CN104454382A - 一种风电机组机舱罩底板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组机舱罩底板及其制造方法，风电机组机舱罩底板包括两层面材和夹设在两层面材之间的内部填充层，内部填充层和所述面材紧密粘合，内部填充层内埋设有金属安装块，金属安装块上设有安装孔，两层面材上均开设有与安装孔对应的通孔，本发明的风电机组机舱罩底板具有结构简单、成本低、强度高、安全性好以及空间利用率高等优点。本发明的风电机组机舱罩底板的制造方法包括两层面材的安装及预埋金属安装块、预留填充孔、夹层空腔抽真空和填充物注入、开设通孔等步骤，具有制作工艺简单、节约成本、使风电机组机舱罩的底板具有更好的结构性能等优点。

Description

一种风电机组机舱罩底板及其制造方法

技术领域

本发明涉及风电机组，尤其涉及一种风电机组机舱罩底板及其制造方法。

背景技术

风电机组机舱罩是风力发电机组最外层的防护装置，风力发电机组的发电机、齿轮箱和变流器等核心部件基本都安装在风电机机舱罩内，风电机机舱罩对于安装在风电机机舱罩内的设备起着安全防护作用。由于以往的风力发电机组机舱罩内部件多，高振动频率等功能部件不直接放置在机舱罩壳体上，而是放置在机舱机架上，故机舱罩多采用方钢结构或者玻璃钢材料组成筋网进行加强，便能满足强度要求。但实际中部分风电机组为保证机舱整体运输需求或布局需要，无法将所有的功能部件均放置于机舱机架上，因此只能将功能部件放置在发电机组机舱罩的底板上。如果将功能部件放置于使用钢结构加强的机舱罩的底板上，由于功能部件和钢结构机舱罩共振频率相同，存在共振风险；如果将功能部件直接放置于使用玻璃钢筋网加强的机舱罩的底板上，则会因为玻璃纤维厚度不足导致无法承受大幅度振动，并且玻璃钢材料会因为振动而出现破裂，存在巨大风险，此外，如果采取加厚机舱罩底板的方式，提高了成本、增加了机舱罩质量但强度提高不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、强度高、安全性好以及空间利用率高的风电机组机舱罩底板及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种风电机组机舱罩底板，包括两层面材和夹设在两层所述面材之间的内部填充层，所述内部填充层和所述面材紧密粘合，所述内部填充层内埋设有金属安装块，所述金属安装块上设有安装孔，两层所述面材上均开设有与所述安装孔对应的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述面材为玻璃钢。

所述内部填充层为聚氨酯硬质泡沫层。

位于上层的所述面材的厚度为2 mm -6mm，位于下层的所述面材的厚度为4 mm -12mm。

所述内部填充层的厚度为 10 mm -30mm。

一种风电机组机舱罩底板的制造方法，包括以下步骤：

采用固定件将两层面材固定，两层面材之间设有间隙D，两层面材之间设置带有安装孔的金属安装块；

通过密封件将两层面材之间间隙的四周密封形成夹层空腔，在面材上开设填充孔；

采用抽真空装置将夹层空腔内的空气抽出，并将填充物通过填充孔注入夹层空腔，成型得到与两层面材粘合的内部填充层；

在两层面材上均开设与金属安装块的安装孔对应的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进：

步骤中，所述填充物为聚氨酯硬质泡沫，将未固化的聚氨酯硬质泡沫注入所述夹层空腔，泡沫固化并与两层所述面材粘结后得到具有夹层结构的风电机组机舱罩底板。

步骤中，两层面材之间的间隙D需满足：10mm≤D≤30mm。

注入所述夹层空腔的聚氨酯硬质泡沫需满足：闭孔率≥90%，抗压强度≥0.25MPa。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的风电机组机舱罩底板，包括两层面材和夹设在两层面材之间的内部填充层，内部填充层和面材紧密粘合，内部填充层内埋设有金属安装块，金属安装块上设有安装孔，两层面材上均开设有与安装孔对应的通孔，通过两层面材与内部填充层形成夹层结构，内部填充层牢固的粘接在上下两层面材上，并充满了整个空腔，对面材提供了连续的支撑作用，传递了面材所承受的剪切力，使内部填充层和两层面材成为一个整体即风电机组机舱罩底板来承受全部载荷，强度高，安全可靠。同时，在内部填充层内埋设金属安装块，方便安装风电机组机罩内的功能部件，有效提高了风电机组机舱内部的空间利用率。

