專利名稱：風(fēng)電葉片制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)電設(shè)備的葉片制作工藝。
背景技術(shù)：
一般而言，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片通稱都是很長(兆瓦級的葉片長度一般在25米左右、5兆瓦的則超過60米)，面積龐大。如此大的龐然大物僅靠固定端懸掛在空間運(yùn)轉(zhuǎn)。如 果降低葉片的自重，同時(shí)保證葉片在強(qiáng)風(fēng)場中也具有足夠的剛度、強(qiáng)度尤其是抗疲勞強(qiáng)度、 以及穩(wěn)定性，是葉片設(shè)計(jì)與制造面臨的關(guān)鍵問題所在。目前的大中型復(fù)合材料風(fēng)力機(jī)葉片基本上都是采取多步成型方法制備先分別制 作葉片的上、下外殼和龍骨梁(或腹板)，再采用樹脂膠粘成一體。由于粘接處的強(qiáng)度大 大低于殼體本身的強(qiáng)度，使得葉殼不能充分發(fā)揮其性能，類似開口薄壁梁遠(yuǎn)不及閉口薄壁 梁的承載能力。此外，這種多步法還至少需要三副大型模具，分別用于上殼、下殼和龍骨梁 (腹板)的制備。單腹板支撐的葉殼容易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。倘若使用前緣梁和后緣梁或多塊 腹板則還須增添更多模具。因此，設(shè)備與廠房的投入大、生產(chǎn)周期長，增加了葉片制造的成 本。溫度對葉片的固化品質(zhì)影響重大。若在室溫下固化，成型后的葉片一般都必須置 于大型爐內(nèi)進(jìn)行中溫后處理，需要額外的設(shè)備與廠房投入。倘若在中溫下固化，雖然可以省 去后處理工序與設(shè)備，但在模具內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)熱管或?qū)岚舨粌H工藝復(fù)雜、模腔的整體剛度受 到影響，而且對金屬模加熱、保溫往往能耗巨大。模具越多，該問題越突出。傳統(tǒng)玻璃鋼葉板制作技術(shù)采用預(yù)浸料或接觸低壓，又稱“手糊”，成型方法，逐層鋪 放增強(qiáng)材料，并用樹脂浸透，最后抽真空后固化或者直接敞開的車間完成。這種方法完全由 手工完成，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)場衛(wèi)生條件差，產(chǎn)品質(zhì)量控制難，產(chǎn)品力學(xué)性能低 等缺點(diǎn)。中國專利申請《大型風(fēng)力機(jī)葉片真空輔助灌注方法》，公開號(hào)CN1721161A，公開了 一種葉片真空制作方法，克服了傳統(tǒng)預(yù)浸料和手糊成型方法的缺點(diǎn)，但只是提供了一種用 真空灌注的方法制作葉片上的蒙皮及加強(qiáng)層，而沒有系統(tǒng)的提出兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)玻璃鋼 葉片整體的制作技術(shù)方案，如具體真空導(dǎo)入技術(shù)制作，葉片聯(lián)結(jié)方案等，使整個(gè)葉片的勞動(dòng) 生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度沒有得到進(jìn)一步改善，產(chǎn)品性能沒有明顯提高?，F(xiàn)有的合模工藝是先在葉片下殼體上粘接好主支架，待粘接膠固化完成后再合 模，即再將主支架與上殼體粘結(jié)，等待粘結(jié)膠固化?，F(xiàn)有工藝在下殼體上粘接好主支架后 要將主支架用綁帶與下殼體綁緊，這會(huì)造成上下殼體與主支架間的間隙不均勻?，F(xiàn)有二次 合模工藝工具、原輔材料使用量很大，減少工具的使用壽命，浪費(fèi)原料，尤其是粘結(jié)膠，因?yàn)?當(dāng)下殼體與主支架之間粘結(jié)固化時(shí)，可能多余的膠固化后就沒有用了，增加了生產(chǎn)成本。另 夕卜，現(xiàn)有工藝主支架粘接在下殼體上后需固化8小時(shí)左右，然后將主支架與上殼體進(jìn)行粘 結(jié)時(shí)，又需要固化8小時(shí)左右，造成工時(shí)的浪費(fèi)，增加葉片的生產(chǎn)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)電葉片制作工藝，其能以簡單的結(jié)構(gòu)有效 的簡化風(fēng)電葉片制作工藝，并且可以節(jié)省相當(dāng)一部分工時(shí)，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率。
