與相鄰塔筒筒壁厚度相同，以便與相鄰塔筒筒壁焊接。在上述實施例中，優(yōu)選地，連接段的兩個配合錐面范圍內(nèi)按圓周均勻布置了上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔，通過六角頭鉸制孔用螺栓6和螺母9(六角螺母)連接；六角頭鉸制孔用螺栓6軸線垂直于錐面；且上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔在圓周上相互交錯布置。在上述實施例中，優(yōu)選地，鉸制孔用螺栓連接孔直徑的公稱尺寸與六角頭鉸制孔用螺栓的配合段直徑的公稱尺寸相同，其中，六角頭鉸制孔用螺栓配合段的直徑公差為m6，鉸制孔用螺栓連接孔的公差為H9。在上述實施例中，優(yōu)選地，六角頭鉸制孔用螺栓6的螺栓頭側(cè)設(shè)置有螺栓頭側(cè)墊圈7，螺栓頭側(cè)墊圈7外側(cè)為錐面，內(nèi)側(cè)為平面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊在下段連接段11的內(nèi)壁上；螺母9內(nèi)側(cè)也設(shè)置有螺母側(cè)墊圈8，螺母側(cè)墊圈8外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為錐面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊于上段連接段2的外壁上，同時螺母9點焊于螺母側(cè)墊圈8上。其中，直徑較大處相對于直徑較小處為“外”，相反者為“內(nèi)”。在上述實施例中，優(yōu)選地，上段連接段2的內(nèi)錐面上焊有ー個矩形定位鍵4，矩形定位鍵4上側(cè)為三面角焊縫，下側(cè)為幾點塞焊縫；下段連接段11的外錐面的上沿與矩形定位鍵4對應(yīng)地焊有兩塊定位板5，形成ー個定位鍵槽；定位鍵及定位鍵槽的設(shè)置，用以保證在現(xiàn)場安裝時螺栓能準確穿入兩層筒壁的孔內(nèi)。在上述實施例中，優(yōu)選地，上段連接段2的配合錐面以上一定距離處焊有ー個環(huán)狀加強筋板3，下段連接段11的配合錐面以下一定距離處焊有ー個環(huán)狀加強筋板10，可以增強塔筒連接段的徑向剛度。兩個環(huán)狀加強筋板3、10上在一定的直徑上均勻鉆有一定直徑的圓孔，圓孔的數(shù)量約為ー圈螺栓數(shù)量的三分之一。在現(xiàn)場組裝時，通過在圓孔處插入長螺栓，可以下拉上ー段塔筒，使兩段塔筒連接段更好地配合。本發(fā)明的ー種大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式的實施方法，包括如下步驟(I)エ廠制造階段①上段連接段毛坯的制造按圖紙進行下料、拼焊、卷板、再拼焊等エ序，完成上段連接段毛坯的制造，包括上段的環(huán)狀加強筋板，完成毛坯件的整形エ序；②車加工按圖紙完成上段連接段的車加工，包括內(nèi)配合錐面、下端面、上部過渡錐面和上段焊接坡ロ；③鉆孔完成上段的環(huán)狀加強筋板的鉆孔エ序；④按以上相同エ藝完成下段連接段的制造加工；⑤鉸制孔用螺栓連接孔的加工按圖紙將上、下段連接段合裝在一起，組裝到位后按圖完成上、下連接段上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔的鉆、鉸エ序；⑥完成墊圈、螺母、螺栓的裝配與點焊；⑦定位鍵和定位板的焊接按圖完成定位鍵和定位板的焊接，兩塊定位板，形成一 個定位鍵槽；⑧分別按圖完成將上、下段連接段與其相鄰塔筒(上一段塔筒、下一段塔筒)的焊接；⑨按其它正常エ藝完成整段塔筒的制造；⑩塔筒制造完成后將連接段分解；(2)安裝現(xiàn)場塔筒的連接塔筒分段運至施工現(xiàn)場后，可先將下一段塔筒安裝完成后，利用專門吊具將上ー段塔筒吊起，使其下端的上段連接段與下一段塔筒上端的下段連接段對正后稍稍落下套住下段連接段的上端；然后人工轉(zhuǎn)動塔筒，使上段連接段的定位鍵對準下段連接段的定位鍵槽，然后完全落下；在必要的部位將長螺栓穿入上、下段的環(huán)狀加強筋板的圓孔內(nèi)，將上段向下拉，使上下段的鉸制孔用螺栓連接孔完全重合；這時就可以將鉸制孔用螺栓逐個裝入，按規(guī)定的エ藝要求和擰緊カ矩將螺栓擰緊，即完成了一段塔筒的組裝。在接頭具體的設(shè)計和エ藝方面要注意以下幾點I、需根據(jù)塔筒連接部位塔筒所受的各種最大載荷確定接頭中所有螺栓的規(guī)格、數(shù)量以及連接段塔筒的壁厚，同時還需對以上零件進行疲勞強度的校核。2、鉸制孔用螺栓連接孔直徑的公稱尺寸應(yīng)與鉸制孔用螺栓的配合段直徑的公稱尺寸相同。鉸制孔用螺栓配合段的直徑公差推薦為m6，鉸制孔用螺栓連接孔的公差推薦為H9。3、現(xiàn)場組裝前，螺栓的螺紋表面、螺栓配合段表面以及螺栓頭的摩擦面上均需涂規(guī)定的潤滑脂。螺栓的擰緊カ矩可按摩擦面涂油條件下的常規(guī)擰緊カ矩。