ES2905999T3 - Sujeción de centrado, métodos para fabricar y usar la misma, y aerogenerador - Google Patents

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Abstract

Una sujeción de centrado, que comprende: un cuerpo de conexión (101) que es un cuerpo de columna y que comprende una parte de conexión (101a) y una parte no roscada (101b); un revestimiento amortiguador (103) que tiene una forma cilíndrica y que cubre al menos una parte de la parte no roscada (101b); caracterizado por un miembro de centrado (102) que cubre una superficie externa del revestimiento amortiguador (103); en donde la parte no roscada (101b) está separada del miembro de centrado (102) al menos en una parte correspondiente al revestimiento amortiguador (103).

Description

DESCRIPCIÓN
Sujeción de centrado, métodos para fabricar y usar la misma, y aerogenerador
Campo
Esta solicitud se refiere al campo técnico de la conexión de sujeciones, en particular a una sujeción de centrado, un método para fabricar la sujeción de centrado, un método para usar la sujeción de centrado y un aerogenerador. Las conexiones de sujeción se conocen a partir de los documentos CN 205780180 U y CN 101311561 A.
Antecedentes
Una sujeción, como conector universal, se instala normalmente en los agujeros de montaje de los componentes conectados, y se requiere que tenga una cierta resistencia para resistir los daños de fuerzas externas. En un aerogenerador, un perno (o un espárrago), como sujeción de conexión principal, juega un papel importante en el posicionamiento y la conexión, y su resistencia afecta directamente a la estabilidad y fiabilidad del aerogenerador. Cuando el aerogenerador está en operación, debido a las condiciones de trabajo complicadas, los pernos (o espárragos) de conexión entre partes clave de gran tamaño se cargan de manera complicada y se someten a grandes cargas variables, esto requiere que los pernos (o espárragos) tengan una alta resistencia a la fatiga. Generalmente, un gran número de pernos de conexión de alta resistencia se distribuyen uniformemente alrededor de estos componentes conectados, por ejemplo, los pernos de conexión de alta resistencia se usan para la conexión entre segmentos de torre, conexión entre un cojinete de guiñada y una base, conexión entre un cojinete de paso y un buje y conexión de palas. No obstante, cuando los agujeros de montaje de pernos (o espárragos) de estos componentes conectados no se colocan con precisión, las partes roscadas de los pernos (espárragos) estarán en contacto con los agujeros de montaje. Si los agujeros de montaje de los componentes conectados están seriamente desalineados unos de otros, estas sujeciones conectadas se doblarán y deformarán, se generará tensión de flexión y se reducirá el rendimiento de fatiga de los pernos (espárragos). Por lo tanto, también se requiere que las sujeciones de conexión tales como los pernos (espárragos) tengan una buena función de posicionamiento, la práctica habitual es producir una estructura que tenga una sección transversal variada como segmento de posicionamiento en el cuerpo de conexión, no obstante, la concentración de tensión es apta para ser presentada en la unión de esta estructura de una sola pieza y, de hecho, todavía hay una tensión de cizallamiento en la unión debido al error de desalineación, lo que puede causar hendiduras en el segmento de posicionamiento e incluso puede aplastar el cuerpo de conexión del perno (espárrago), para afectar adversamente a la resistencia a la fatiga de la sujeción de conexión y, por ello, reducir la estabilidad y fiabilidad del aerogenerador.
En la práctica, el fallo (o rotura) de las sujeciones de conexión tales como pernos (o espárragos) es la forma principal de fallos del aerogenerador, y los problemas de diseño y montaje de estas sujeciones son causas importantes de sus fallos. Por lo tanto, es necesario proporcionar una sujeción de centrado, un método para fabricar la sujeción de centrado, un método para usar la sujeción de centrado y un aerogenerador.
Compendio
Una sujeción de centrado, un método para fabricar la sujeción de centrado, un método para usar la sujeción de centrado y un aerogenerador se proporcionan según las realizaciones de la presente solicitud, que pueden abordar el problema de fallo por fatiga de la sujeción de centrado debido a la concentración de tensión en una parte de posicionamiento y conexión.
Una sujeción de centrado se proporciona según un primer aspecto de la presente solicitud, que incluye: un cuerpo de conexión, un revestimiento amortiguador y un miembro de centrado, el cuerpo de conexión es un cuerpo de columna e incluye una parte de conexión y una parte no roscada; el revestimiento amortiguador tiene forma cilíndrica y cubre al menos parte de la parte no roscada; el miembro de centrado cubre una superficie externa del revestimiento amortiguador, y al menos en una parte correspondiente al revestimiento amortiguador, la parte no roscada está separada del miembro de centrado.
