具有间隔件的用于风力涡轮机的轮毂组件的制作方法

本公开大体上涉及风力涡轮机，并且更特别地，涉及用于风力涡轮机的轮毂组件，该轮毂组件具有带有一个或多个间隔件的轮毂，该一个或多个间隔件布置在轮毂和多个垫圈之间，以降低垫圈下方的压力，以便避免垫圈嵌入。

背景技术：

1、大体上，风力涡轮机包括转子，该转子包括具有多个叶片的可旋转轮毂组件。叶片将风能转化为机械旋转扭矩，机械旋转扭矩经由转子驱动一个或多个发电机。发电机有时(但不总是)通过齿轮箱旋转地联接于转子。齿轮箱提高转子的固有的低转速，用于发电机有效地将旋转机械能转换成电能，该电能经由至少一个电连接供给到公用电网中。无齿轮直接驱动风力涡轮机也存在。转子、发电机、齿轮箱和其它部件典型地安装在壳体或机舱内，该壳体或机舱定位在底座的顶部上，该底座可为桁架或管状塔架。

2、风力涡轮机的发展一直以较高功率输出为目标，这导致设备的持续增大的尺寸。因此，总目标在于增加给定转子尺寸下的能量转换和增加转子尺寸本身两者，这导致较高平均功率输出。然而，增加转子尺寸还意味着机械和机舱尺寸的总体增加，这导致较高总质量，并且也导致转子叶片和轮毂的持续增加的质量。

3、因此，越来越重的部件可导致部件上增加的应力，因为更大风力涡轮机尺寸还意味着更大的动态加载，并且因此要求用以应对较高负载的措施。满足这些要求的示例措施是调整零件(例如，轮毂)的大小。因此，当轮毂在尺寸和重量上增加时，作用在轮毂以及与其相关联的对应部件上的应力也增加。特别地，轮毂典型地经由具有对应螺母和垫圈的多个轮毂螺栓在轮毂-轴界面处安装于转子轴。然而，在增加负载和/或高接触压力期间，轮毂-轴界面可经历轮毂螺栓的松动。此类轮毂螺栓松动的示例原因可为由于(多个)垫圈嵌入到轮毂中，这称为垫圈嵌入。此类嵌入可引起垫圈嵌入在轮毂单元内(例如，多达2毫米(mm)深或更深)。

4、因此，用于风力涡轮机的轮毂组件将在本领域中受欢迎，该轮毂组件具有带有一个或多个间隔件的轮毂，该一个或多个间隔件布置在垫圈和轮毂之间，以降低垫圈下方的压力，以便避免垫圈嵌入。

技术实现思路

1、本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践获悉。

2、在一个方面中，本公开涉及一种用于风力涡轮机的轮毂组件。轮毂组件包括轮毂和轴，该轮毂具有限定第一组螺栓孔的表面，该轴具有带有第二组螺栓孔的凸缘。第一组螺栓孔在轮毂-轴界面处与第二组螺栓孔对准。轮毂组件还包括多个轮毂螺栓、多个垫圈以及至少一个间隔件，多个轮毂螺栓在轮毂-轴界面处延伸穿过第一组螺栓孔和第二组螺栓孔，其中多个垫圈中的一个围绕多个轮毂螺栓中的每个延伸，至少一个间隔件定位在轮毂的表面和多个垫圈的子集之间。多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过(多个)间隔件。

3、在另一个方面中，本公开涉及一种组装风力涡轮机的轮毂组件的方法。该方法包括在轮毂-轴界面处将风力涡轮机的轮毂的表面上的第一组螺栓孔与风力涡轮机的轴的凸缘上的第二组螺栓孔对准；围绕多个轮毂螺栓中的每个放置多个垫圈中的一个；邻近于多个垫圈的子集围绕多个轮毂螺栓的子集放置至少一个间隔件；以及穿过在轮毂-凸缘界面处对准的第一和第二组螺栓孔插入多个轮毂螺栓，其中多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过至少一个间隔件，并且其中至少一个间隔件接靠轮毂的表面。

4、在又一个方面中，本公开涉及一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架、安装在塔架的顶部的机舱和安装于机舱的转子。转子包括轮毂组件，该轮毂组件具有安装于其上的至少一个转子叶片。轮毂组件包括轮毂和轴，该轮毂具有限定第一组螺栓孔的表面，该轴具有带有第二组螺栓孔的凸缘。第一组螺栓孔在轮毂-轴界面处与第二组螺栓孔对准。轮毂组件还包括多个轮毂螺栓、多个垫圈以及至少一个间隔件，多个轮毂螺栓在轮毂-轴界面处延伸穿过第一组螺栓孔和第二组螺栓孔，其中多个垫圈中的一个围绕多个轮毂螺栓中的每个延伸，至少一个间隔件定位在轮毂的表面和多个垫圈的子集之间。多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过(多个)间隔件。

