CN102896780A

CN102896780A - 风力发电机组风轮叶片制造方法

Info

Publication number: CN102896780A
Application number: CN2012104008855A
Authority: CN
Inventors: 庄岳兴
Original assignee: Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明涉及一种风力发电机组风轮叶片制造方法。根据本发明的风力发电机组风轮叶片制造方法，用于由玻璃钢复合材料制成风轮叶片，在叶片模具上铺设玻璃纤维布的过程中，在铺设好一层玻璃纤维布后，在玻璃纤维布上布置至少一块或数块磁铁，在铺设下一层玻璃纤维布前，移除磁铁。在叶片模具上叶根部(园柱段)、最大弦长位置的内腔中，当玻璃纤维布擀平后放置磁铁，以固定而使玻璃纤维布不致移动或滑落，使每一层玻璃纤维布较好贴合叶片模具，消除叶片层铺过程中产生褶皱的问题，提高风力发电机组的风轮叶片的制造质量，降低由于褶皱而产生的断裂的风险，延长叶片的使用寿命、以提高机组的可利用率。

Description

风力发电机组风轮叶片制造方法

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组风轮叶片的制造方法，尤指一种可防止褶皱的风力发电机组风轮叶片制造方法。

背景技术

风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构。结构上分三个部分。(1)根部：材料一般为金属结构；(2)外壳：一般为玻璃钢；(3)龙骨(加强筋或加强框)：一般为玻璃纤维增强复合材料或碳纤维增强复合材料。叶尖类型多种多样，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。叶片制造工艺主要包括：阳模→翻阴模→铺层→加热固化→脱模→打磨表面→喷漆等。叶片设计难点包括：(1)叶型的空气动力学设计；(2)强度、疲劳、噪声设计；(3)复合材料铺层设计。叶片的工艺难点主要包括：(1)阳模加工；(2)阴模翻制；(3)树脂系统选用。

风机叶片材料风机叶片材料的强度和刚度是决定风力发电机组性能优劣的关键。风机叶片所用材料已由木质、帆布等发展为金属(铝合金)、玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料等。玻璃钢叶片材料因为重量轻、比强度高、可设计性强、价格比较便宜等因素，成为大中型风机叶片材料的首选。所谓玻璃钢(glass fiber reinforced plastic，简称GFRP)就是环氧树脂、不饱和树脂等塑料渗入长度不同的玻璃纤维或碳纤维而做成的增强塑料。增强塑料强度高、重量轻、耐老化，表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂，其他部分填充泡沫塑料。玻璃纤维的质量还可以通过表面改性、上浆和涂覆加以改进，其单位(kW)成本较低。然而，随着风机叶片朝着超大型化和轻量化的方向发展，玻璃钢复合材料开始达到其使用性能的极限，碳纤维维复合材料(CFRP)逐渐开始应用到超大型风机叶片中。

现在的叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型叶片蒙皮、主梁及其他部件，然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起，合模加压固化后制成整体叶片。具体成型工艺又大致可分为七种：①手糊；②真空灌注成型；③树脂传递模塑(RTM)；④树脂浸渍工艺(SCRMIP)；⑤纤维缠绕工艺(FW)；⑥木纤维环氧饱和工艺(WEST)；⑦模压。上述工艺中，①、④、⑤和⑥是开模成型工艺，而②、③和⑦是闭模模塑工艺。

本发明涉及的风力发电机组的风轮叶片是由玻璃钢复合材料制成，叶片由贴合叶片模具的玻璃纤维布铺设而成。由于现有很多风力发电机组的叶片在制造过程中，由于模具的形状、玻璃纤维布和操作人员的技术能力等原因，叶片叶根部(圆柱段)、最大弦长位置，常常出现褶皱，而对于叶片产品来讲，褶皱是最大的缺陷之一，这种缺陷将导致叶片断裂，并危及风力发电机组和电网的安全，也将对风力发电机组周围的人、畜等形成安全隐患。

发明内容

本发明目的在于：提供一种风力发电机组风轮叶片的制造方法，可在叶片生产制造过程中，防止叶片产生褶皱，减少或消除叶片的断裂的发生，提高叶片及机组的安全性，并提高机组的可利用率。

