CN103395213A - 兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺 - Google Patents

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潘祖金
陶雷
杭炎峰
杨雷
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Abstract

本发明涉及一种兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，其特征是，包括以下步骤：（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；（2）进行粘接角的铺层，依次为4层双轴向缝编毡和1层三轴向缝编毡；（3）将粘接角的铺层直接铺在阳模模具上；（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜并密封；抽真空至真空度为-0.06～-0.08atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入20～50kg风电叶片用环氧树脂；（5）灌注环氧树脂后在70～80℃处理3～5小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角。本发明采用阳模模具进行制作，无需将模具取出，过程更加简便，避免了粘接角起皱或下塌。

Description

兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺
技术领域
本发明涉及一种兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，尤其是一种模具上下合模时，叶片后缘最大弦长区域的粘接工艺。属于产品生产中间过程中后缘粘接工艺技术领域。
背景技术
新能源与可再生能源包括水能、太阳能、风能、地热能和海洋能等，它们在消耗之后还可以得到恢复和补充，不会污染环境。其中，人类对风能的利用已有上千年的历史。地球上可利用的风能为106MW，是可利用的水能的10倍以上。在可再生能源中，风能是一种非常可观的、有前途的能源。风力发电（简称风电）作为一种绿色电力，受到人们广泛的关注，它具有资源蕴藏量巨大、可再生、无污染、占地少、周期短等优点。在风力发电机组中，复合材料部件主要有叶片、机舱罩、导流罩等，其中用量最大的就是叶片。风机叶片具有尺寸大、外形复杂、精度要求高、对强度和刚度要求高、表面粗糙度要求高、要求质量分布均匀性好等特点，是整个风机的最核心部分，占整个风电机组成本的1/4到1/3。叶片是风力机获得较高风能利用系数和较大经济效益的基础。
由于制造大型叶片产品，需要先模铸出上模、下模部分，然后通过在合模缝上或者粘接角上涂结构胶，使上、下半片叶片产品粘接在一起。尤其叶片后缘部分的粘接角位于叶片最大弦长区域（叶片弦长是指叶片顶端和尾端的直线距离），受到载荷承重力大，并且叶片翼形变化复杂，是整个叶片设计过程中的簿弱环节。一般叶片极易在最大弦长尾缘发生开裂，导致叶片破坏，因此合理设计叶片后缘粘接角成为整个叶片工艺设计的关键。
现有技术中，制作后缘粘接角的方法如图1所示，先安装上后缘粘接角模具1a，然后手糊上粘接角铺层2a。该方案存在着如下缺陷：（1）容易在区域A形成树脂糊，每次脱模后需打磨才能清除此处树脂糊；（2）在后缘粘接角的内侧B，由于高度较小，在操作过程中手无法伸入，经常导致粘接角起皱或下塌，从而返工。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，根据叶片后缘的形状、铺层来制作后缘粘接角，解决叶片后缘粘接易开裂的问题。
按照本发明提供的技术方案，所述兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，其特征是，包括以下步骤：
（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；
（2）进行粘接角的铺层，依次为4层双轴向缝编毡和1层三轴向缝编毡； 
（3）将粘接角的铺层直接铺在阳模模具上，双轴向缝编毡一侧贴着阳模模具，并保证铺层的最内两层完全包覆住PVC泡沫； 
（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜并密封；抽真空至真空度为-0.06～-0.08atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入20～50kg风电叶片用环氧树脂；
（5）灌注环氧树脂后在70～80℃处理3～5小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角。
所述双轴向缝编毡的克重为800g/平方米，三轴向缝编毡的克重为870克/平方米。
本发明具有以下优点：（1）本发明简单、方便、可靠地解决了大型叶片模具后缘粘接的问题，员工在生产过程中操作简便，并且发生缺陷的概率大大降低，同时制作出来的产品质量有保证；（2）采用本发明所述方法，叶片在运转过程中出现后缘开裂的隐患大大降低；（3）本发明根据叶片后缘的形状、不同铺层特点来设计制作后缘粘接角，采用阳模模具进行制作，可以避免将模具取出的过程，使得过程更加简便；同时也避免了粘接角起皱或下塌，从而返工；（4）本发明在生产过程中，可以通过调节模具上面的铺层来微调合模缝的间隙。