5、技术方案1.一种用于风力涡轮机的轮毂组件，所述轮毂组件包括：

6、轮毂，其包括限定第一组螺栓孔的表面；

7、轴，其包括具有第二组螺栓孔的凸缘，所述第一组螺栓孔在轮毂-轴界面处与所述第二组螺栓孔对准；

8、多个轮毂螺栓，其在所述轮毂-轴界面处延伸穿过所述第一组螺栓孔和所述第二组螺栓孔；

9、多个垫圈，其中所述多个垫圈中的一个围绕所述多个轮毂螺栓中的每个延伸；

10、至少一个间隔件，其定位在所述轮毂的所述表面和所述多个垫圈的子集之间，其中所述多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过所述至少一个间隔件。

11、技术方案2.根据技术方案1所述的轮毂组件，还包括多个间隔件，所述至少一个间隔件是所述多个间隔件中的一个，其中所述多个间隔件围绕所述轮毂-轴界面周向地布置。

12、技术方案3.根据技术方案2所述的轮毂组件，其中，所述多个间隔件包括至少十(10)个间隔件，其中所述多个间隔件中的每个接收穿过其中的所述多个轮毂螺栓中的十二(12)个。

13、技术方案4.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述第一组螺栓孔以第一图案布置在所述轮毂的所述表面上，并且所述第二组螺栓孔以第二图案布置在所述轴的所述凸缘上，所述第一图案和所述第二图案彼此对准。

14、技术方案5.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述至少一个间隔件由钢材料构成。

15、技术方案6.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述至少一个间隔件具有至少约300维氏硬度值(vhn)的硬度。

16、技术方案7.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述至少一个间隔件具有小于约350维氏硬度值(vhn)的硬度。

17、技术方案8.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述多个垫圈中的一个或多个是锯齿锁定垫圈、光滑垫圈或j形垫圈中的一个或多个，所述轮毂组件还包括多个螺母，所述多个螺母与所述多个轮毂螺栓一起邻近于所述多个垫圈布置。

18、技术方案9.根据技术方案1所述的轮毂组件，其中，所述轴是所述风力涡轮机的转子轴。

19、技术方案10.一种组装风力涡轮机的轮毂组件的方法，所述方法包括：

20、在轮毂-轴界面处将所述风力涡轮机的轮毂的表面上的第一组螺栓孔与所述风力涡轮机的轴的凸缘上的第二组螺栓孔对准；

21、围绕多个轮毂螺栓中的每个放置多个垫圈中的一个；

22、邻近于所述多个垫圈的子集围绕所述多个轮毂螺栓的子集放置至少一个间隔件；以及

23、穿过在所述轮毂-轴界面处对准的所述第一组螺栓孔和所述第二组螺栓孔插入多个轮毂螺栓，

24、其中所述多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过所述至少一个间隔件，并且其中所述至少一个间隔件接靠所述轮毂的所述表面。

25、技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其中，所述至少一个间隔件是多个间隔件中的一个，所述方法还包括围绕所述轮毂-轴界面周向地布置所述多个间隔件。

26、技术方案12.根据技术方案10所述的方法，还包括将多个螺母与所述多个轮毂螺栓一起邻近于所述多个垫圈布置。

27、技术方案13.根据技术方案10所述的方法，其中，所述第一组螺栓孔以第一图案布置在所述轮毂的所述表面上，而所述第二组螺栓孔以第二图案布置在所述轴的所述凸缘上。

28、技术方案14.根据技术方案10所述的方法，还包括由钢材料构造所述至少一个间隔件。

29、技术方案15.根据技术方案10所述的方法，其中，所述至少一个间隔件具有至少约300维氏硬度值(vhn)且小于约350vhn的硬度。

30、技术方案16.根据技术方案10所述的方法，其中所述多个垫圈中的一个或多个是锯齿锁定垫圈、光滑垫圈或j形垫圈中的一个或多个。

31、技术方案17.根据技术方案10的方法，其中，所述轴是转子轴。

32、技术方案18.一种风力涡轮机，包括：

33、塔架；

34、安装在所述塔架顶部的机舱；

35、安装于所述机舱的转子，所述转子包括轮毂组件，所述轮毂组件具有安装于其上的至少一个转子叶片，所述轮毂组件包括：

36、轮毂，其包括限定第一组螺栓孔的表面；

37、转子轴，其包括具有第二组螺栓孔的凸缘，所述第一组螺栓孔在轮毂-轴界面处与所述第二组螺栓孔对准；

38、多个轮毂螺栓，其在所述轮毂-轴界面处延伸穿过所述第一组螺栓孔和所述第二组螺栓孔；

39、多个垫圈，其中所述多个垫圈中的一个围绕所述多个轮毂螺栓中的每个延伸；

40、至少一个间隔件，其定位在所述轮毂的所述表面和所述多个垫圈的子集之间，其中所述多个轮毂螺栓中的至少两个延伸穿过所述至少一个间隔件。

41、技术方案19.根据技术方案18所述的风力涡轮机，还包括多个间隔件，所述至少一个间隔件是所述多个间隔件中的一个，其中所述多个间隔件围绕所述轮毂-轴界面周向地布置。

42、技术方案20.根据技术方案18所述的风力涡轮机，其中，所述至少一个间隔件由钢材料构成，所述钢材料具有至少约300维氏硬度值(vhn)、小于约350vhn的硬度。

43、本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。