En una primera posible realización, el miembro de centrado es una estructura tubular cilíndrica que tiene una superficie lisa.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una segunda posible realización, un extremo del miembro de centrado se estrecha para formar una parte de guía cónica que tiene una superficie inclinada, y la superficie inclinada se extiende hasta una superficie externa de la parte no roscada.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una tercera posible realización, el miembro de centrado tiene una resistencia mayor o igual que la resistencia del cuerpo de conexión.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una cuarta posible realización, el miembro de centrado es una estructura tubular cilíndrica formada enrollando un material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una quinta posible realización, el material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra incluye un plástico reforzado con fibra de vidrio o un plástico reforzado con fibra de carbono.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una sexta posible realización, el revestimiento amortiguador tiene una elasticidad mayor que la elasticidad del cuerpo de conexión y/o la elasticidad del miembro de centrado.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una séptima posible realización, el revestimiento amortiguador está hecho de acero para resortes, caucho, cuero o fibras orgánicas.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una octava posible realización, el cuerpo de conexión es un perno, la parte de conexión tiene una estructura roscada y el miembro de centrado tiene un diámetro externo mayor que el diámetro externo de la estructura roscada.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una novena posible realización, el perno es un perno de doble extremo con la estructura roscada en cada uno de ambos extremos y la parte no roscada en el medio, y la parte no roscada tiene un diámetro menor que el diámetro externo de la estructura roscada.
En un segundo aspecto, se proporciona un método para fabricar la sujeción de centrado según cualquiera de las realizaciones anteriores, que incluye:
cubrir el revestimiento amortiguador en al menos parte de una superficie externa de la parte no roscada; y cubrir y formar el miembro de centrado en la superficie externa del revestimiento amortiguador.
En una primera posible realización, el recubrimiento del revestimiento amortiguador en al menos una parte de la superficie externa de la parte no roscada incluye: cubrir un material, incluyendo acero para muelles, caucho, cuero o fibras orgánicas, en la superficie externa de la parte no roscada.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una segunda posible realización, el recubrimiento y la formación del miembro de centrado en la superficie externa del revestimiento amortiguador incluye:
impregnar fibras de vidrio o fibras de carbono con una resina;
enrollar las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina sobre la superficie externa del revestimiento amortiguador para formar una estructura tubular cilindrica;
mecanizar la estructura tubular cilindrica, que está curada, en un miembro de centrado tubular cilindrico que tiene una superficie lisa; y
mecanizar una superficie inclinada cónica en cada uno de los dos extremos del miembro de centrado tubular cilindrico, para permitir que el miembro de centrado tubular cilindrico tenga un diámetro disminuido gradualmente en las partes cercanas a las superficies extremas.
En combinación con las posibles realizaciones anteriores, en una tercera posible realización, el enrollado de las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina sobre la superficie externa del revestimiento amortiguador para formar la estructura cilindrica incluye: enrollar las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina para formar un estructura de fibra reticulada de una manera escalonada.
En un tercer aspecto, se proporciona un método para usar una sujeción de centrado, y la sujeción de centrado es la sujeción de centrado según cualquiera de las realizaciones del primer aspecto, el método incluye el montaje de la sujeción de centrado en los agujeros de montaje de los componentes a ser conectados en un ajuste con holgura, para permitir que el revestimiento amortiguador se sitúe en una unión entre los componentes a ser conectados. En un cuarto aspecto, se proporciona un aerogenerador, que incluye la sujeción de centrado según cualquiera de las realizaciones del primer aspecto, y la sujeción de centrado está configurada para conectar componentes del aerogenerador. Dos o más de las sujeciones de centrado se disponen uniformemente en una unión de cada grupo de componentes a ser conectados, y cada una de las sujeciones de centrado se monta en los agujeros de montaje respectivos de los componentes a ser conectados, para permitir que el revestimiento amortiguador se sitúe en la unión. Los componentes a ser conectados incluyen una base, una torre, un cojinete de guiñada, un cojinete de paso, un buje y una pala.
En resumen, en la sujeción de centrado según la presente solicitud, la parte no roscada del cuerpo de conexión está separada del miembro de centrado por el revestimiento amortiguador en la capa intermedia, para formar una estructura de conexión de posicionamiento a capas mediante el miembro de centrado, el revestimiento amortiguador y el cuerpo de conexión dispuestos desde el exterior hacia el interior, y la fuerza externa sometida por el segmento de posicionamiento de la sujeción de centrado en la unión también se reduce capa a capa desde el exterior hacia el interior. De este modo, al tiempo que se logra la función de posicionamiento y conexión, se protege el cuerpo de conexión, lo que aborda eficazmente el problema de fallo por fatiga del cuerpo de conexión debido a la concentración de tensión.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección parcial de una sujeción de centrado según algunas realizaciones de la presente solicitud;
Las Figuras 1a y 1b son vistas esquemáticas de partes de guía cónicas según diversas realizaciones de la presente solicitud, respectivamente;
La Figura 2 es una vista en sección parcial que muestra la estructura de una sujeción de centrado según realizaciones adicionales de la presente solicitud; y
La Figura 3 es una vista esquemática que muestra la conexión entre un cojinete de paso y un buje en un aerogenerador según una realización de la presente solicitud.
Números de referencia en los dibujos:
1: perno de doble extremo,
2: cojinete de paso,
3: buje,
101: cuerpo de conexión,
102: miembro de centrado,
103: revestimiento amortiguador,
101a: parte de conexión,
101b: parte no roscada.
Descripción detallada
Con el fin de hacer más claros los objetos, las soluciones técnicas y las ventajas de las realizaciones de la presente solicitud, las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente solicitud se describen clara y completamente en lo sucesivo con referencia a los dibujos en las realizaciones de la presente solicitud. Obviamente, las realizaciones descritas en la presente solicitud son una parte de las realizaciones, más que todas las realizaciones. Todas las demás realizaciones obtenidas por los expertos en la técnica en base a las realizaciones de la presente solicitud sin esfuerzos creativos caerán dentro del alcance de protección de la presente solicitud.
La Figura 1 es una vista esquemática parcial de una sujeción de centrado según algunas realizaciones de la presente solicitud.
Con referencia a la Figura 1, la sujeción de centrado en esta realización se puede usar para el posicionamiento y la conexión entre los componentes a ser conectados. La sujeción de centrado incluye un cuerpo de conexión 101, un revestimiento amortiguador 103 y un miembro de centrado 102. El cuerpo de conexión 101 es un cuerpo de columna, que incluye una parte de conexión 101a y una parte no roscada 101b. El revestimiento amortiguador 103 tiene forma tubular y cubre al menos parte de la parte no roscada 101b. El miembro de centrado 102 cubre una superficie externa del revestimiento amortiguador 103 y tiene una estructura tubular. La parte no roscada 101b está separada del miembro de centrado 102 al menos en la parte correspondiente al revestimiento amortiguador 103. La parte de conexión 101a logra el efecto de sujeción y conexión. La parte no roscada 101b cubierta por el miembro de centrado 102 y el revestimiento amortiguador 103 logra el efecto de posicionamiento. El revestimiento amortiguador 103 y el miembro de centrado 102 se proporcionan en la parte no roscada 101b del cuerpo de conexión 101 secuencialmente en dirección hacia fuera, y el revestimiento amortiguador 103 separa el cuerpo de conexión 101 del miembro de centrado 102. Cuando los componentes conectados generan una fuerza de cizallamiento sobre el cuerpo de conexión 101 debido a un error de desalineación, la fuerza de cizallamiento se transmite hacia dentro al revestimiento amortiguador 103 por el miembro de centrado 102 y, de este modo, se reduce. Cuando la fuerza de cizallamiento se transmite a la parte no roscada 101b del cuerpo de conexión 101, la fuerza sometida por el cuerpo de conexión 101 se reduce enormemente, y la concentración de tensión del cuerpo de conexión 101 en la unión se puede reducir eficazmente, y la resistencia a la fatiga de la sujeción de conexión se mejora en cierto grado, protegiendo por ello el cuerpo de conexión 101.
De este modo, la sujeción de centrado según la presente solicitud forma una estructura de posicionamiento y conexión a capas a través del miembro de centrado 102, el revestimiento amortiguador 103 y el cuerpo de conexión 101 dispuestos desde el exterior hacia el interior, y la fuerza externa sometida por la sujeción de centrado en la unión también se reduce en consecuencia desde el exterior hacia el interior. En comparación con la estructura integrada en la tecnología convencional, la sujeción de centrado según la presente solicitud no solamente puede lograr la función de posicionamiento y conexión, sino que también aborda de manera eficaz los problemas de fallo por fatiga y rotura del cuerpo de conexión 101 de la sujeción causados por concentración de tensión en la unión. El miembro de centrado 102 es una estructura tubular cilíndrica que tiene una superficie lisa. Dado que los agujeros de montaje son generalmente circulares, el miembro de centrado 102 está diseñado para tener la estructura tubular cilíndrica para coincidir mejor con los agujeros de montaje y montarse en los agujeros de montaje. La superficie lisa permite que la fuerza aplicada sobre el miembro de centrado 102 sea uniforme, evita la concentración de tensión causada por una superficie rugosa, y el miembro de centrado 102 que tiene la superficie lisa puede tener una pequeña fuerza de fricción cuando se pone en contacto con los agujeros de montaje, lo que facilita el guiado, montaje y desmontaje. Además, el diámetro externo del miembro de centrado 102 está configurado para coincidir con los diámetros internos de los agujeros de montaje para permitir el efecto de centrado de los agujeros de montaje.