（2）本发明的风电机组机舱罩底板的制造方法，包括两层面材的安装及预埋金属安装块、预留填充孔、夹层空腔抽真空及填充物注入、开设通孔等步骤，具有制作工艺简单，节约成本，使风电机组机舱罩的底板具有更好的结构性能等优点。

附图说明

图1是本发明风电机组机舱罩底板结构示意图。 

图2是图1中A-A剖面图。

图中各标号表示：

1、面材；11、通孔；2、内部填充层；3、金属安装块；31、安装孔。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1和图2示出了本发明风电机组机舱罩底板的一种实施例，该风电机组机舱罩底板包括两层面材1和夹设在两层面材1之间的内部填充层2，内部填充层2和面材1紧密粘合，内部填充层2内埋设有金属安装块3，金属安装块3上设有安装孔31，两层面材1上均开设有与安装孔31对应的通孔11，通过两层面材1与内部填充层2形成复合夹层结构，内部填充层2牢固的粘接在上下两层面材1上，并充满了整个空腔，对面材1提供了连续的支撑作用，传递了面材1所承受的剪切力，使内部填充层2和两层面材1成为一个整体来承受全部载荷，强度高，安全可靠，同时，在内部填充层2内埋设金属安装块3，方便安装风电机组机罩内的功能部件，有效提高了风电机组机舱内部的空间利用率。

本实施例中，内部填充层2为聚氨酯硬质泡沫层，面材1为玻璃钢，通过一体成型，将聚氨酯硬质泡沫采用空腔注入的形式注入两层面材1之间成形后得到夹层结构，聚氨酯硬质泡沫层具有轻质、高比刚度、高比强度的优点，能分散金属裂纹所产生的应力集中，玻璃钢具有厚度薄、高刚度和高强度的优点，从而使夹层结构具有轻质、高比刚度和高比强度的优点，且玻璃钢与金属安装块3共振频率不在一个区间范围，机舱罩底板振动量小，在较强的冲击载荷下不易断裂，安全可靠。

内部填充层2的厚度为 10 mm -30mm，位于上层的面材1的厚度为2 mm -6mm，位于下层的面材的厚度为4 mm -12mm，本实施例中，内部填充层2的厚度为20mm，位于上层的面材1的厚度为4mm，位于下层的面材1的厚度为8mm，确保内部填充层2的厚度和面材1的厚度满足风电机组机舱罩底板的强度要求。

本发明风电机组机舱罩底板制造方法的实施例包括以下步骤：

（1）采用固定件将两层面材1固定，两层面材1之间设有间隙D，两层面材1之间设置带有安装孔31的金属安装块3；

（2）在面材1上开设填充孔，通过密封件将两层面材1之间间隙的四周密封形成夹层空腔；

（3）采用抽真空装置将夹层空腔内的空气抽出，并将填充物通过填充孔注入夹层空腔，成型得到与两层面材1粘合的内部填充层2；

（4）在两层面材1上均开设与金属安装块3的安装孔31对应的通孔11。

采用这种在风电机组机舱罩的底部整体铺层的方法，制作工艺简单，采用抽真空装置，对填充孔进行抽真空，使夹层空腔内部真空并产生负压，将填充物注入夹层空腔时，可得到均匀、无空隙或气泡的内部填充层2，不仅增加了具有内部填充层2的底板整体结构强度，使其具有更好的结构性能，而且通过预埋金属安装块3解决高频振动器件等功能部件的安装问题，更有利提高机舱内部的空间利用率。与现有技术相比，采用这种方法，不需要增加底板的厚度，从而节约了成本。