本发明目的是这样实现的：一种风力发电机组风轮叶片的防止出现褶皱的制造方法，主要涉及由玻璃钢复合材料制成风轮叶片，该叶片制造是依靠模具成型完成的，主要工艺包括层铺、注胶、固化及合模等工艺过程。在风轮叶片制造过程中，在叶片模具上进行玻璃纤维布层铺时，由于铺设的玻璃纤维布层数较多，叶片叶根部(圆柱段)和最大弦长位置的玻璃纤维布容易产生褶皱，每当一层玻璃纤维布铺设并擀平后，可通过放置一块磁铁，固定玻璃纤维布不致移动或滑落，使每一层玻璃纤维布较好贴合叶片模具，使玻璃纤维布相对固定在模具上。

其中，布置的磁铁的形状是不固定的，可以是园的或方形的，但贴合模具的一面必须是平面。

可选地，可以在模具的外表面，叶根部(圆柱段)、最大弦长位置处，前缘和后缘位置布置磁铁。

其中磁铁可以为常用的磁铁，所谓永磁；也可以是利用电力激励的磁铁，所谓励磁。

本发明的有益效果在于，在叶片生产中，铺设的玻璃纤维布时，通过采用磁铁的方法，使玻璃纤维不致移动，避免褶皱的产生，从而消除叶片出现褶皱的现象，避免出现这样致命的缺陷，保障了叶片以及风力发电机组和电网的安全。

具体实施方式

根据本发明的能防止风轮叶片层铺过程中产生褶皱的制造方法，主要包括由玻璃钢复合材料制成的风轮叶片制造过程中，在叶片模具上叶根部(园柱段)、最大弦长位置的内腔中，当玻璃纤维布擀平后放置磁铁，以固定而使玻璃纤维布不致移动或滑落。在风轮叶片制造过程中，在叶片模具上进行玻璃纤维布层铺时，由于铺设的玻璃纤维布层数较多，叶片叶根部(园柱段)和最大弦长位置的玻璃纤维布容易产生褶皱，每层玻璃纤维布铺设并擀平后，可通过放置磁铁，固定玻璃纤维布不致移动或滑落，使每一层玻璃纤维布较好贴合叶片模具，消除叶片层铺过程中产生褶皱的问题，提高风力发电机组的风轮叶片的制造质量，降低由于褶皱而产生的断裂的风险，延长叶片的使用寿命、以提高机组的可利用率。

根据本发明的风力发电机组风轮叶片制造方法，主要包括由玻璃钢复合材料制成风轮叶片。在风轮叶片制造过程中，铺设玻璃纤维时内腔中布置有至少一块或数块磁铁。该方法主要涉及玻璃钢模具外表面、内腔、与轮毂连接的叶根部(园柱段)、最大弦长位置。

可选地，该至少一块或数块磁铁布置在模具叶根部(园柱段)、最大弦长位置的内腔和外表面。可选地，该叶片模具外表面布置磁铁是固定的。

可选地，该至少一块或数块磁铁布置前缘和后缘位置。可选地，该叶片模具外表面布置磁铁是固定的。可选地，布置的磁铁形状是不固定的，但贴合模具的面是平面。

可选地，该叶片模具外表面布置磁铁。可选地，该至少一块或数块磁铁布置该叶片模具外表面前缘和后缘位置。可选地，模具内腔布置至少一块或数块磁铁是可以移动的。可选地，布置的磁铁形状是不固定的，但贴合模具的面是平面。

Claims

1.一种风力发电机组风轮叶片制造方法，用于由玻璃钢复合材料制成风轮叶片，其特征在于：在叶片模具上铺设玻璃纤维布的过程中，在铺设好一层玻璃纤维布后，在所述玻璃纤维布上布置至少一块或数块磁铁，在铺设下一层玻璃纤维布前，移除所述磁铁。

2.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：在玻璃钢模具内腔，与轮毂连接的叶根部和/或最大弦长位置布置所述磁铁。

3.如权利要求2所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：该至少一块或数块磁铁布置在模具叶根部和/或最大弦长位置的内腔和外表面。

4.如权利要求2所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：该至少一块或数块磁铁布置在前缘和后缘位置。

5.如权利要求2所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：在该叶片模具外表面布置所述磁铁。

6.如权利要求5所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：在该叶片模具外表面前缘和后缘位置布置所述磁铁。

7.如权利要求6所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：模具内腔布置的至少一块或数块磁铁是可以移动的。

8.如权利要求3或5所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：该叶片模具外表面布置的磁铁是固定的。

9.如权利要求4或7所述的风力发电机组风轮叶片制造方法，其特征在于：布置的磁铁形状是不固定的，但贴合模具的面是平面。