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，筒式塔架包括上一段塔筒和下一段塔筒，其特征在于，所述上一段塔筒下端焊接有上段連接段，下一段塔筒上端焊接有下段連接段；上、下段連接段包含錐度相等的兩個配合錐面；兩個配合錐面緊密地套裝在一起并通過至少一圈鉸制孔用螺栓和螺母連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述上段連接段在外側(cè)，其配合錐面為內(nèi)錐面，下段連接段在內(nèi)側(cè)，其配合錐面為外錐面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述連接段的筒壁的厚度比其相鄰的塔筒筒壁厚；且在連接段與相鄰塔筒筒壁交界處有一個斜度小于I :4的過渡段，使連接段筒壁厚度逐漸減薄至與相鄰塔筒筒壁厚度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述連接段的兩個配合錐面范圍內(nèi)按圓周均勻布置了上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔，通過六角頭鉸制孔用螺栓和螺母連接；六角頭鉸制孔用螺栓軸線垂直于錐面；且上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔在圓周上相互交錯布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述鉸制孔用螺栓連接孔直徑的公稱尺寸與六角頭鉸制孔用螺栓的配合段直徑的公稱尺寸相同，其中，六角頭鉸制孔用螺栓配合段的直徑公差為m6，鉸制孔用螺栓連接孔的公差為H9。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，鉸制孔用螺栓的螺栓頭側(cè)設(shè)置有螺栓頭側(cè)墊圈，螺栓頭側(cè)墊圈外側(cè)為錐面，內(nèi)側(cè)為平面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊在下段連接段的內(nèi)壁上；螺母內(nèi)側(cè)也設(shè)置有螺母側(cè)墊圈，螺母側(cè)墊圈外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為錐面，該墊圈與筒壁相鄰側(cè)面被點焊于上段連接段的外壁上，同時螺母點焊于螺母側(cè)墊圈上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述上段連接段的內(nèi)錐面上焊有一個矩形定位鍵，矩形定位鍵上側(cè)為三面角焊縫，下側(cè)為幾點塞焊縫；所述下段連接段的外錐面的上沿與矩形定位鍵對應(yīng)地焊有兩塊定位板，形成一個定位鍵槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述上段連接段的配合錐面以上一定距離處焊有一個環(huán)狀加強筋板，所述下段連接段的配合錐面以下一定距離處焊有一個環(huán)狀加強筋板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式，其特征在于，所述兩個環(huán)狀加強筋板上在一定的直徑上均勻鉆有一定直徑的圓孔，圓孔的數(shù)量為一圈螺栓數(shù)量的三分之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式的實施方法，其特征在于，包括如下步驟 (I)工廠制造階段 ①上段連接段毛坯的制造，包含制造上段的環(huán)狀加強筋板； ②對上段連接段進行車加工，包括內(nèi)配合錐面、下端面、上部過渡錐面和上段焊接坡n ； ③鉆孔完成上段的環(huán)狀加強筋板的鉆孔工序；④按以上相同工藝完成下段連接段的制造加工； ⑤鉸制孔用螺栓連接孔的加工將上、下段連接段合裝在一起，組裝到位后完成上、下連接段上、下兩圈鉸制孔用螺栓連接孔的鉆、鉸工序； ⑥完成墊圈、螺母、鉸制孔用螺栓的裝配與點焊； ⑦定位鍵和定位板的焊接完成定位鍵和定位板的焊接，兩塊定位板，形成一個定位鍵槽； ⑧分別完成將上、下段連接段與上一段塔筒、下一段塔筒的焊接； ⑨按其它正常工藝完成整段塔筒的制造； ⑩塔筒制造完成后將連接段分解； (2)安裝現(xiàn)場塔筒的連接 塔筒分段運至施工現(xiàn)場后，可先將下一段塔筒安裝完成后，利用專門吊具將上一段塔筒吊起，使其下 端的上段連接段與下一段塔筒上端的下段連接段對正后稍稍落下套住下段連接段的上端；然后人工轉(zhuǎn)動塔筒，使上段連接段的定位鍵對準下段連接段的定位鍵槽，然后完全落下；在必要的部位將長螺栓穿入上、下段的環(huán)狀加強筋板的圓孔內(nèi)，將上段向下拉，使上、下段的鉸制孔用螺栓連接孔完全重合；這時就可以將鉸制孔用螺栓逐個裝入，按規(guī)定的工藝要求和擰緊力矩將螺栓擰緊，即完成了一段塔筒的組裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了大型風電機組筒式塔架的無法蘭連接方式及其實施方法，筒式塔架包括上一段塔筒和下一段塔筒，所述上一段塔筒下端焊接有上段連接段，下一段塔筒上端焊接有下段連接段；上、下段連接段包含錐度相等的兩個配合錐面；兩個配合錐面緊密地套裝在一起并通過至少一圈鉸制孔用螺栓和螺母連接。本發(fā)明相對于大型塔筒的常規(guī)連接方式，省掉了一對大法蘭，降低了塔筒的制造成本，且連接方式簡單，強度可靠。
文檔編號F16B7/18GK102678694SQ201210185410
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者施文江, 郭靖 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司