附图说明
图1为现有技术中叶片后缘粘接角的制造过程示意图。
图2为本发明所述叶片后缘粘接角的制造过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
本发明所使用的双轴向缝编毡和三轴向缝编毡为市售的用于风力发电叶片、体育运动器材、船舰等的缝编毡，没有具体限制；在本发明实施例中所采用的为浙江联捷贸易有限公司销售的型号为BX800的双轴向缝编毡和型号为TLX870的三轴向缝编毡。
本发明所使用的环氧树脂为风力发电叶片用环氧树脂，均为市售产品，巴斯夫、陶氏均有相应的产品，如双酚-F基树脂；本发明对环氧树脂的使用没有具体限制。
实施例一：一种2MW兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，包括以下步骤：
（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；
（2）进行粘接角的铺层，依次为4层型号为BX800的双轴向缝编毡和1层型号为TLX870的三轴向缝编毡；所述双轴向缝编毡的克重为800g/平方米，三轴向缝编毡的克重为870克/平方米； 
（3）如图2所示，将粘接角的铺层1直接铺在阳模模具2上，双轴向缝编毡一侧贴着阳模模具，并保证铺层的最内两层完全包覆住PVC泡沫； 
（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜3并密封；抽真空至真空度为-0.06atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入20kg风电叶片用环氧树脂；
（5）灌注环氧树脂后在70℃处理5小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角；对后缘粘接角进行打磨，除去毛刺等，后缘粘接角即可进行后续的合模工序。
实施例二：一种2MW兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，包括以下步骤：
（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；
（2）进行粘接角的铺层，依次为4层型号为BX800的双轴向缝编毡和1层型号为TLX870的三轴向缝编毡；所述双轴向缝编毡的克重为800g/平方米，三轴向缝编毡的克重为870克/平方米； 
（3）将粘接角的铺层直接铺在阳模模具上，双轴向缝编毡一侧贴着阳模模具，并保证铺层的最内两层完全包覆住PVC泡沫； 
（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜并密封；抽真空至真空度为-0.08atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入50kg风电叶片用环氧树脂；
（5）灌注环氧树脂后在80℃处理3小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角；对后缘粘接角进行打磨，除去毛刺等，后缘粘接角即可进行后续的合模工序。
实施例三：一种2MW兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，包括以下步骤：
（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；
（2）进行粘接角的铺层，依次为4层型号为BX800的双轴向缝编毡和1层型号为TLX870的三轴向缝编毡；所述双轴向缝编毡的克重为800g/平方米，三轴向缝编毡的克重为870克/平方米； 
（3）将粘接角的铺层直接铺在阳模模具上，双轴向缝编毡一侧贴着阳模模具，并保证铺层的最内两层完全包覆住PVC泡沫； 
（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜并密封；抽真空至真空度为-0.07atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入30kg风电叶片用环氧树脂；
（5）灌注环氧树脂后在75℃处理4小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角；对后缘粘接角进行打磨，除去毛刺等，后缘粘接角即可进行后续的合模工序。

Claims (2)

1.一种兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，其特征是，包括以下步骤：
（1）采用PVC泡沫板制成粘接角阳模模具，该模具的外表面为粘接角内腔的成型面；
（2）进行粘接角的铺层，依次为4层双轴向缝编毡和1层三轴向缝编毡； 
（3）将粘接角的铺层直接铺在阳模模具上，双轴向缝编毡一侧贴着阳模模具，并保证铺层的最内两层完全包覆住PVC泡沫； 
（4）铺层铺设后，依次将脱膜布、导流网、真空导注管铺设在铺层表面，接着套上真空袋膜并密封；抽真空至真空度为-0.06～-0.08atm，并在抽真空的同时通过真空导注管注入20～50kg风电叶片用环氧树脂；
（5）灌注环氧树脂后在70～80℃处理3～5小时，除去真空袋膜，即得到后缘粘接角。
2.如权利要求1所述的兆瓦级叶片后缘粘接角的制造工艺，其特征是：所述双轴向缝编毡的克重为800g/平方米，三轴向缝编毡的克重为870克/平方米。
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