CN103817952B - 一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，包括以下步骤：A.组装四面模具，在模具表面涂覆脱模剂；B.在模具内铺设螺套下铺层；C.在螺套下铺层上放置一对或多对预埋螺栓套，且每对预埋螺栓套同轴固定在模具内部的左、右两侧；D.在各预埋螺栓套的前后两侧插入玻纤棒，在预埋螺栓套与玻纤棒的夹角处塞入填充物，在预埋螺栓套之间及玻纤棒之间的空隙处铺设纤维织物，然后铺设螺套上铺层；E.在除预埋螺栓套内部的其他空隙内注入树脂，固化成型并脱模；F.每对预埋螺栓套之间进行切割，并斜向切割每对两个预埋螺栓套，得到末端为楔形的多个预埋螺栓套预制件。本发明可有效提高预埋螺栓套预制件生产效率，改善产品质量。

Description

一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法

技术领域

本发明涉及风机叶片技术领域，特别是涉及一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法。

背景技术

随着风力发电机叶片行业竞争日益激烈，如何降低设计成本和制造成本是每个企业面临的难题。其中，在保证产品质量前提下，如何提高根部预埋叶片的生产效率是一直以来的核心问题。

预埋技术是复合材料制品与金属件链接最重要的方式之一，传统根部预埋叶片的生产方式是在叶片模具上铺设通长纤维织物、下根端增强布，安装表面缠绕纱线，在螺栓套之间、下上布铺层之间填充有一定强度的纤维束或玻璃钢制品，然后铺设上增强织物以及上通长纤维织物。这种方法存在的缺点：增加占用模具时间、制造成本较高等。此外，在预埋螺栓套尾部常采用非同质材料聚氨酯或PVC楔形泡沫起填充作用，一般需要二次灌注成型，应力传递效果不佳。

为了避免传统根部预埋叶片的缺点，现市场上出现采用特定模具制作单个或多个预制件的方法。此方法在一定程度上提高了效率，但大批量生产费时费力，不易实现产业化。

由此可见，上述现有的风机叶片根部预埋螺栓套的形式及制作方法上显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，可提高预埋螺栓套预制件的生产效率，改善应力传递，提高产品质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：A.组装四面模具，在模具表面涂覆脱模剂；B.在模具内铺设螺套下铺层；C.在螺套下铺层上放置一对或多对预埋螺栓套，且每对预埋螺栓套同轴固定在模具内部的左、右两侧；D.在各预埋螺栓套的前后两侧插入玻纤棒，在预埋螺栓套与玻纤棒的夹角处塞入填充物，在左右预埋螺栓套之间及左右玻纤棒之间的空隙处铺设纤维织物，然后铺设螺套上铺层；E.在除预埋螺栓套内部的其他空隙内注入树脂，固化成型并脱模；F.每对预埋螺栓套之间进行切割，并斜向切割每对两个预埋螺栓套，得到末端为楔形的多个相同的预埋螺栓套预制件。

进一步地,所述模具由四个无弧度的平面通过紧固螺栓组装而成，并在四个平面之间设有加强板。

所述步骤B先将模具放在平整、可加热的平台上，再进行后续步骤。

所述模具的左、右端面上开设有定位孔，所述步骤C中预埋螺栓套分别通过与左、右端面上的定位孔对应固定在模具内部的左、右两侧。

所述模具沿定位孔内侧设有密封槽，所述步骤C先在密封槽上安装o形密封圈，再将预埋螺栓套前端紧贴密封圈固定在模具内。

所述步骤C中预埋螺栓套与定位孔对应后先将定位螺栓从定位孔拧入预埋螺栓套内，手持预埋螺栓套使其不能发生移动和转动，拧紧后，再用扳手夹住预埋螺栓套位于模具内的一端，用另一扳手将定位螺栓拧紧，过程中保持螺套不发生移动和转动，所述步骤E还包括在脱模后卸下定位螺栓。

所述步骤C中预埋螺栓套预先缠满纤维束后再放置在下铺层上。

所述步骤C中预埋螺栓套为一对，且位于每个预埋螺栓套前后两侧的玻纤棒等宽；所述步骤F为沿纤维织物的对角面斜向等分切割开左右两个预埋螺栓套，得到末端为楔形的两个相同的预埋螺栓套预制件。

所述步骤C中预埋螺栓套为等间距设置的多对，位于模具内前、后端部的玻纤棒宽度相同，且等于位于预埋螺栓套之间的玻纤棒宽度的一半；所述步骤F为等分切割分隔各对预埋螺栓套，并沿纤维织物的对角面斜向等分切割开每对左右两个预埋螺栓套，得到多个相同的末端为楔形的预埋螺栓套预制件。

