CN105269717B - 风电叶片模具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电叶片模具，包括上模具和与上模具对称连接的下模具，所述上模具包括金属钢架，所述金属钢架上设有叶片模具本体，所述叶片模具本体的左端连接有弧形钢板，并且所述叶片模具本体的左端设有与弧形钢板相匹配的金属端面板，所述金属端面板与所述叶片模具本体之间设有与所述弧形钢板相匹配的半圆形金属法兰盘，所述金属法兰盘通过连接件和定位螺栓固定在所述金属端面板上，并且所述金属法兰盘上均匀设有若干螺栓孔。本发明的有益效果为：提供一种既可以叶根切割钻孔生产叶片的模具，又可以满足叶根预埋螺栓套生产叶片的模具，通过设置的预埋螺栓半圆形金属法兰盘，使得叶片模具的延长、收缩与叶片制品是一致的，有效的避免了将金属法兰盘固定在金属钢架上延长与收缩率不一致而导致的产品缺陷的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种风电叶片模具及其制造方法。
背景技术
现在的风力发电叶片基本上在50米，叶片与主机轮毂采用螺栓方式连接，一般是制作玻璃钢叶片产品时，将其根部返向延长200mm，待叶片成型固化脱模后，利用切割钻孔机沿着设计的叶根0点端面切割，同时在相应部位沿环向钻孔，达到与主机轮毂相连接的目的，随着风电技术的发展以及产品的多样化，不同型号的风机轮毂与风电叶片相匹配，主机厂为适应更恶劣的天气气候条件，将原来的叶根直径2米的叶片设计64个螺栓连接增加到92个，采用以前的叶片先整体成型，再在其根部连接轮毂的截面上钻孔的方式已不能满足其强度要求，过密的钻螺栓孔损坏了玻璃纤维的连续性，极大地降低了叶根连接端面的强度，已不能满足主机厂的需求，于是在制作叶片时，将与主机轮毂相连的螺栓套预先埋设到玻璃纤维布层中，然后采用真空导入工艺将环氧树脂与玻璃纤维及螺栓套复合成一整体。
而目前通用的方法是在利用叶片模具的金属钢架，将预先设计并加工好的金属法兰盘焊接固定在叶片0点端面处的钢架上，叶片模具制作时起点位置刚好是叶片的0点处，但实际过程中发现叶片模具如果以叶片0点位置作为起始点，在制作叶片模具时由于玻璃钢的固化收缩变形，导致其0点位置会出现往叶尖方向的偏移，这样在叶片模具脱落后需要在其根部进行再次修改以补回其收缩量，或者不处理但这样就导致日后生产的叶片长度比理论设计尺寸要短，从而影响其发电效率，另外预埋螺栓套的金属法兰盘直接焊接在叶片模具的金属钢架上制造叶片过程中变形较大，主要是制作叶片过程中环氧树脂会放热，导致模具膨胀，而模具的玻璃钢部分的膨胀与模具的金属钢架膨胀不一致，这样就造成与钢架相连的金属法兰盘变形，导致叶片根部预埋的螺栓套端面不平，螺孔间距不一等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电叶片模具及其制造方法。以克服目前现有技术存在的上述不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种风电叶片模具，包括上模具和与上模具对称连接的下模具，所述上模具包括金属钢架，所述金属钢架上设有叶片模具本体，所述叶片模具本体的左端连接有弧形钢板，并且所述叶片模具本体的左端设有与弧形钢板相匹配的金属端面板，所述金属端面板与所述叶片模具本体之间设有与所述弧形钢板相匹配的半圆形金属法兰盘，所述金属法兰盘通过连接件和定位螺栓固定在所述金属端面板上，并且所述金属法兰盘上均匀设有若干螺栓孔。
进一步的，所述弧形钢板上均匀设有若干三角加强筋板。
进一步的，所述连接件的中部设有竖轴，所述竖轴通过设置在竖轴左右两端的斜轴固定在连接件上。
进一步的，所述叶片模具本体由玻璃钢构成。
优选的，所述金属法兰盘上的螺栓孔数量为60-120，
一种风电叶片模具的制造方法，包括：
叶片模型的制作：对现有3D叶片模具进行预处理，在保留原有叶片模具3D图的基础上，对叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m，其余的叶片模具部分按照现有的加工方式进行制造；
叶片模具的成型：在制作叶片模具的加热层时，加热区域由原根部的截面位置反向延长120mm-200mm；
叶片模具的后调试：将成型后的上模具和下模具进行脱模切边工作，再对上模具和下模具合模进行正常的后调试，使其满足正常的叶片模具设计要求；
