CN105437567B - 叶片根端成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叶片根端成型装置及方法。该装置包括：凸面模具，凸面模具的成型面为凸面，凸面模具上设置有至少一个通孔；叶根主模具，叶根主模具的成型面为凹面，凸面模具可拆卸地设置在叶根主模具上，使用时，凸面模具固定设置在叶根主模具上，凸面模具的成型面与叶根主模具的成型面之间构成能够放置根端加强层的成型腔。该装置可有效防止在叶片根端灌注过程中，叶片根端加强层的下滑和褶皱的产生。

Description

叶片根端成型装置及方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组叶片加工制造技术领域，尤其涉及叶片根端成型装置及方法。

背景技术

随着风电行业的蓬勃发展，风力发电机组正向着大容量机组转变，与此同时风力发电机组的叶片正变得越来越大。在叶片大型化的过程中，叶片模具也变得越来越大，模具根端直径也越来越大，导致工人在铺设玻纤层的过程中困难重重。

叶片的大型化使得自身重量不断增加，为保证根端具有足够的结构性能，叶片根端加强层越来越厚，目前大叶片根端加强层普遍达到100层以上。叶片厂大多采用在叶片根端主模具上进行人工铺设的操作方法。如图1所示，传统操作方法是用夹具3’来固定叶片根端加强层2’，使其可以在模具1’上定位。在此过程中，夹具3’只能固定处于模具1’的前后缘的叶片根端加强层2’，由于根端前后缘基本处于垂直状态，而模具1’内表面又十分光滑，导致玻纤布(即叶片根端加强层2’)在铺设过程中经常出现下滑的状况。同时由于叶片根端加强层2’较厚，根端模具较深，工人只能将手能够触及的玻纤布擀平压实，而模具1’底部和斜坡上的玻纤布常出现松软甚至悬空的状态，抽真空后极易出现褶皱缺陷。这不仅降低了加工出的叶片根端的结构性能，也为后期缺陷维修增加了工作量。另一种固定叶片根端加强层2’的方法是使用喷胶器4’对其喷胶，使用喷胶将叶片根端加强层2’固定，减少褶皱的产生，但是喷胶过多则可能会影响叶片根端加强层2’的灌注和固化效果。无论采用夹具固定方式还是使用喷胶固定方式都不能在防止模具底部加强层褶皱和下滑产生的同时又不影响叶片根端加强层的灌注固化效果。

发明内容

本发明的实施例提供一种叶片根端成型装置及方法，以解决叶片根端加强层的下滑和褶皱产生的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种叶片根端成型装置，包括：凸面模具，凸面模具的成型面为凸面，凸面模具上设置有至少一个通孔；叶根主模具，叶根主模具的成型面为凹面，凸面模具可拆卸地设置在叶根主模具上，使用时，凸面模具固定设置在叶根主模具上，凸面模具的成型面与叶根主模具的成型面之间构成能够放置根端加强层的成型腔。