所述步骤D在插入玻纤棒之前，先向预埋螺栓套和空置的螺栓下铺层上方铺设复合毡。

所述步骤D中铺设的纤维织物为定向轴向布。

所述步骤D中预埋螺栓套与玻纤棒下方夹角处的填充物为玻璃纤维，上方夹角处的填充物为无捻粗纱。

所述玻璃纤维、无捻粗纱以及玻纤棒与预埋螺栓套等长。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

（1）由于在制作过程中先制成两排同轴分布的成对预埋螺栓套，再通过切割形成小型预制件。制作过程采用长方形模具，形状规则，制作便捷，可一次去灌注生产大批量小型预制件，大大提高了生产效率。

（2）预埋螺栓套预制件的楔形末端为纤维织物，并且一起灌注成型，较传统工艺的非同质材料、二次灌注成型而言，大大改善了应力传递，提高了产品质量。

（3）生产过程可分成多个工序，根据工序时间长短和难易程度合理安排时间节拍，确保生产以最短时间完成产品制造。

（4）若在生产过程中出现局部漏气、干纱等缺陷，等灌注完成后可将其切除，未出现缺陷的剩余部分可以继续使用。避免了传统工艺因一个或几个螺栓套质量问题导致整支叶片报废的情况，降低因质量事故导致报废的风险，降低制造成本摊销。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明制作预埋螺栓套预制件的模具示意图。

图2是图1中c-c部的剖视图。

图3是本发明中预埋螺栓套中间制件沿螺栓套轴线的剖面示意图。

图4是相邻对预埋螺栓套之间切割位置示意图。

图5是每对两个预埋螺栓套之间斜向切割位置示意图。

图6是最终制作出的预埋螺栓套预制件的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，具体包括以下步骤：

首先根据需要设计特定的模具，请参阅图1、2所示，所述模具由一对端头挡板4和一对侧板5通过紧固螺栓7连接组成，四面为不带弧度的平面，在端头挡板4和侧板5之间增设加强板6以增强抗弯性能。

在模具的端头挡板4上向内开设定位孔8，并将定位孔8清理干净，通过定位孔8可对每对预埋螺栓套进行限位，从而确保其同轴精度。此外，还可在定位孔8内壁设置密封槽，将模具内外表面涂上适量脱模剂，便于后期脱模。在平整度较好的平台上，组装一个或者多个模具，由于模具形状规则，制作便捷，大大提高了生产效率。此平台应有加热功能，便于树脂后固化加热。也可以设在加热箱内完成后固化。

放置好模具后，在模具内腔中铺设螺套下铺层，保证平直。

然后在螺套下铺层上放置一对或多对预埋螺栓套，如图3所示，每对预埋螺栓套1同轴固定在模具内部的左、右两侧，即在模具内部的左、右两侧并排分布N颗预埋螺栓套1，使得模具内共有2N颗成对分布的预埋螺栓套1，N值可依据现场条件取值，适量增大N值，进行大批量生产省时省力，易实现产业化。

在模具内固定预埋螺栓套1时，首先将o型密封圈安装在模具端头挡板4的密封槽内，将预先缠满纤维束的预埋螺栓套1的端头紧贴着密封圈装入模具内并使其对齐定位孔8，先将定位螺栓从模具端头挡板4外侧拧入预埋螺栓套1内，手持预埋螺栓套1使其不能发生移动和转动。拧紧后，再用扳手夹住预埋螺栓套远离定位挡板4的一端，用另一扳手将定位螺栓拧紧，过程中保持螺套不能发生移动和转动。注意扳手要清洗干净。

依次安装完所有预埋螺栓套1后，向预埋螺栓套1和空置的螺栓下铺层上方铺设复合毡。之后将玻纤棒2表面清理干净，在预埋螺栓套1之间、以及预埋螺栓套1与模具侧板5之间填充相应尺寸的玻纤棒2，玻纤棒2的安装应确保其根端贴紧端头挡板4，并用橡皮锤敲入两个预埋螺栓套1中间。玻纤棒2的长度与预埋螺栓套1等长。复合毡呈S形包裹缠绕预埋螺栓套1与玻纤棒2，可起到填充空隙和提高界面性能的作用。

之后向预埋螺栓套1与其下铺设织物的夹角处塞2400TEX的玻璃纤维长丝数束，玻璃纤维长丝的长度应与预埋螺栓套1长度相同，或者用类似形状的玻璃钢制品。左右两排预埋螺栓套1以及左右玻纤棒2靠近中间的端面之间全部铺设纤维织物3，如特定幅宽的轴向布，铺设层数逐渐增加直至达到预埋螺栓套1的高度方可停止。继续用同等长度的无捻粗纱将预埋螺栓套1和玻纤棒2的间隙塞实填平。

在预埋螺栓套1、玻纤棒2以及纤维织物3的上方铺设螺套上铺层，包括数层增强纤维织物铺层。

采用下导流上抽气的方式进行真空灌注管路铺设，确保预埋螺栓套1内外密封性良好，防止树脂渗入，真空保压达到要求后方可进行真空灌注，进行加热预固化和后固化，完成后脱模。