预埋螺栓金属法兰盘及其连接件的加工：按照预先设计的图纸，对预埋螺栓金属法兰盘加工成形，同时对与叶片模具本体相连的弧形钢板及三角加强筋板进行加工，对金属法兰盘与金属端面板的连接件预先加工；
安装弧形钢板：对叶片模具本体的叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m进行切掉玻璃钢产品毛边的处理，使其截面位置反向延长区域为0.35-0.5m，然后对0.35-0.5m区域的叶片模具进行打磨，使其尽量顺滑，将加工好的弧形钢板与叶片模具本体面贴实，按照预先设计的位置放置后用电钻安装弧形钢板，在叶片模具本体上预先设计的相应位置钻孔，安装直径10mm-16mm的平头螺栓，使得弧形钢板与叶片模具本体连接牢固；
安装金属端面板：将预先加工好的金属端面板与弧形钢板焊接牢固，先采用点焊的方式将金属端面板焊接，将加工好的三角加强筋板左右焊接加固，焊接过程中保证上下模的金属端面板在同一个平面上；
固定截面处的金属法兰盘：首先利用金属法兰盘上已经加工好的螺栓孔将金属法兰盘与金属型材连接件通过螺栓连接在一起，然后利用投线仪在叶片模具本体的截面位置处投影划线，确认叶片模具本体的截面准确，再将带有金属连接件的金属法兰盘摆放到已确定的截面位置处，使得金属型材连接件的另一端伸出金属端面板，通过连接件上的连接块连接在金属端面板的定位螺栓上，用相应的螺母拧紧压实；
调校金属法兰盘：将安装好金属法兰盘的上下模具进行合模，对截面位置的合模缝检查与调试、调校金属法兰盘，使得上下模具中的金属法兰盘在同一个平面，使其满足技术要求后进行定位固定。
进一步的，在安装金属端面板时，将加工好的三角加强筋板间隔180-250mm-焊接加固。
进一步的，在固定截面处的金属法兰盘时，将带有金属连接件的金属法兰盘摆放到已确定的截面位置处，其金属法兰盘的平面与叶片模具本体的轴线相互垂直。
本发明的有益效果为：通过设置的预埋螺栓半圆形金属法兰盘，使得叶片模具的延长、收缩与叶片制品是一致的，有效的避免了将金属法兰盘固定在金属钢架上延长与收缩率不一致而导致的产品缺陷的问题，并且本装置的结构简单，加工生产方法容易操作，有利于市场的推广与使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种风电叶片模具的结构示意图一；
图2是根据本发明实施例所述的一种风电叶片模具的结构示意图二；
图3是根据本发明实施例所述的一种风电叶片模具的J-J截面示意图；
图4是根据本发明实施例所述的一种风电叶片模具制造方法的工艺流程图。
图中：
1、叶片模具本体；2、金属钢架；3、金属法兰盘；4、连接件；5、弧形钢板；6、三角加强筋板；7、金属端面板；8、连接块；9、定位螺栓；10、上模具；11、下模具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种风电叶片模具及其制造方法。
如图1-3所示，根据本发明实施例的一种风电叶片模具，包括上模具10和与上模具10相对称连接的下模具11，所述上模具10包括金属钢架2，所述金属钢架2上设有叶片模具本体1，所述叶片模具本体1的左端连接有弧形钢板5，并且所述叶片模具本体1的左端设有与弧形钢板5相匹配的金属端面板7，所述金属端面板7与所述叶片模具本体1之间设有与所述弧形钢板5相匹配的半圆形金属法兰盘3，所述金属法兰盘3通过连接件4、连接件4上的连接块8以及定位螺栓9固定在所述金属端面板7上，并且所述金属法兰盘3上均匀设有若干螺栓孔。
所述弧形钢板5上均匀设有若干三角加强筋板6；所述连接件4的中部设有竖轴，所述竖轴通过设置在竖轴左右两端的斜轴固定在连接件4上；所述叶片模具本体1由玻璃钢构成；所述金属法兰盘3上的螺栓孔数量为92。
如图4所示，一种风电叶片模具的制造方法，包括：
叶片模型的制作：对现有3D叶片模具进行预处理，在保留原有叶片模具3D图的基础上，对叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m，其余的叶片模具部分按照现有的加工方式进行制造；
叶片模具的成型：在制作叶片模具的加热层时，加热区域由原根部的截面位置反向延长120mm-200mm，以减少加热时金属法兰盘3的热损失，有力地避免了模具预埋螺栓金属法兰盘3固定在截面端面固定在金属钢架2上的热损失缺陷；
