碳纖維復(fù)合材料軸流風(fēng)機葉輪成型固化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固化裝置，尤其是涉及一種碳纖維復(fù)合材料軸流風(fēng)機葉輪成型固化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高強度碳纖維復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強度、材料性能具有可設(shè)計性、易于加工成型而大量應(yīng)用于航天航空、飛機、葉輪等結(jié)構(gòu)上，碳纖維及其復(fù)合材料制品是目前世界上發(fā)展最為迅猛的高科技材料之一。隨著碳纖維價格的下降和產(chǎn)量的增大，目前碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)逐步走向民用市場，如風(fēng)力發(fā)電機葉輪、壓縮機葉輪、各種推進器葉輪等越來越多地采用碳纖維復(fù)合材料，碳纖維復(fù)合材料的固化裝置是生產(chǎn)該類材料必不可少的設(shè)備，是決定碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量和性能的重要設(shè)備，其生產(chǎn)效率的高低、固化工藝的可控性與復(fù)合材料的成本等有很強的關(guān)聯(lián)性。
[0003]對于不同的復(fù)合材料產(chǎn)品，由于其產(chǎn)品形狀的多樣性，固化工藝的不同，往往固化裝置也會有所不同，也即具有較強的針對性，因此固化爐的結(jié)構(gòu)就種類很多，碳纖維復(fù)合材料葉輪固化裝置是一種專門進行葉輪固化的裝置。
[0004]國內(nèi)外對復(fù)合材料的固化裝置研宄較多，如蘇州日邦自動化科技有限公司的鞠虎提出的201220419291.4 “一種環(huán)氧樹脂固化爐”，利用軸流風(fēng)機將電熱絲加熱，從而加熱這個固化爐，達到固化溫度，其主要應(yīng)用面向電子行業(yè)的線路板樹脂固化，及電子元器件樹脂的固化。如西安航空動力股份有限公司的柳萬珠等提出的201410455638.4 “一種航空發(fā)動機復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的制造方法”，雖然也是一種風(fēng)扇葉片的制造方法和設(shè)備，但是制造工藝卻與本發(fā)明不同，該發(fā)明采用預(yù)埋纖維，注入樹脂進行固化的工藝，也有采用模具固化，效率較高。浙江貝歐復(fù)合材料制造有限公司賈錫明等提出的201510046752.6 “一種碳纖維復(fù)合材料管的成型方法”，采用預(yù)浸料纖維在輥軸上繞制而成管道，從而進行固化形成管道，其磨具及成型工具均需特質(zhì)的形狀。中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司張國良等提出的200910234311.3 “一種碳纖維復(fù)合材料起毛輥的制備方法”，采用碳纖維布料纏繞到芯模上，經(jīng)固化后，加工成型的一種毛輥結(jié)構(gòu)。宿迀市天彩玻璃纖維有限責(zé)任公司陸一兵等提出的201410545454.7 “一種玻璃纖維板生產(chǎn)樹脂涂覆與固化裝置”，提出采用連續(xù)滾輪使玻璃纖維帶在滾壓過程中完成涂覆樹脂、固化等過程的生產(chǎn)工藝，該工藝適合生產(chǎn)帶式產(chǎn)品。哈爾濱工業(yè)大學(xué)譚惠豐等提出的CN201210570322.0 “樹脂基碳纖維復(fù)合材料桁架桿件連接方法”碳纖維纖維絲束對桁架桿件連接部位進行纏繞，然后進行固化，這種連接方式對桿件類結(jié)構(gòu)的連接是有效可行。以上技術(shù)都是針對特定復(fù)合材料產(chǎn)品的設(shè)計的固化裝置，雖然也有碳纖維復(fù)合材料的固化功能，但是均不能應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料葉輪的固化和批量生產(chǎn)，尤其對于較薄又復(fù)雜的葉輪，需要加壓或真空進行輔助固化的復(fù)合材料葉輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了利用碳纖維復(fù)合材料葉輪的生產(chǎn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維復(fù)合材料軸流風(fēng)機葉輪成型固化裝置，該裝置可以實現(xiàn)對葉輪固化的快速、批量、高質(zhì)量的需求。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的下蓋底面開有I個或者I個以上的復(fù)合材料葉片固化腔體，上蓋和下蓋的相配合的一側(cè)裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)，位于回轉(zhuǎn)機構(gòu)的上蓋和下蓋相配合的另一側(cè)安裝有鎖緊裝置；位于各自復(fù)合材料葉片固化腔體中間的上蓋孔內(nèi)分別插入加壓或抽真空接管；沿葉片固化腔體外的上蓋與下蓋結(jié)合面四周設(shè)有密封圈；將由上蓋和下蓋鎖緊后的葉片固化腔體置入四周具有加熱裝置的腔體內(nèi)，加熱裝置外設(shè)有保溫層，加熱裝置的腔體一側(cè)開有供葉片固化腔體進出的固化裝置門。
[0007]所述復(fù)合材料葉片固化腔體的形狀與葉片的形狀相同，由于葉片的形狀是連續(xù)光滑曲面，其曲面特定點輪廓必須滿足以下要求:
當(dāng)軸流風(fēng)機葉輪半徑R為250mm時，葉片前端面的輪廓為:其長邊由二條同心圓弧構(gòu)成，半徑R分別為143.83mm和144.83mm，二條短邊均為Imm的直線，前端面的中心面長度為97.42mm，前端面的中心面與垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸的截面構(gòu)成的夾角為19.1°，截面位于9°?-12.5°之間；
當(dāng)軸流風(fēng)機葉輪半徑R為212.5mm時，葉片的截面輪廓為:截面的長邊由二條同心圓弧構(gòu)成，半徑R分別為144.21mm和145.21mm，二條短邊均為Imm的直線，截面中心面長度為101.12_，截面中心面與垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸的截面構(gòu)成的夾角為19.2°，截面位于
11.5° ?-15.5° 之間；
當(dāng)軸流風(fēng)機葉輪半徑R為187.75mm時，葉片的截面輪廓為:截面的長邊由二條同心圓弧構(gòu)成，半徑R分別為143.45mm和144.45mm，二條短邊均為Imm的直線，截面中心面長度為102.85mm，截面中心面與垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸的截面構(gòu)成的夾角為19.4°，截面位于11°?-18°之間；
當(dāng)軸流風(fēng)機葉輪半徑R為125mm時，葉片的截面輪廓為:截面的長邊由二條同心圓弧構(gòu)成，半徑R分別為145.25mm和146.25mm，二條短邊均為Imm的直線，截面中心面長度為104.66mm，截面中心面與垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸的截面構(gòu)成的夾角為19.7°，截面位于19.5° ?-28° 之間；
當(dāng)軸流風(fēng)機葉輪半徑R為65mm時，葉片后端面的輪廓為:其長邊由二條同心圓弧構(gòu)成，半徑R分別為154.25mm和155.25mm，二條短邊均為Imm的直線，后端面的中心面長度為107.17mm，后端面的中心面與垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸的截面構(gòu)成的夾角為20.3°，截面位于39°?-52°之間。
[0008]所述加熱裝置的腔體內(nèi)，加熱載體是電加熱、微波加熱或蒸汽加熱，加熱裝置的腔體內(nèi)還設(shè)置有溫度自動控制系統(tǒng)。
[0009]所述下蓋的底部裝有便于移動的滾輪。
[0010]所述鎖緊裝置為快開螺栓和快開螺母的組合。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
I)可以實現(xiàn)快速成型的目的，對指定葉輪的形狀通過設(shè)置統(tǒng)一的固化腔體，上蓋和下蓋采用可快速開啟和快速連接密封的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對葉輪固化的快速進出的目的。
[0012]2)可根據(jù)需要在上、下蓋之間可以開設(shè)多個葉片固化裝置腔體，實現(xiàn)批量生產(chǎn)的目的
3)設(shè)有工藝需要的加壓和抽真空接管，對不同的樹脂固化進行加壓、抽真空，或者加壓和抽真空組合作用，排除碳纖維復(fù)合材料葉片中隱含的氣泡，提高復(fù)合后葉仟的強度和剛度，從而提高復(fù)合材料葉輪高質(zhì)量。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的碳纖維復(fù)合材料葉輪快速成形固化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1的局部俯視圖。
[0015]圖3是一個復(fù)合材料葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是圖3葉片的側(cè)視圖。
[0017]圖5是圖3復(fù)合材料葉片a_a截面形狀圖。
[0018]圖6是圖3復(fù)合材料葉片b-b截面形狀圖。
[0019]圖7是圖3復(fù)合材料葉片c-c截面形狀圖。
[0020]圖8是圖3復(fù)合材料葉片d-d截面形狀圖。
[0021]圖9是圖3復(fù)合材料葉片e_e截面形狀圖。
[0022]圖中:1、滾輪，2、保溫層，3、下蓋，4、密封圈，5、固化裝置門，6、快開螺母，7、快開螺栓，8、拉手，9、葉片固化腔體，10、加熱裝置，11、加壓或抽真空接管，12、上蓋，13、回轉(zhuǎn)機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0024]如圖1、圖2所示，本發(fā)明在下蓋3底面開有I個或者I個以上的復(fù)合材料葉片固化腔體9 (圖2中有3個)，上蓋12和下蓋3的相配合的一側(cè)裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)13 (圖2中有2個)，使上蓋12可以沿著回轉(zhuǎn)機構(gòu)13轉(zhuǎn)動而達到打開與關(guān)閉，位于回轉(zhuǎn)機構(gòu)13的上蓋12和下蓋3相配合的另一側(cè)安裝有鎖緊裝置；位于各自復(fù)合材料葉片固化腔體9中間的上蓋12孔內(nèi)分別插入加壓或抽真空接管11 ;沿葉片固化腔體9外的上蓋12與下蓋3結(jié)合面四周設(shè)有密封圈4，使葉片固化腔體可以加壓或抽真空；使葉片固化腔體能加壓或抽真空；將由上蓋12和下蓋3鎖