请配合参阅图3所示，脱模后得到预埋了2N颗螺栓套的中间制件，预埋螺栓套1的前后左右形成了玻璃钢结构，再根据实际情况按照图4、5中所示的切割位置9、10对玻璃钢结构进行切割，即可得到图6的最终预埋螺栓套预制件产品。具体而言，当N=1时，即中间制件的预埋螺栓套1为一对时，设置位于每个预埋螺栓套1左右两侧的玻纤棒2等宽，则按照图5中所示切割位置10切割该对预埋螺栓套1之间纤维织物3的对角面，即可得到末端为楔形的两个相同的预制件。当N﹥1时，即安装多对预埋螺栓套1时，为简化后续切割步骤，预埋螺栓套1等间距设置，预埋螺栓套1与模具侧板5之间的玻纤棒2的宽度可设置为预埋螺栓套1之间的玻纤棒2的宽度的一半，此时可通过图4中所示切割位置9等分切割分隔各对预埋螺栓套1，再按照图5中所示切割位置10沿纤维织物3的对角面斜向等分切割开每对左右两个预埋螺栓套1，得到多个相同的末端为楔形的预埋螺栓套预制件。由于楔形末端采用纤维织物，并且一起灌注成型，较传统工艺采用非同质材料二次灌注成型而言，大大改善了应力传递，提高了产品质量。

为了降低生产成本，提高生产效率，将生产过程分成多个工序，根据工序时间长短和难易程度合理安排时间节拍，确保生产以最短时间完成产品制造。以常规1.5MW-40.3m叶片叶根尺寸为例，一个50m×3m的平板模具，大批量流水线作业后在8h时内可完成约1300根的预制件灌注和预固化，基本可满足24支叶片的生产需要，大大提高生产效率。

此外，若在生产过程中出现局部漏气、干纱等缺陷，等灌注完成后可将其切除，未出现缺陷的剩余部分可以继续使用。避免了传统工艺因一个或几个螺栓套质量问题导致整个叶片报废的情况，降低因质量事故导致报废的风险，降低制造成本摊销。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.组装四面模具，在模具表面涂覆脱模剂；

B.在模具内铺设螺套下铺层；

C.在螺套下铺层上放置多对预埋螺栓套，且每对预埋螺栓套同轴固定在模具内部的左、右两侧；

D.在各预埋螺栓套的前后两侧插入玻纤棒，在预埋螺栓套与玻纤棒的夹角处塞入填充物，在左右预埋螺栓套之间及左右玻纤棒之间的空隙处铺设纤维织物，然后铺设螺套上铺层；

E.在除预埋螺栓套内部的其他空隙内注入树脂，固化成型并脱模；

F.每对预埋螺栓套之间进行切割，并斜向切割每对两个预埋螺栓套，得到末端为楔形的多个相同的预埋螺栓套预制件；

所述步骤C中预埋螺栓套为等间距设置的多对，位于模具内前、后端部的玻纤棒宽度相同，且等于位于预埋螺栓套之间的玻纤棒宽度的一半；所述步骤F为等分切割分隔各对预埋螺栓套，并沿纤维织物的对角面斜向等分切割开每对左右两个预埋螺栓套，得到多个相同的末端为楔形的预埋螺栓套预制件。

2.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于,所述模具由四个无弧度的平面通过紧固螺栓组装而成，并在四个平面之间设有加强板。

3.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤B先将模具放在平整、可加热的平台上，再进行后续步骤。

4.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法,其特征在于，所述模具的左、右端面上开设有定位孔，所述步骤C中预埋螺栓套分别通过与左、右端面上的定位孔对应固定在模具内部的左、右两侧。

5.根据权利要求4所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述模具沿定位孔内侧设有密封槽，所述步骤C先在密封槽上安装o形密封圈，再将预埋螺栓套前端紧贴密封圈固定在模具内。

6.根据权利要求4所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤C中预埋螺栓套与定位孔对应后先将定位螺栓从定位孔拧入预埋螺栓套内，手持预埋螺栓套使其不能发生移动和转动，拧紧后，再用扳手夹住预埋螺栓套位于模具内的一端，用另一扳手将定位螺栓拧紧，过程中保持螺套不发生移动和转动，所述步骤E还包括在脱模后卸下定位螺栓。

7.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤C中预埋螺栓套预先缠满纤维束后再放置在下铺层上。

8.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤D在插入玻纤棒之前，先向预埋螺栓套和空置的螺栓下铺层上方铺设复合毡。

9.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤D中铺设的纤维织物为定向轴向布。

10.根据权利要求1所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述步骤D中预埋螺栓套与玻纤棒下方夹角处的填充物为玻璃纤维，上方夹角处的填充物为无捻粗纱。

11.根据权利要求10所述的风机叶片根部预埋螺栓套预制件的制作方法，其特征在于，所述玻璃纤维、无捻粗纱以及玻纤棒与预埋螺栓套等长。