叶片模具的后调试：将成型后的上模具10和下模具11进行脱模切边工作，再对上模具10和下模具11合模进行正常的后调试，使其满足正常的叶片模具设计要求；
预埋螺栓金属法兰盘3及其连接件的加工：按照预先设计的图纸，对预埋螺栓金属法兰盘3加工成形，同时对与叶片模具本体1相连的弧形钢板5及三角加强筋板6进行加工，对金属法兰盘3与金属端面板7的连接件4预先加工；
安装弧形钢板：对叶片模具本体1的叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m进行切掉玻璃钢产品毛边的处理，使其截面位置反向延长区域为0.35-0.5m，然后对0.35-0.5m区域的叶片模具本体1进行打磨，使其尽量顺滑，将加工好的弧形钢板5与叶片模具本体1的端面贴实，按照预先设计的位置放置后用电钻安装弧形钢板5，在叶片模具本体1上预先设计的相应位置钻孔，安装直径10mm-16mm的平头螺栓，使得弧形钢板5与叶片模具本体1连接牢固；在该截面位置放置预留螺栓套的厚约50mm的金属法兰盘3，再对叶片模具本体1延长的0.35-0.5m背部区域玻璃钢打磨使其尽量顺滑，将叶片模具本体1该区域段加工好的厚度在10-15mm宽度为180-220mm的钢板进行弧形弯曲成形，以半圆内分为3-5段以利于其与玻璃钢弧形贴合，并在该弧形钢板上以弧线间隔150-220mm钻直径11-17mm的螺栓孔，该螺栓孔在宽度方向上呈两排布置，采用10mm-16mm的平头螺栓将弧形钢板固定在叶片模具玻璃钢部分上，并在叶根的0.35-0.5m的端面上制作一块半圆形的10-12mm厚钢板，该钢板通过三角形钢板与弧形钢板5焊接为一体，该半圆形钢板上水平位置布置二个定位点，在垂直位置布置一个定位点，通过这三个定位点位置与前面在截面位置布置的厚约50mm的金属法兰盘3连为一体，以上三个定位连接可以拆卸，以保证每支叶片脱模时可以将预埋螺栓套的金属法兰盘3拆卸，最终制造出叶根预埋螺栓叶片模具；
安装金属端面板：将预先加工好的所述金属端面板7与弧形钢板5焊接牢固，先采用点焊的方式将金属端面板7焊接，将加工好的三角加强筋板6左右焊接加固，焊接过程中保证上下模的金属端面板7在同一个平面上；
固定截面处的金属法兰盘：首先利用金属法兰盘3上已经加工好的螺栓孔将金属法兰盘3与金属型材连接件通过螺栓连接在一起，然后利用投线仪在叶片模具本体1的截面位置处投影划线，确认叶片模具本体1的截面准确，再将带有金属连接件的金属法兰盘3摆放到已确定的截面位置处，使得金属型材连接件的另一端伸出金属端面板7，通过连接件4上的连接块8连接在金属端面板7的定位螺栓9上，用相应的螺母拧紧压实；所述金属法兰盘3通过中间连接机构作用于先前固定好的弧形钢板5上，这样在生产制造叶片的过程中，环氧树脂的固化放热收缩时，预埋螺栓套用的半圆形金属法兰盘3随着玻璃钢而膨胀延长，这种叶片模具本体1的延长与收缩与叶片制品是一致的，有效地避免了将金属法兰盘3固定在金属钢架上延长与收缩率不一致而导致的产品缺陷；
调校金属法兰盘：将安装好金属法兰盘3的上模具10和下模具11进行合模，对截面位置的合模缝检查与调试、对金属法兰盘3进行调试，使得上模具10和下模具11中的金属法兰盘3在同一个平面，使其满足技术要求后进行定位固定；
在安装金属端面板7时，将加工好的三角加强筋板6间隔180-250mm焊接加固；在固定截面处的金属法兰盘3时，将带有金属连接件的金属法兰盘3摆放到已确定的截面位置处，其金属法兰盘3的平面与叶片模具本体1的轴线相互垂直，即得到符合要求的风电叶片模具。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种风电叶片模具的制造方法，该风电叶片模具包括上模具(10)和与上模具(10)相对称连接的下模具(11)，其特征在于，所述上模具(10)包括金属钢架(2)，所述金属钢架(2)上设有叶片模具本体(1)，所述叶片模具本体(1)的左端连接有弧形钢板(5)，并且所述叶片模具本体(1)的左端设有与弧形钢板(5)相匹配的金属端面板(7)，所述金属端面板(7)与所述叶片模具本体(1)之间设有与所述弧形钢板(5)相匹配的半圆形金属法兰盘(3)，所述金属法兰盘(3)通过连接件(4)、连接件(4)上的连接块(8)以及定位螺栓(9)固定在所述金属端面板(7)上，并且所述金属法兰盘(3)上均匀设有若干螺栓孔；所述弧形钢板(5)上均匀设有若干三角加强筋板(6)；所述连接件(4)的中部设有竖轴，所述竖轴通过设置在竖轴左右两端的斜轴固定在连接件(4)上；所述叶片模具本体(1)由玻璃钢构成；所述金属法兰盘(3)上的螺栓孔数量为60-120，