對于本發(fā)明所述的風(fēng)電葉片制作工藝而言，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的風(fēng) 電葉片制作工藝中，一般包括材料及工藝準(zhǔn)備，具有制作葉片殼體的模具，以及制作主支 架、葉片根部平臺(tái)的模具，用高強(qiáng)環(huán)氧膠將用上述模具制成的葉片上下殼體、主支架、葉片 根部平臺(tái)、防雷電纜、防雷接受器按風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)要求粘結(jié)到一起，并用玻璃纖維和環(huán)氧 樹脂補(bǔ)強(qiáng)，然后進(jìn)行根部打孔處理和表面處理，具體包括以下步驟增強(qiáng)材料裁剪、基體材 料混合粘度及凝膠時(shí)間測算、夾芯材料切割、真空導(dǎo)入所需要材料的準(zhǔn)備，利用模具制作葉 片上下殼體，利用模具制作葉片根部平臺(tái)，利用模具制作主支架，其中將組裝好的主支架用 膠粘接在葉片一殼體的同時(shí)用夾具固定主支架，用葉片另一殼體壓下來以固定主支架，用 膠粘結(jié)另一殼體與主支架，待粘結(jié)膠固化后合模(合模指將模鑄好的葉片上下殼體與組 裝好的主支架通過粘結(jié)膠粘接起來的過程)完成，然后進(jìn)行脫模，清理葉片表面輔助材料， 進(jìn)行葉片表面打磨處理、葉片根部打孔處理，以及葉片膠結(jié)面用基體材料和增強(qiáng)材料補(bǔ)強(qiáng) 處理、根部平臺(tái)安裝，油漆處理，葉片配重處理，根部螺栓安裝等。作為上述方法的一種優(yōu)選方案是用夾具固定主支架，使其垂直于殼體。作為上述方法的另一種優(yōu)選方案是按預(yù)先設(shè)定好的主支架與上下殼體之間的間 隙，用葉片另一殼體壓下來以固定主支架。作為上述方法的另一種優(yōu)選方案是用葉片另一殼體壓下來以固定主支架時(shí)，主支 架與一殼體之間多余的膠會(huì)溢出，用該溢出的膠粘結(jié)主支架與另一殼體之間的間隙。作為上述方法的另一種優(yōu)選方案是用固定在一殼體上的與主支架配合的至少兩 個(gè)相對應(yīng)的定位塊作為夾具，對主支架進(jìn)行固定。作為上述方法的另一種優(yōu)選方案是將定位塊可以分別固定在兩個(gè)殼體上，定位塊 之間的距離正好讓主支架可以嵌入。作為上述方法的另一種優(yōu)選方案是所述夾具可以是分布在主支架外側(cè)及內(nèi)側(cè)的 桿狀部件。在上述風(fēng)電葉片制作工藝中，采用了一次合模技術(shù)，即當(dāng)主支架與一殼體粘結(jié)時(shí)， 同時(shí)將主支架與另一殼體進(jìn)行粘結(jié)。由于使用了夾具固定主支架所以主支架不會(huì)在殼體上 滑動(dòng)、錯(cuò)位，因而可以在主支架與一殼體粘結(jié)后，立刻將另一殼體與主支架進(jìn)行粘結(jié)，連續(xù) 完成葉片合模，從而無需等待主支架與一殼體粘結(jié)膠固化完成后再進(jìn)行合模。原有合模工 藝是先在葉片下殼體上粘接好主支架，待粘接膠固化完成后再合模，即再將主支架與上殼 體粘結(jié)，等待粘結(jié)膠固化。原工藝在下殼體上粘接好主支架后要將主支架用綁帶與下殼體 綁緊，這會(huì)造成上下殼體與主支架間的間隙不均勻。原有二次合模工藝工具、原輔材料使用 量很大，減少工具的使用壽命，浪費(fèi)原料，尤其是粘結(jié)膠，因?yàn)楫?dāng)下殼體與主支架之間粘結(jié) 固化時(shí)，可能多余的膠固化后就沒有用了，增加了生產(chǎn)成本。另外，原有工藝主支架粘接在 下殼體上后需固化8小時(shí)左右，然后將主支架與上殼體進(jìn)行粘結(jié)時(shí)，又需要固化8小時(shí)左 右，造成工時(shí)的浪費(fèi)，增加葉片的生產(chǎn)周期。改進(jìn)后的風(fēng)電葉片制作工藝是在葉片下殼體上 粘接好主支架后，連續(xù)完成葉片合模。改進(jìn)后在下殼體粘接完主支架后，按預(yù)先設(shè)定好的主 支架與上下殼體的間隙，用上殼體壓一下，來固定主支架。采用本發(fā)明所述的風(fēng)電葉片制作工藝生產(chǎn)的葉片合模后上下殼體的間隙均勻，提高了葉片的質(zhì)量，改進(jìn)后工藝工具和原輔材料使用都大大降低，尤其是節(jié)約了膠水的使用，降低了葉片的生產(chǎn)成本。工藝改進(jìn)后同時(shí) 減少了膠水固化等候時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。


下面結(jié)合附圖所描述的實(shí)施方式對本發(fā)明所述的風(fēng)電葉片制作工藝做進(jìn)一步詳 細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)電葉片截面主要結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的風(fēng)電葉片截面主要結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1以截面圖顯示了本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)電葉片的主要結(jié)構(gòu)，其中1為主支架連 接塊、2和3為前后主支架、4為定位塊、5為上下殼體。風(fēng)電葉片制作工藝，包括以下步驟 增強(qiáng)材料裁剪、基體材料混合粘度及凝膠時(shí)間測算、夾芯材料切割、真空導(dǎo)入所需要材料的 準(zhǔn)備，利用模具制作葉片上下殼體5，利用模具制作葉片根部平臺(tái)，利用模具制作主支架2， 3，將主支架2，3組裝好后安裝在葉片下殼體5上，進(jìn)行合模，然后進(jìn)行后續(xù)處理程序，其中 將組裝好的主支架2，3用膠粘接在葉片下殼體5的同時(shí)用夾具固定主支架2，3，用葉片上 殼體5壓下來以固定主支架2，3，用膠粘結(jié)上殼體5與主支架2，3，待粘結(jié)膠固化后合模完 成。