进一步地，凸面模具包括模具主体，模具主体的外壁面为凸面模具的成型面，模具主体的内壁面与支撑骨架配合，支撑骨架可拆卸地连接在模具主体上。

进一步地，支撑骨架上设置有翻转用凸起。

进一步地，凸面模具上设置有固定侧板，固定侧板上设置有固定通孔，凸面模具通过紧固件和固定通孔与叶根主模具固定连接。

进一步地，凸面模具上还设置有用于将凸面模具上铺设的材料夹紧在凸面模具上的夹持部。

进一步地，凸面模具上的通孔的数量为多个，所述通孔设置于凸面模具上。

根据本发明的另一方面，提供一种叶片根端成型方法，包括如下步骤：

在凸面模具的成型面上铺设辅助材料层，在辅助材料层上铺设根端加强层，并使辅助材料层与根端加强层固定在凸面模具上；

翻转凸面模具，使其与叶根主模具配合，并将凸面模具固定在叶根主模具上；

对凸面模具进行真空灌注成型处理。

进一步地，在凸面模具的成型面上铺设辅助材料层，在辅助材料层上铺设根端加强层的具体步骤为：

在凸面模具上铺设第一导流网，在第一导流网上铺设带孔薄膜，在带孔薄膜上按照逆序铺设根端加强层。

进一步地，对凸面模具进行真空灌注成型处理的具体操作包括：

在凸面模具的内壁面铺设第二导流网及注胶管，然后用真空薄膜包覆及密封，用真空泵抽吸真空薄膜至负压状态，将树脂注入注胶管，注射完毕后，加热固化树脂成型。

进一步地，对凸面模具进行真空灌注成型处理之后还包括以下步骤：

将凸面模具进行脱模处理。

本发明实施例提供的叶片根端铺设成型装置，在对叶片根端进行灌注的整个过程中，凸面模具一直固定在叶根主模具上，从而使得叶片根端加强层始终被凸面模具紧紧地压在叶根主模具的表面，未曾移动，实现在整个叶片铺设及灌注固化成型阶段，叶片根端加强始终紧贴在叶根主模具的表面，有效防止了叶片根端加强层的下滑和褶皱的产生。且在对叶片根端进行灌注时，凸面模具无需取下来，工人可以等到固化成型后才脱除凸面模具，这样一来，操作方便，模具还能被重复使用，大大提高了叶片的制造加工及生产效率。

附图说明

图1为现有技术中的叶片根端加强层的加工方法示意图；

图2为本发明的实施例的铺设有铺设材料的凸面模具的结构示意图；

图3为图2中A处局部放大图；

图4为本发明的实施例的凸面模具固定于叶根主模具的结构示意图；

图5为本发明的实施例的叶片根端灌注固化示意图。

附图标记说明：

1、凸面模具；2、第一导流网；3、带孔薄膜；4、根端加强层；5、通孔；6、固定通孔；61、紧固件；7、夹持部；8、翻转用凸起；9、支撑骨架；10、叶根主模具；11、第二导流网；12、注胶管；13、固定侧板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的叶片根端成型装置及方法进行详细描述。

如图2、图3及图4所示，在本实施例中，叶片根端成型装置包括凸面模具1和叶根主模具10，凸面模具1与叶根主模具10配合用于成型出叶片根端。其中，凸面模具1的成型面为凸面，用于铺设成型用的辅助材料，由于其是凸面因而可以防止辅助材料由于重力等影响造成的褶皱。通常该凸面成型面的形状是类似于叶片根端阳模的半圆形。叶根主模具10的成型面为凹面，以容纳和配合凸面模具1，凸面模具1可拆卸地设置在叶根主模具10上。生产时，凸面模具1放置在叶根主模具10内并固定，凸面模具1的成型面与叶根主模具10的成型面之间构成能够放置根端加强层4的成型腔。为了保证能够使灌注液体通过，凸面模具1上设置有至少一个通孔5，便于在对叶片进行灌注时，灌注液体能够利用凸面模具1上的通孔5渗透到凸面模具1下面的铺设层内。

当需要对叶片根端进行灌注成型工艺时，在成型腔内铺设根端加强层4，并将凸面模具1固定设置在叶根主模具10上，同时与叶片一体化灌注，这样一来，整个叶片根端的灌注直至固化的过程中，凸面模具1都是固定设置在叶根主模具10上的，使得整个过程中，整个凸面模具1都是紧紧地将根端加强层4压在叶根主模具10的成型表面，可有效防止其下滑以及褶皱的产生，同时能够保证成型出的叶片根端的内表面和外表面都与设计一致，进而使得成型质量有很好地保证。

优选地，为了提高灌注速度，保证灌注质量，凸面模具1上的通孔5的数量为多个，其可以是均匀地，也可以是非均匀地排列设置于凸面模具1上。在叶片根端生产时，凸面模具1无需取下来，因为凸面模具1上分布有若干通孔5，故而灌注液体可通过凸面模具1渗入成型腔，由此使得凸面模具1可以直接与叶根主模具10固定在一起实施叶片的灌注。这样一来，工人可以等到固化成型后才脱除凸面模具1，不仅能防止根端加强层的褶皱出现，且操作方便，还能被重复使用，大大提高了叶片的制造加工及生产效率。

通孔5的形状可以根据需求确定，如圆孔、方孔等。

凸面模具1包括模具主体和支撑骨架9，凸面模具1的材质可以根据需求确定，如采用金属材质或玻璃钢材质或其它材质。模具主体的外壁面为凸面模具1的成型面，支撑骨架9与模具主体的内壁面配合，以对模具主体形成支撑。使用时，凸面模具1的成型面用于铺设辅助材料层和根端加强层4，利用其凸面防止辅助材料层和根端加强层4受重力作用下滑，进而避免褶皱的产生。

为了便于后续使用，支撑骨架9可拆卸地连接在模具主体上。当需要对叶片根端的材料进行铺设时，将模具主体放置于支撑骨架9上，使支撑骨架9起到支撑模具主体的作用，便于工人在对叶片根端材料进行铺设，保证结构稳固可靠，同时，这样可以降低模具主体的重量和厚度，使后续操作更方便。

为了便于将凸面模具1装配至叶根主模具10上，凸面模具1上设置有翻转用凸起8，该翻转用凸起8作为把手使用，便于工作人员直接抓取或利用工具抓取凸面模具1。翻转用凸起8的设置位置可以根据需要选定。在本实施例中，其设置在支撑骨架9上，且沿凸面模具1的轴向延伸。翻转用凸起8可以是能够拆卸的形式，也可以是不能够卸地的形式。

作为一种可实施方式，翻转用凸起8可以是金属棒或木棒或其他材质棒体(也可以是其他形状)，当需要对凸面模具1进行翻转时，将棒体插入到支撑骨架9相对应预留的棒孔中，使棒体与棒孔相对固定。棒孔通常设置于支撑骨架9的半圆圆心处，使得翻转时力量更加均匀。当完成对凸面模具1的翻转步骤之后，可将棒体撤离支撑骨架9。

作为另一种实施方式，棒体可以是通过焊接或者粘合等方式不可拆卸地固定设置于支撑骨架9的半圆圆心处。支撑骨架9上设置翻转用凸起8的作用在于：当工人完成对凸面模具1表面的叶片根端材料进行铺设后，可将凸面模具1及其表面的铺设材料一起固定在支撑骨架9上，这样一来，即可使用吊带吊起翻转用凸起8，并使整个凸面模具1及支撑骨架9翻转180度，然后运至叶根主模具10上，接着移除支撑骨架9，从而方便进行下一步对叶片根端进行灌注的工艺。

凸面模具1还包括固定侧板13。固定侧板13的作用是为了将凸面模具1牢固地固定在叶根主模具10上。在本实施例中，固定侧板13为两个，分别设置在模具主体的两端，且以凸面模具1的轴线对称地方式固定设置在凸面模具1的两端。固定侧板13可以通过折边形成，也可以通过焊接等方式连接在模具主体上。

优选地，固定侧板13为薄板，其形状为长方形，此种结构便于加工。

使用时，凸面模具1装配至叶根主模具10上时，固定侧板13与叶根主模具10的法兰面进行配合，使得凸面模具1能够固定在叶根主模具10上。

在本实施例中，固定侧板13上设置有固定通孔6，使用时，凸面模具1可利用紧固件61和固定通孔6实现其与叶根主模具10固定连接。紧固件61可以为螺栓、螺钉或铆钉等。在本实施例中，紧固件61为螺钉，在固定时，紧固件61穿过固定通孔6并与叶根主模具10的法兰面上的孔配合，以将凸面模具1固定在叶根主模具10上。