所述风电叶片模具的制造方法，包括：
叶片模型的制作：对现有3D叶片模具进行预处理，在保留原有叶片模具3D图的基础上，对叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m，其余的叶片模具部分按照现有的加工方式进行制造；
叶片模具的成型：在制作叶片模具的加热层时，加热区域由原根部的截面位置反向延长120mm-200mm；
叶片模具的后调试：将成型后的上模具(10)和下模具(11)进行脱模切边工作，再对上模具(10)和下模具(11)合模进行正常的后调试，使其满足正常的叶片模具设计要求；
预埋螺栓金属法兰盘(3)及其连接件的加工：按照预先设计的图纸，对预埋螺栓金属法兰盘(3)加工成形，同时对与叶片模具本体(1)相连的弧形钢板(5)及三角加强筋板(6)进行加工，对金属法兰盘(3)与金属端面板(7)的连接件(4)预先加工；
安装弧形钢板：对叶片模具本体(1)的叶根的截面位置反向延长0.4-0.6m进行切掉玻璃钢产品毛边的处理，使其截面位置反向延长区域为0.35-0.5m，然后对0.35-0.5m区域的叶片模具本体(1)进行打磨，使其尽量顺滑，将加工好的弧形钢板(5)与叶片模具本体(1)的端面贴实，按照预先设计的位置放置后用电钻安装弧形钢板(5)，在叶片模具本体(1)上预先设计的相应位置钻孔，安装直径10mm-16mm的平头螺栓，使得弧形钢板(5)与叶片模具本体(1)连接牢固；
安装金属端面板：将预先加工好的金属端面板(7)与弧形钢板(5)焊接牢固，先采用点焊的方式将金属端面板(7)焊接，将加工好的三角加强筋板(6)左右焊接加固，焊接过程中保证上下模的金属端面板(7)在同一个平面上；
固定截面处的金属法兰盘：首先利用金属法兰盘(3)上已经加工好的螺栓孔将金属法兰盘(3)与金属型材连接件通过螺栓连接在一起，然后利用投线仪在叶片模具本体(1)的截面位置处投影划线，确认叶片模具本体(1)的截面准确，再将带有金属连接件的金属法兰盘(3)摆放到已确定的截面位置处，使得金属型材连接件的另一端伸出金属端面板(7)，通过连接件(4)上的连接块(8)连接在金属端面板(7)的定位螺栓(9)上，用相应的螺母拧紧压实；
调校金属法兰盘：将安装好金属法兰盘(3)的上模具(10)和下模具(10)进行合模，对截面位置的合模缝检查与调试、调校金属法兰盘(3)，使得上下模具中的金属法兰盘(3)在同一个平面，使其满足技术要求后进行定位固定。
2.根据权利要求1所述的风电叶片模具的制造方法，其特征在于，在安装金属端面板(7)时，将加工好的三角加强筋板(6)间隔180-250mm焊接加固。
3.根据权利要求1或2所述的风电叶片模具的制造方法，其特征在于，在固定截面处的金属法兰盘(3)时，将带有金属连接件的金属法兰盘(3)摆放到已确定的截面位置处，其金属法兰盘(3)的平面与叶片模具本体(1)的轴线相互垂直。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200109 Address after: 277100 South of Beixinxi Road, Tengzhou City, Zaozhuang City, Shandong Province (Tengzhou Machinery Industry Productivity Promotion Center) Patentee after: North Boyuan (Tengzhou) Composite Material Co., Ltd. Address before: 102101 Badaling Beijing Economic Development Zone, West Road, Kang Kang, No. 261, Yanqing Patentee before: Beijing FRP Research & Design Institute Composite Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |