CN105415705B - 风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具。该风机叶片根部预制件成型方法包括如下步骤：S01：在根部预制件模具的成型面上铺设玻璃纤维布层，根部预制件模具的成型面为朝上的凸面；S02：在铺设完成的玻璃纤维布层上浸入树脂，并形成根部预制件。该风机叶片根部预制件成型方法采用的根部预制件模具的成型面为朝上的凸面，避免了玻璃纤维布层褶皱，具有更好的成型效果。

Description

风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具

技术领域

本发明涉及风力发电机叶片加工领域，尤其涉及风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具。

背景技术

风机叶片的根部区域承担着整个叶片传递过来的载荷，为保证可靠性和耐用性，叶片的根部设计时需要使用的玻璃纤维布层数很多。为了提高壳体模具的使用效率，防止叶片的根部铺层褶皱，以降低由其导致的维修和报废，降低灌注漏气导致的报废，在叶片生产过程中，通常将叶片根部的大部分玻璃纤维布使用单独的模具成型出根部预制件，然后将根部预制件放入壳体模具内，再同其他部件一起成型。根部预制件技术既可以用于生产根部打孔型叶片也可以用于生产根部预埋螺栓型叶片。

在现有风机叶片生产过程中，根部预制技术已经普遍应用。但是，现有的根部预制技术存在以下问题：

在生产过程中，根部预制件采用阴模制造。如图1所示为生产根部预制件模具1’，生产时，将玻璃纤维布层根据需要铺设在根部预制件模具1’的生产表面上形成铺设层2’。由于根部预制件模具1’为阴模，而玻璃纤维布层一般较为柔软，其铺设后容易在自重作用下下滑，导致玻璃纤维布层靠中间区域产生褶皱，靠两侧区域由于下滑导致玻璃纤维布层高度不够。在叶片生产过程中褶皱属于重大缺陷，而其维修费时费力。为了防止褶皱，需要工人有非常丰富的经验，这对工人个体技能的依赖性增加，不利于标准化生产。在生产过程中，为了防止褶皱，需要使用喷胶固定玻璃纤维布层，而喷胶会对生产出的部件的结构性能产生不利影响。

另一方面，工人在将玻璃纤维布层铺设到阴模的凹槽内时要站在模具两侧的走道上操作，这往往需要工人弯腰操作，使得工人劳动强度增大、舒适性低，也影响工作效率。

发明内容

本发明的实施例提供一种风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具，以解决风机叶片根部预制件生产质量不好的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种风机叶片根部预制件成型方法，包括如下步骤：S01：在根部预制件模具的成型面上铺设玻璃纤维布层，根部预制件模具的成型面为朝上的凸面；S02：在铺设完成的玻璃纤维布层上浸树脂，并形成根部预制件。

进一步地，在步骤S01之前还包括步骤S00：制作过渡模具，并使用过渡模具翻制根部预制件模具，过渡模具具有开口朝上的翻制凹面，翻制凹面用于制作成型面。

进一步地，在步骤S00中包括如下步骤：S001：根据需生产的根部预制件的结构生产过渡模具，过渡模具的翻制凹面与根部预制件的内壁面一致；S002：在翻制凹面上铺设覆层并将凸模骨架与覆层固定连接形成根部预制件模具。

进一步地，在步骤S001中生产的过渡模具的顶面具有用于成型根部预制件模具的灌注密封用侧边的法兰边，法兰边位于翻制凹面的两侧。

进一步地，在步骤S001中，采用数控CNC加工工艺生产过渡模具。

进一步地，在步骤S01中，还包括在根部预制件模具的成型面上铺设免打磨布，再在免打磨布上铺设玻璃纤维布层。

进一步地，在步骤S02之后还包括步骤：S03：确定生产的根部预制件在叶片根部的位置，若根部预制件位于叶片根部的外侧，则撕除根部预制件的内侧的免打磨布，若根部预制件位于叶片根部的内侧，则撕除根部预制件的内侧的免打磨布，若根部预制件位于叶片根部的中间，则撕除根部预制件两侧的免打磨布。