由于主支架2，3之間是平行的，所以只需要測量主支架一側(cè)，即可得知主支架2，3是否 與下殼體5垂直，從而確保葉片的質(zhì)量。按預(yù)先設(shè)定好的主支架2，3與上下殼體5之間的 間隙，用葉片上殼體5壓下來以固定主支架2，3。用葉片上殼體5壓下來以固定主支架2，3 時(shí)，主支架2，3與下殼體5之間多余的膠會(huì)溢出，由于此時(shí)該膠還沒有固化，所以可以用該 溢出的膠粘結(jié)主支架2，3與上殼體5之間的間隙。同時(shí)如果主支架2，3與下殼體有間隙的 話，也可以用溢出的膠進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)?？梢杂霉潭ㄔ谙職んw上的與主支架2，3配合的兩個(gè)相對 應(yīng)的定位塊4作為夾具，對主支架2，3進(jìn)行固定，其中兩個(gè)定位塊之間間距正好對于主支架 2，3之間的距離，定位塊可以防止主支架在殼體上滑動(dòng)或錯(cuò)位。圖2以截面圖顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的風(fēng)電葉片的主要結(jié)構(gòu)，其中1為主支架 連接塊、2和3為前后主支架、4為定位塊、5為上下殼體、6為桿狀部件。定位塊4可以分別 固定在兩個(gè)殼體5上，定位塊之間的距離正好讓主支架2，3可以嵌入。夾具也可以是分布 在主支架外側(cè)及內(nèi)側(cè)的桿狀器件6。
權(quán)利要求
一種風(fēng)電葉片制作工藝，具有制作葉片殼體(5)的模具，以及制作主支架(2，3)、葉片根部平臺(tái)的模具，用高強(qiáng)環(huán)氧膠將用上述模具制成的葉片上下殼體(5)、主支架(2，3)、葉片根部平臺(tái)、防雷電纜、防雷接受器按風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)要求粘結(jié)到一起，并用玻璃纖維和環(huán)氧樹脂補(bǔ)強(qiáng)，然后進(jìn)行根部打孔處理和表面處理，具體包括以下步驟增強(qiáng)材料裁剪、基體材料混合粘度及凝膠時(shí)間測算、夾芯材料切割、真空導(dǎo)入所需要材料的準(zhǔn)備，利用模具制作葉片上下殼體(5)，利用模具制作葉片根部平臺(tái)，利用模具制作主支架(2，3)，將主支架(2，3)組裝好后安裝在葉片一殼體(5)上，進(jìn)行合模，然后進(jìn)行后續(xù)處理程序，其特征在于所述合模是將組裝好的主支架(2，3)用膠粘接在葉片一殼體(5)上的同時(shí)用夾具固定主支架(2，3)，然后用葉片另一殼體(5)壓下來以固定主支架(2，3)，再用膠粘結(jié)另一殼體(5)與主支架(2，3)，待粘結(jié)膠固化后合模完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于用夾具固定主支架(2，3)， 使其垂直于殼體(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于按預(yù)先設(shè)定好的主支架(2， 3)與上下殼體(5)之間的間隙，用葉片另一殼體(5)壓下來以固定主支架(2，3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于用葉片另一殼體(5)壓下 來以固定主支架(2，3)時(shí)，主支架(2，3)與一殼體(5)之間多余的膠會(huì)溢出，用該溢出的膠 粘結(jié)主支架(2，3)與另一殼體(5)之間的間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于用固 定在一殼體上的與主支架配合的至少兩個(gè)相對應(yīng)的定位裝置(4)作為夾具，對主支架進(jìn)行 固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于將定位裝置(4)可以分別 固定在兩個(gè)殼體(5)上，定位裝置之間的距離正好讓主支架(2，3)可以嵌入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的風(fēng)電葉片制作工藝，其特征在于所述 夾具可以是分布在主支架外側(cè)及內(nèi)側(cè)的桿狀器件(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)電葉片制作工藝，其采用了一次合模技術(shù)，即當(dāng)主支架與一殼體粘結(jié)時(shí)，立刻將另一殼體與主支架進(jìn)行粘結(jié)，連續(xù)完成葉片合模，從而無需等待主支架與一殼體粘結(jié)膠固化完成后再進(jìn)行合模。采用本發(fā)明所述的風(fēng)電葉片制作工藝可提高葉片的質(zhì)量，工具和原輔材料使用都大大降低，尤其是節(jié)約了膠水的使用，降低了葉片的生產(chǎn)成本，同時(shí)減少了不必要的膠水固化等候時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101830074SQ20091002577
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者于大海, 李石剛, 陳德良 申請人:漢德風(fēng)電設(shè)備(阜寧)有限公司