本实施例中，填充物为聚氨酯硬质泡沫，将未固化的聚氨酯硬质泡沫喷入夹层空腔，泡沫固化并与两层面材1粘结得到具有夹层结构的风电机组机舱罩底板。

本实施例中，注入夹层空腔的聚氨酯硬质泡沫需满足：闭孔率≥90%，抗压强度≥0.25MPa。通过在两层玻璃钢之间填充聚氨酯硬质泡沫弹性体，与玻璃钢内表面牢固粘结而形成玻璃钢-聚氨酯泡沫弹性体-玻璃钢的复合夹层结构，采用的聚氨酯硬质泡沫闭孔率达到90%以上后，在注塑固化后可进一步增加抗压强度，在此复合夹层结构中，聚氨酯硬质泡沫芯材牢固的粘接在上下两层玻璃钢板上，充满了整个空腔，对玻璃钢板提供了连续的支撑作用，传递了玻璃钢所承受的剪切力，使聚氨酯硬质泡沫芯材和玻璃钢板成为一个整体来承受全部载荷，因聚氨酯硬质泡沫弹性材料能实现玻璃钢板与芯材之间剪切力的传递和分散，即使在承受极度的上拱或下陷载荷时，采用复合夹层结构的底板作为一个整体弯曲，不会出现局部变形，即风电机组机舱罩的底板可作为一个整体来承载远大约自身重量和所装载物体重量的载荷。并且，采用复合夹层结构后，减振效果显著提高，由于聚氨酯硬质泡沫弹性体具有足够的弹性模量和韧性，在受到类似碰撞、冲击等非常态的载荷时能充分的吸收能量进行减振缓冲，传递玻璃钢板承受的横向力，在玻璃钢有裂纹后，聚氨酯硬质泡沫芯材能分散金属裂纹所产生的应力集中，防止疲劳裂纹的蔓延，使复合夹层结构在较强的冲击载荷下不断裂。此外，本实施例中的方法所使用的聚氨酯硬质泡沫性能还必须满足以下指标要求：泡沫密度≥60kg/m³，吸水率≤3%，导热系数≤0.024w/m.k，使具有夹层结构的风电机组机舱罩底板具有抗振动、隔热和防潮性好等较好的综合力学性能。

步骤（1）中，两层面材1之间的间隙D需满足：10mm≤D≤30mm，确保内部填充层2的聚氨酯硬质泡沫具有足够的厚度，以满足风电机组机舱罩的底部的强度要求，本实施例中，D=20 mm。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。 

Claims (9)

1.一种风电机组机舱罩底板，其特征在于：包括两层面材（1）和夹设在两层所述面材（1）之间的内部填充层（2），所述内部填充层（2）和所述面材（1）紧密粘合，所述内部填充层（2）内埋设有金属安装块（3），所述金属安装块（3）上设有安装孔（31），两层所述面材（1）上均开设有与所述安装孔（31）对应的通孔（11）。

2.根据权利要求1所述的风电机组机舱罩底板，其特征在于：所述面材（1）为玻璃钢。

3.根据权利要求1或2所述的风电机组机舱罩底板，其特征在于：所述内部填充层（2）为聚氨酯硬质泡沫层。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的风电机组机舱罩底板，其特征在于：位于上层的所述面材（1）的厚度为2 mm -6mm，位于下层的所述面材（1）的厚度为4 mm -12mm。

5.根据权利要求3所述的风电机组机舱罩底板，其特征在于：所述内部填充层（2）的厚度为 10 mm -30mm。

6.一种风电机组机舱罩底板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用固定件将两层面材（1）固定，两层面材（1）之间设有间隙D，两层面材（1）之间设置带有安装孔（31）的金属安装块（3）；

（2）通过密封件将两层面材（1）之间间隙的四周密封形成夹层空腔，在面材（1）上开设填充孔；

（3）采用抽真空装置将夹层空腔内的空气抽出，并将填充物通过填充孔注入夹层空腔，成型得到与两层面材（1）粘合的内部填充层（2）；

（4）在两层面材（1）上均开设与金属安装块（3）的安装孔（31）对应的通孔（11）。

7.根据权利要求6所述的风电机组机舱罩底板的制造方法，其特征在于：步骤（3）中，所述填充物为聚氨酯硬质泡沫，将未固化的聚氨酯硬质泡沫注入所述夹层空腔，泡沫固化并与两层所述面材（1）粘结后得到具有夹层结构的风电机组机舱罩底板。

8.根据权利要求6所述的风电机组机舱罩底板的制造方法，其特征在于：步骤（1）中，两层面材（1）之间的间隙D需满足：10mm≤D≤30mm。

9.根据权利要求7所述的风电机组机舱罩底板的制造方法，其特征在于：注入所述夹层空腔的聚氨酯硬质泡沫需满足：闭孔率≥90%，抗压强度≥0.25MPa。