进一步地，在步骤S02中，采用真空灌注工艺在玻璃纤维布层上浸树脂。

根据本发明的另一方面，提供一种根部预制件模具，根部预制件模具具有成型面，成型面为朝上的凸面。

进一步地，根部预制件模具的成型面的两侧具有灌注密封用侧边，侧边为朝上的平面。

本发明的实施例的风机叶片根部预制件成型方法采用成型面为朝上的凸面的根部预制件模具生产根部预制件，防止了铺层产生褶皱，保证了根部预制件的质量。

附图说明

图1为现有技术中的风机叶片的根部预制件的模具的结构示意图；

图2为现有技术中在根部预制件模具内成型根部预制件的结构示意图；

图3为本发明的实施例的根部预制件模具的结构示意图；

图4为本发明的实施例的生产根部预制件模具的过渡模具的结构示意图；

图5本发明的实施例的在根部预制件模具上成型根部预制件的结构示意图；

图6为本发明的实施例的根部预制件在叶片根部的一种位置情况；

图7为本发明的实施例的根部预制件在叶片根部的另一种位置情况；

图8为本发明的实施例的根部预制件在叶片根部的又一种位置情况。

附图标记说明：

1’、现有根部预制件模具；2’、铺设层；10、根部预制件模具；11、成型面；12、凸模骨架；20、根部预制件；30、过渡模具；31、翻制凹面；32、法兰边；40、叶片根部其它铺层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具进行详细描述。

本发明的风机叶片根部预制件成型方法用于成型风力发电机的叶片的根部预制件。当然，在该成型工艺的技术思想的启示下，也可以将其转用至成型其它结构。

本发明的实施例的风机叶片根部预制件成型方法是使用成型面11为向上的凸面的根部预制件模具10生产根部预制件。

其解决技术问题的技术原理是，采用成型面11为朝上的凸面的根部预制件模具10成型根部预制件，因为成型面11为凸面，故而可以有效防止铺设在成型面11上的玻璃纤维布层受重力下滑，进而能够避免铺设在其上的玻璃纤维布层产生褶皱，由于玻璃纤维布层不会下滑，所以在成型时可以省略喷胶固定步骤，进而可以避免喷胶对根部预制件20的结构强度的影响，由此保证采用该根部预制件模具10成型出的根部预制件20的质量良好。

在生产根部预制件20之前需要先生产出相应的根部预制件模具10，根部预制件模具10需要通过过渡模具30翻制而成。

例如：图3示出了一种根部预制件模具，该根部预制件模具10包括凸模骨架12、成型面11和侧边等。凸模骨架12主要起支撑作用，其主要由支撑钢架构成。成型面11用于成型根部预制件20。侧边用于在灌注时承载密封胶等。根部预制件模具10还包括加热系统、真空系统和模具走道等，这些结构在图3中未示出。

图4示出了一种用于生产图3中的根部预制件模具10的过渡模具30。用于生产根部预制件模具10的过渡模具30具有开口朝上的翻制凹面31和法兰边32。翻制凹面31用于制作根部预制件模具10的成型面11。法兰边32位于过渡模具30的顶面，且位于翻制凹面31的两侧，用于成型根部预制件模具10的侧边。

通过该过渡模具30翻制根部预制件模具10的过程是：

S001：根据需生产的根部预制件20的结构生产过渡模具30。

S002：在翻制凹面31上铺设覆层并将凸模骨架12与覆层固定连接形成根部预制件模具10。

具体地，在三维软件中建立需生产的根部预制件20的模型。根部预制件20分为SS面(吸力面)根部预制件和PS面(压力面)根部预制件两种。这两种根部预制件分别对应不同的根部预制件模具，也需要不同的过渡模具。

建立好需要生产的根部预制件20的模型后，利用该模型确定过渡模具30的模型。确定的依据是：过渡模具30的翻制凹面31的型面与要生产的根部预制件20的内壁面一致。过渡模具30的法兰边32可以根据常规设计手段确定。

确定过渡模具30的模型后，采用5轴数控CNC机床加工出过渡模具30。为了降低加工成本、减小加工难度，过渡模具30使用代木材料。当然，在其它实施例中，加工过渡模具30的工具和过渡模具30的材料均可以根据需要选择，并不限于本实施例中列举的工具和材料。

加工出过渡模具30之后，通过现有翻制方法翻制根部预制件模具10。如：在翻制凹面31和法兰边32上铺设玻璃纤维布层并真空灌注树脂以形成覆层，将凸模骨架12与覆层固定连接，并在根部预制件模具10上设置加热系统等。

加工出根部预制件模具10后即可以利用其生产根部预制件20。具体步骤如下：

S01：在根部预制件模具10的成型面11上铺设玻璃纤维布层。需要说明的是，为了便于脱模，先在根部预制件模具10的成型面11上铺设一层免打磨布(脱模布)。然后，在免打磨布上铺设需要层数的玻璃纤维布层。这里的需要层数根据设计需要确定。由于这里将玻璃纤维布层铺设在成型面11为凸面的根部预制件模具10上，因而可以很好地避免布层因为自重原因而下滑，防止了褶皱的产生。

S02：在铺设完成的玻璃纤维布层上浸入树脂，并形成根部预制件20。在本实施例中，树脂采用真空灌注的方式浸入玻璃纤维布层中。当然，在其它实施例中，可以选用其它方式使树脂浸入玻璃纤维布层中。如图5所示，在玻璃纤维布层上浸入树脂后可以根据常规手段完成根部预制件20的生产。生产出的根部预制件20的外表面为等径的圆柱面或半圆柱面，根部预制件20的厚度沿叶根部向叶尖部的方向逐渐减小。为了适应这一点，沿根部预制件20的长度方向，根部预制件模具10的成型面11的半圆轮廓沿叶根部向叶尖部的方向逐渐增大(形成叶尖部较大的楔形)，或者是由多个逐渐变化的小台阶形状构成。

生产完根部预制件20后，可以按照正常的生产流程，将根部预制件20放入叶片壳体模具内，开始生产叶片。具体地，在生产叶片时，将生产出的根部预制件20放置到叶片壳体模具的预定位置处，并根据不同的放置位置撕除相应的免打磨布，然后依照常规流程进行叶片生产。根部预制件20位于叶片根部位置可分三种：第一种如图6所示，根部预制件20位于根部圆壁厚外侧(即根部预制件20位于壳体其它铺层40的外侧)，位于此位置时，撕除根部预制件20的内表面的免打磨布；第二种如图7所示，根部预制件20位于根部圆壁厚内侧(即根部预制件20位于壳体其它铺层40的内侧)，位于此位置时，撕除根部预制件20的外表面的免打磨布；第三种如图8所示，根部预制件20位于根部圆壁厚的中间区域(即根部预制件20位于壳体其它铺层40的中间)，位于此位置时，撕除根部预制件20的内表面和外表面的免打磨布。

叶片生产完成后，在喷漆准备工序将叶片根部的免打磨布撕除(制造出粗糙表面，便于后续油漆粘接)。

本发明的风机叶片根部预制件成型方法及根部预制件模具具有如下效果：

由于采用成型面为朝上的凸面的根部预制件模具来生产根部预制件，使得玻璃纤维布层在自重的作用下自然贴服在成型面上，不容易产生褶皱、两端布层下滑的质量问题，降低了对工人工作技能的要求，有利于保证生产安排不因严重质量问题而打乱，不使用喷胶进行固定，降低了成本，减轻了工人的劳动强度，提高了生产铺层效率；

按正常流程生产叶片时，通常仅撕除根部预制件内侧的免打磨布，根部预制件外侧的免打磨布在喷漆准备工序才撕除，因而可以不用打磨根部预制件的外侧，降低工人的劳动强度和粉尘产生量，更加环保。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：在根部预制件模具(10)的成型面(11)上铺设玻璃纤维布层，所述根部预制件模具(10)的成型面(11)为朝上的凸面；沿所述根部预制件(20)的长度方向，所述根部预制件模具(10)的成型面(11)的半圆轮廓沿叶根部向叶尖部的方向逐渐增大；

S02：在铺设完成的所述玻璃纤维布层上浸入树脂，并形成根部预制件(20)。

2.根据权利要求1所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在步骤S01之前还包括步骤S00：制作过渡模具(30)，并使用所述过渡模具(30)翻制所述根部预制件模具(10)，所述过渡模具(30)具有开口朝上的翻制凹面(31)，所述翻制凹面(31)用于制作所述成型面(11)。

3.根据权利要求2所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在所述步骤S00中包括如下步骤：

S001：根据需生产的所述根部预制件(20)的结构生产所述过渡模具(30)，所述过渡模具(30)的翻制凹面(31)与所述根部预制件(20)的内壁面一致；

S002：在所述翻制凹面(31)上铺设覆层并将凸模骨架(12)与所述覆层固定连接形成所述根部预制件模具(10)。

4.根据权利要求3所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在所述步骤S001中生产的所述过渡模具(30)的顶面具有用于成型所述根部预制件模具(10)的灌注密封用侧边的法兰边(32)，所述法兰边(32)位于翻制凹面(31)的两侧。

5.根据权利要求3所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在步骤S001中，采用数控CNC加工工艺生产所述过渡模具(30)。

6.根据权利要求1所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在步骤S01中，还包括在所述根部预制件模具(10)的成型面(11)上铺设免打磨布，再在所述免打磨布上铺设所述玻璃纤维布层。

7.根据权利要求1所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在步骤S02之后还包括步骤：

S03：确定生产的所述根部预制件(20)在叶片根部的位置，若所述根部预制件(20)位于叶片根部的外侧，则撕除所述根部预制件(20)的内侧的免打磨布，若所述根部预制件(20)位于叶片根部的内侧，则撕除所述根部预制件(20)的外侧的免打磨布，若所述根部预制件(20)位于叶片根部的中间，则撕除所述根部预制件(20)两侧的免打磨布。

8.根据权利要求1所述的风机叶片根部预制件成型方法，其特征在于，在步骤S02中，采用真空灌注工艺在所述玻璃纤维布层上浸树脂。