Un extremo del miembro de centrado 102 se estrecha en una parte de guía cónica que tiene una superficie inclinada, y la superficie inclinada se extiende hasta la superficie externa de la parte no roscada 101b. La parte de guía cónica tiene una función de guía. La superficie inclinada de la parte de guía se extiende hasta la superficie externa de la parte no roscada 101b para formar una buena estructura de transición y guía, lo que mejora aún más el efecto de guía y también facilita el mecanizado, el montaje y el desmontaje.
Se ha de señalar que, en esta realización como realización preferida, en referencia a la Figura 1a, la superficie inclinada de la parte de guía cónica se extiende hasta la superficie externa de la parte no roscada 101b para formar una buena estructura de transición y guía. En otra variación, haciendo referencia a la Figura 1b, la superficie de guía cónica del miembro de centrado 102 también puede estar completamente separada del cuerpo de conexión 101 y, en este caso, la superficie inclinada de la parte de guía cónica del miembro de centrado 102 se extiende hasta el revestimiento amortiguador 103 más que extenderse a la parte no roscada 101b, y esta variación también está dentro del alcance de la solución técnica de la presente solicitud siempre que el cuerpo de conexión 101 y el miembro de centrado 102 estén separados, al menos parcialmente, entre sí por el revestimiento amortiguador 103. El miembro de centrado 102 tiene una resistencia mayor o igual que la resistencia del cuerpo de conexión 101. Dado que el miembro de centrado 102 pondrá en contacto directamente los componentes conectados en la unión, soportará la fuerza máxima. Si el miembro de centrado 102 tiene una resistencia insuficiente, puede tener una capacidad escasa de resistencia de los daños de fuerzas externas, y es apto para fallar cuando se someta a una fuerza excesiva. Por lo tanto, el miembro de centrado 102 tiene suficiente resistencia para resistir los daños en la unión, y puede funcionar mejor para posicionar, guiar y proteger el cuerpo de conexión 101.
Opcionalmente, el miembro de centrado 102 es una estructura tubular cilíndrica formada enrollando un material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra. El material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra tiene muchas ventajas de propiedades mecánicas, tales como una alta resistencia específica, una alta rigidez específica, una baja densidad, ser resistente a la fatiga y resistente a la corrosión en comparación con los materiales convencionales, y puede cumplir requisitos tales como alta resistencia del miembro de centrado 102 para resistir los daños de las fuerzas externas.
Además, el material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra incluye un material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de vidrio o un material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de carbono tal como un plástico reforzado con fibra de vidrio, un plástico reforzado con fibra de carbono y similares. Entre ellos, el material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de vidrio o el material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de carbono tienen ventajas tales como tener un peso ligero, una alta resistencia, ser resistente a la fatiga y resistente a la corrosión.
El revestimiento amortiguador 103 tiene una mayor elasticidad que el cuerpo de conexión 101 y/o el miembro de centrado 102. El revestimiento amortiguador 103 tiene una buena elasticidad, de este modo puede absorber eficazmente parte de la presión transmitida desde el miembro de centrado 102. En el caso de que el revestimiento amortiguador 103 tenga una mayor elasticidad que el cuerpo de conexión 101 y el miembro de centrado 102, el efecto de absorción de presión es mejor, y se puede reducir la fuerza sometida por la parte no roscada 101b del cuerpo de conexión 101, y se puede evitar además que el cuerpo de conexión 101 falle por fatiga cuando se somete a una presión demasiado grande.
El revestimiento amortiguador 103 está hecho de acero para resortes, caucho, cuero o fibras orgánicas y, en general, el acero para resortes, caucho, cuero o fibras orgánicas tienen una buena elasticidad y pueden absorbe eficazmente la fuerza transmitida al cuerpo de conexión 101 desde los componentes conectados a través del miembro de centrado 102, reduciendo por ello la fuerza aplicada sobre el cuerpo de conexión 101 y protegiendo eficazmente el cuerpo de conexión 101. Se ha de señalar que, en implementaciones prácticas, el material del revestimiento amortiguador 103 no se limita a los materiales enumerados en la presente solicitud, y otros materiales de sustitución equivalentes que se puedan concebir por los expertos en la técnica están todos dentro del alcance técnico de la presente solicitud siempre que permitan que el revestimiento amortiguador 103 separe el cuerpo de conexión 101 del miembro de centrado 102 mientras que se tiene el efecto de absorción de fuerza para reducir la fuerza aplicada sobre el cuerpo de conexión 101.
Se ha de señalar que, el cuerpo de conexión 101 de la sujeción de centrado según la presente solicitud puede ser un perno, un espárrago, un pasador, etc., siempre que las sujeciones sean capaces de posicionar y conectar los componentes a ser conectados, el cuerpo de conexión 101 de la sujeción de centrado según la presente solicitud se puede implementar por las sujeciones dentro del alcance y principio de las soluciones técnicas de la presente solicitud.
La Figura 2 es una vista esquemática que muestra la estructura de una sujeción de centrado según realizaciones adicionales de la presente solicitud.
Según algunas realizaciones de la presente solicitud, el cuerpo de conexión 101 está realizado como un perno, es decir, la sujeción de centrado se puede entender como un perno de posicionamiento, y una parte de conexión 101a del perno tiene una estructura roscada, el miembro de centrado 102 tiene un diámetro externo mayor que el diámetro externo de la estructura roscada, al menos una parte de la parte no roscada 101b del cuerpo de conexión 101 del perno está cubierta con el revestimiento amortiguador 103 y el miembro de centrado 102 desde el interior hacia el exterior para formar una estructura de guía de centrado. El efecto de posicionamiento y conexión se mejorará en consecuencia a medida que se reduzca el hueco entre el agujero de montaje y la estructura de guía de centrado en un estado ajustado, y el agujero de montaje se diseñe según el tamaño de la sujeción de conexión. Para realizar la conexión, se requiere que la parte roscada pueda pasar a través del agujero de montaje, es decir, se requiere que el diámetro del agujero de montaje sea mayor que el del agujero roscado, y con el fin de lograr un mejor efecto de conexión de posicionamiento en la parte de conexión, el miembro de centrado 102 está diseñado para tener un diámetro externo menor que pero aproximado al diámetro del agujero de montaje en la medida de lo posible. Por lo tanto, el miembro de centrado según la presente solicitud tiene un diámetro externo mayor que el diámetro externo de la estructura roscada y, de este modo, realizar el mejor efecto de conexión de posicionamiento. Como realización factible, el perno según la presente solicitud es un perno de doble extremo 1 que tiene estructuras roscadas en ambos extremos y una parte no roscada 101b en el medio. La parte no roscada 101b tiene un diámetro menor que el diámetro externo de la estructura roscada. Las sujeciones de centrado del perno de doble extremo 1 que tienen un cuello delgado y largo se puede usar para la conexión de componentes más grandes, por ejemplo, para la conexión entre los componentes clave en equipos de aerogeneradores, lo que puede mejorar eficazmente la fiabilidad de los equipos en comparación con la tecnología convencional.
En un segundo aspecto, se proporciona un método para fabricar la sujeción de centrado según las realizaciones anteriores según la presente solicitud, que incluye: cubrir un revestimiento amortiguador 103 en una superficie externa de al menos una parte de una parte no roscada 101b; y cubrir y formar un miembro de centrado 102 en una superficie externa del revestimiento amortiguador 103. Generalmente, el revestimiento amortiguador 103 es una estructura tubular delgada con un espesor que oscila de 0,5 mm a 1 mm, que puede lograr el propósito de amortiguar sin reducir la dureza general. El espesor específico se puede diseñar según las especificaciones del cuerpo de conexión 101 (tal como un perno).
En la fabricación, el método para cubrir el revestimiento amortiguador 103 en la superficie externa de la parte no roscada 101b incluye cubrir un material, tal como acero para muelles, caucho, cuero o fibras orgánicas, en la superficie externa de la parte no roscada 101b. El material se puede obtener fácilmente, tiene un bajo coste y puede cumplir con el requisito de una alta elasticidad impuesta al revestimiento amortiguador 103.
Además, un método para cubrir y formar el miembro de centrado 102 en la superficie externa del revestimiento amortiguador 103 incluye: primero, impregnar fibras de vidrio o fibras de carbono con una resina; luego enrollar las fibras de vidrio o fibras de carbono impregnadas con resina sobre la superficie externa del revestimiento amortiguador 103 para formar una estructura tubular cilíndrica; luego mecanizar la estructura tubular cilíndrica curada en un miembro de centrado tubular cilíndrico 102 que tiene una superficie lisa; y por último, mecanizar una parte de guía cónica en cada uno de los dos extremos del miembro de centrado tubular cilíndrico 102, para permitir que el miembro de centrado 102 tenga un diámetro disminuido gradualmente en las partes cercanas a las superficies extremas. En el proceso de fabricación específico, se puede usar el equipo de técnica de enrollado de resina reforzada con fibra. En el proceso de curado, el curado se puede realizar espontáneamente o se puede acelerar con medidas tales como calentamiento o ventilación. Por último, en el proceso de mecanizado de la superficie de la preforma de trabajo del miembro de centrado 102 curado, los procesos de mecanizado, tales como torneado y fresado, se pueden realizar mediante una máquina herramienta, para obtener un miembro de centrado 102 que cumpla los requisitos de diámetro y superficie predeterminados.
Además, el método de enrollado incluye enrollar las fibras de vidrio o las fibras de carbono impregnadas con resina para formar una estructura de fibra reticulada de una manera escalonada, y específicamente, la estructura de fibra reticulada se puede formar enrollando las fibras de vidrio o las fibras de carbono impregnadas con resina en un patrón escalonado de una figura 8, y por ello se puede obtener un miembro de centrado 102 que tenga una resistencia y estabilidad más altas.
En un tercer aspecto, se proporciona además un método de uso de una sujeción de centrado según la presente solicitud, en el que se emplea la sujeción de centrado según las realizaciones del primer aspecto de la presente solicitud. La sujeción de centrado se monta en los agujeros de montaje de los componentes a ser conectados con un ajuste con holgura, para permitir que el revestimiento amortiguador 103 se sitúe en la unión entre los componentes conectados. La instalación con el ajuste con holgura puede facilitar el montaje y el desmontaje, especialmente en equipos grandes, se requiere el uso de un gran número de sujeciones de conexión, tales como pernos y espárragos, y la manera fácil de montar y desmontar pueden mejorar la eficiencia de trabajo en gran medida. Además, el revestimiento amortiguador 103 se sitúa en la unión, de este modo puede amortiguar la fuerza de los componentes conectados, para lograr el efecto de proteger el cuerpo de conexión 101.
En un cuarto aspecto, se proporciona un aerogenerador. Haciendo referencia a la Figura 3, el aerogenerador incluye la sujeción de centrado según las realizaciones del primer aspecto que usa un perno como el cuerpo de conexión 101, y la sujeción de centrado se usa para la conexión de los componentes a ser conectados, tales como una base, una torre, un cojinete de guiñada, un cojinete de paso, un buje y unas palas. Específicamente, la unión de cada grupo de componentes a ser conectados se distribuye uniformemente con dos o más sujeciones de centrado según la presente solicitud, y cada una de las sujeciones de centrado se monta en los agujeros de montaje respectivos de los componentes a ser conectados, y el revestimiento amortiguador se sitúa en la unión.
Haciendo referencia a la Figura 3, la conexión entre el cojinete de paso 2 y el buje 3 se ilustra como ejemplo, un perno de doble extremo 1 que tiene un cuello largo y delgado según las realizaciones anteriores se emplea como sujeción de conexión entre el cojinete de paso 2 y el buje 3. El cojinete de paso 2 y el buje 3 tienen cada uno un espesor grande, de este modo, se emplea en consecuencia tal perno de doble extremo 1 que tiene un cuello largo y delgado, lo que puede lograr mejor la función de posicionamiento y conexión. El miembro de centrado 102, el revestimiento amortiguador 103 y el cuerpo de conexión 101 del perno 1 dispuestos desde el exterior hacia el interior forman una estructura de conexión de posicionamiento a capas, y la fuerza externa sometida por el perno 1 en la unión entre el cojinete de paso 2 y el buje 3 también disminuye capa por capa desde el exterior hacia el interior, lo que no solamente logra un mejor efecto de posicionamiento y conexión, sino que también aborda eficazmente los problemas de fallo por fatiga y rotura del cuerpo de conexión 101 del perno 1 en la unión debido a la concentración de tensión.
Se ha de señalar que, como ejemplo, el perno de doble extremo 1 con el cuello largo y delgado se usa para la conexión entre el cojinete de paso 2 y el buje 3 en la Figura 3. En el aerogenerador según la presente solicitud, la sujeción de centrado que tiene diferentes formas de cuerpo de conexión 101 se puede usar para la conexión entre otros componentes según situaciones prácticas, y se puede hacer referencia a la Figura 3 para la operación específica, que no se describirá aquí.
Debido a la fuerza compleja aplicada en la unión entre los grandes componentes clave en el aerogenerador, las sujeciones de conexión, tales como los pernos (o espárragos), están sometidas a grandes fuerzas y, en general, se adoptan pernos (o espárragos) de alta resistencia. Por lo tanto, en el caso de que se emplee la sujeción de centrado según la presente solicitud, dado que el revestimiento amortiguador 103 con una buena elasticidad separa el cuerpo de conexión 101 del miembro de centrado 102, la sujeción de conexión puede debilitar la fuerza aplicada sobre el cuerpo de conexión 101 en la unión al tiempo que se realiza la función de posicionamiento y conexión, lo que aborda eficazmente el problema de fallo por fatiga del cuerpo de conexión 101 debido a la concentración de tensión causada por el error de desalineación de los componentes conectados. En comparación con la tecnología convencional, el aerogenerador tiene una estabilidad más alta y una fiabilidad más alta en cierta medida, y según algunas realizaciones, simplemente distribuyendo de dos a tres de las sujeciones de centrado según la presente solicitud en la unión de manera uniforme, se puede lograr justo la función de posicionamiento, reduciendo por ello la fuerza de cizallamiento generada a partir del error de desalineación de los agujeros de montaje y aliviando el problema de fallo por fatiga del perno en la tecnología convencional, y los pernos convencionales de alta resistencia todavía se pueden usar en otros agujeros de conexión para la conexión, logrando por ello una propiedad mecánica alta y reduciendo el coste económico.
Se ha de señalar que, la sujeción, tal como un conector universal, se usa siendo montada en los agujeros de montaje de los componentes a ser conectados, y las realizaciones de la presente solicitud ilustran esquemáticamente la sujeción tomando como ejemplos una sujeción general y un perno de doble extremo de cuello delgado, no obstante, la sujeción no se limita a las formas de sujeciones en las realizaciones, sino que también puede ser la sujeción de centrado que usa otros tipos de cuerpo de conexión, tales como pernos, espárragos o pasadores, etc., que están todos dentro del alcance de protección de las soluciones técnicas de la presente solicitud. En equipos de gran tamaño, especialmente el aerogenerador, si se aplica el principio de la solución de la sujeción de centrado según la presente solicitud en los pernos de conexión de alta resistencia, se pueden abordar el problema de fallo del aerogenerador causado por el fallo por fatiga de los pernos resultado de los inconvenientes en el diseño y los errores de instalación en la tecnología convencional.
Como se ha descrito anteriormente, en la sujeción de centrado según la presente solicitud, el cuerpo de conexión 101 en la capa más interna está separado del miembro de centrado 102 en la capa más externa por el revestimiento amortiguador 103 en la capa intermedia, para formar una estructura de guía de centrado a capas que tiene capas “dura-blanda-dura”. Cuando los componentes conectados aplican una fuerza de cizallamiento sobre el cuerpo de conexión 101 en la unión debido a errores de desalineación, y la fuerza de cizallamiento se transmite al revestimiento amortiguador 103 desde el miembro de centrado 102, la fuerza de cizallamiento se reduce por el revestimiento amortiguador, y cuando la fuerza de cizallamiento se transmite al cuerpo de conexión 101, se reduce significativamente aún más, de manera que se reduce la fuerza aplicada al cuerpo de conexión 101, lo que logra el efecto de proteger el cuerpo de conexión 101. La sujeción de centrado según la presente solicitud, al tiempo que se logra la función de posicionamiento y conexión, también puede abordar de manera eficaz el problema de fallo por fatiga del cuerpo de conexión cuando se recibe una fuerza externa demasiado grande, además, tiene las ventajas de tener una estructura simple, una alta eficiencia económica y una amplia gama de aplicaciones, y ser fácil de montar y desmontar.
Aunque la presente solicitud se ha descrito con referencia a las realizaciones preferidas, se pueden hacer a la misma diversas mejoras y los componentes de la misma se pueden sustituir por equivalentes sin apartarse del alcance de la presente solicitud. En particular, siempre que no haya conflicto estructural, las diversas características técnicas mencionadas en las diversas realizaciones se pueden combinar de cualquier forma. La presente solicitud no se limita a las realizaciones específicas descritas en la presente memoria, sino que incluye todas las soluciones técnicas que caen dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una sujeción de centrado, que comprende:
un cuerpo de conexión (101) que es un cuerpo de columna y que comprende una parte de conexión (101a) y una parte no roscada (101b);
un revestimiento amortiguador (103) que tiene una forma cilíndrica y que cubre al menos una parte de la parte no roscada (101b); caracterizado por
un miembro de centrado (102) que cubre una superficie externa del revestimiento amortiguador (103);
en donde la parte no roscada (101b) está separada del miembro de centrado (102) al menos en una parte correspondiente al revestimiento amortiguador (103).
2. La sujeción de centrado según la reivindicación 1, en donde el miembro de centrado (102) es una estructura tubular cilíndrica que tiene una superficie lisa.
3. La sujeción de centrado según la reivindicación 2, en donde un extremo del miembro de centrado (102) se estrecha para formar una parte de guía cónica que tiene una superficie inclinada, y la superficie inclinada se extiende hasta una superficie externa de la parte no roscada (101b).
4. La sujeción de centrado según la reivindicación 1, en donde el miembro de centrado (102) tiene una resistencia mayor o igual que la resistencia del cuerpo de conexión (101).
5. La sujeción de centrado según la reivindicación 4, en donde el miembro de centrado (102) es una estructura tubular cilíndrica formada enrollando un material compuesto de matriz de resina reforzada con fibra.
6. La sujeción de centrado según la reivindicación 1, en donde el revestimiento amortiguador (103) tiene una elasticidad mayor que la elasticidad del cuerpo de conexión (101) y/o la elasticidad del miembro de centrado (102).
7. La sujeción de centrado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el cuerpo de conexión (101) es un perno, la parte de conexión (101a) tiene una estructura roscada y el miembro de centrado (102) tiene un diámetro externo mayor que el diámetro externo de la estructura roscada.
8. La sujeción de centrado según la reivindicación 7, en donde el perno es un perno de doble extremo (1) con la estructura roscada en cada uno de los dos extremos y la parte no roscada (101b) en el medio, y la parte no roscada (101b) tiene un diámetro menor que el diámetro externo de la estructura roscada.
9. Un método para fabricar la sujeción de centrado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: cubrir el revestimiento amortiguador (103) en al menos parte de una superficie externa de la parte no roscada (101b); y
cubrir y formar el miembro de centrado (102) en la superficie externa del revestimiento amortiguador (103).
10. El método para fabricar la sujeción de centrado según la reivindicación 9, en donde el cubrimiento del revestimiento amortiguador (103) en al menos parte de la superficie externa de la parte no roscada (101b) comprende:
cubrir un material, incluyendo acero para muelles, caucho, cuero o fibras orgánicas, en la superficie externa de la parte no roscada (101b).
11. El método para fabricar la sujeción de centrado según la reivindicación 9, en donde el cubrimiento y la formación del miembro de centrado (102) en la superficie externa del revestimiento amortiguador (103) comprende: impregnar fibras de vidrio o fibras de carbono con una resina;
enrollar las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina en la superficie externa del revestimiento amortiguador (103) para formar una estructura tubular cilíndrica;
mecanizar la estructura tubular cilíndrica, que está curada, en un miembro de centrado tubular cilíndrico (102) que tiene una superficie lisa; y
mecanizar una parte de guía cónica en cada uno de los dos extremos del miembro de centrado tubular cilíndrico (102) para permitir que el miembro de centrado (102) tenga un diámetro disminuido gradualmente en las partes cercanas a las superficies extremas.
12. El método para fabricar la sujeción de centrado según la reivindicación 11, en donde el enrollado de las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina en la superficie externa del revestimiento amortiguador (103) para formar la estructura tubular cilíndrica comprende:
enrollar las fibras de vidrio impregnadas con resina o las fibras de carbono impregnadas con resina para formar una estructura de fibra reticulada de manera escalonada.
13. Un método para usar una sujeción de centrado, en donde la sujeción de centrado es la sujeción de centrado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y el método comprende:
montar la sujeción de centrado en los agujeros de montaje de los componentes a estar en conexión con un ajuste con holgura, para permitir que el revestimiento amortiguador (103) se sitúe en una unión entre los componentes a ser conectados.
14. Un aerogenerador, que comprende la sujeción de centrado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y la sujeción de centrado que está configurada para conectar componentes del aerogenerador, en donde dos o más de las sujeciones de centrado están dispuestas uniformemente en una unión de cada grupo de componentes a ser conectados, y cada una de las sujeciones de centrado se monta en los agujeros de montaje respectivos de los componentes a ser conectados, para permitir que el revestimiento amortiguador (103) se sitúe en la unión.
15. El aerogenerador según la reivindicación 14, en donde los componentes a ser conectados comprenden una base, una torre, un cojinete de guiñada, un cojinete de paso (2), un buje (3) y una pala.
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