优选地，凸面模具1上还设置有用于将凸面模具1上铺设的材料夹紧在凸面模具1上的夹持部7。

当然，凸面模具1的半径是可以根据不同尺寸的叶片根端和不同厚度的加强层进行重新设计定制的，其尺寸不受本发明实施例的限制。

作为一种可实施方式，夹持部7是包括两块夹块的夹具，其中一个夹块位于模具主体上或模具主体的内侧，另一个夹块位于铺设的材料层外，两个夹块上均设置有通孔，以供螺栓等紧固件穿过。通常在铺设完毕后，将螺栓穿过两夹块上的通孔，然后用螺母进行紧固，以保持两夹块处于夹紧状态，进而实现夹紧铺设材料的目的，从而在叶片根端材料铺设完成后，实现凸面模具1及其表面上的铺设材料一起被夹持部7固定在支撑骨架9上。当然，夹持部7还可以是其他形式的结构，只要能将具有一定厚度的凸面模具1及铺设层固定在一起，都应包含在本发明的实施例之内。

如图4、图5所示，本发明提供一种叶片根端成型方法，其包括如下步骤：

在对叶片根端进行灌注成型之前，首先应将辅助材料层依次铺设到凸面模具1上。具体操作为：将凸面模具1放置于支撑骨架9上，然后在凸面模具1的成型面上铺设辅助材料层(如第一导流网2、带孔薄膜3等)，然后在辅助材料层上铺设根端加强层4，并使辅助材料层与根端加强层4固定在凸面模具1上。

具体地，在凸面模具1的成型面上铺设辅助材料层，在辅助材料层上铺设根端加强层4的具体步骤为：

在凸面模具1表面上铺设第一导流网2，然后在第一导流网2表面铺设一层带孔薄膜3，覆盖整个凸面模具1的表面。然后在带孔薄膜表面以与工艺要求铺层顺序相反的顺序铺设根端加强层4。

铺设完毕之后，用夹持部7将凸面模具1及其表面铺设的材料与支撑骨架9固定在一起，并使用吊带吊起支撑骨架9上的翻转用凸起8，使整个凸面模具1翻转180度，然后运至叶根主模具10上，使其与叶根主模具10配合，并将凸面模具1固定在叶根主模具10上，拆除夹持部7、支撑骨架9等，准备进行对叶片的真空灌注。

接下来对凸面模具1进行真空灌注成型处理。凸面模具1与叶根主模具10固定之后，在凸面模具1的外表面铺设第二导流网11，优选地，在第二导流网11上还可放置注胶管12，使得灌注更加均匀，树脂的灌注更加充分，最后抽真空并进行灌注和固化，即用真空薄膜包覆及密封，用真空泵抽吸所述真空薄膜至负压状态，将树脂注入所述注胶管，注射完毕后，加热固化树脂成型。

固化完毕之后，将紧固件61去除，并将凸面模具1脱模处理，然后去除带孔薄膜3、第一导流网2和第二导流网11，得到表面平整无褶皱的叶片根端。

当然，凸面模具1表面的铺设材料可以改变，根据具体工艺要求进行选择，并不限于本发明实施例中的铺设材料的选择及顺序。

在整个灌注和固化过程中，根端加强层4都被凸面模具1压在叶根主模具10的成型表面，避免了根端加强层4的下滑和褶皱的产生。当固化完毕之后，将螺钉去除，并将凸面模具1(即半圆带孔模具)脱模，然后撕去带孔薄膜和导流网，得到表面平整无褶皱的叶片根端。也就是说，整个叶片灌注过程中，凸面模具1无需取下来，工人可以等到固化成型后才脱除凸面模具1，这样一来，操作方便，模具还能被重复使用，大大提高了叶片的制造加工及生产效率。

本发明实施例提供的叶片根端成型装置及方法具有如下效果：

在对叶片根端进行灌注的整个过程中，凸面模具一直固定在叶根主模具上，从而使得叶片根端加强层始终被凸面模具紧紧地压在叶根主模具的表面，未曾移动，实现在整个叶片灌注固化成型阶段，叶片根端加强层始终紧贴在叶根主模具的表面，有效防止了叶片根端加强层的下滑和褶皱的产生。且在对叶片根端进行灌注时，凸面模具无需取下来，工人可以等到固化成型后才脱除凸面模具，这样一来，操作方便，模具还能被重复使用，大大提高了叶片的制造加工及生产效率。

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 (4)

1.一种叶片根端成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

在凸面模具(1)的成型面上铺设辅助材料层，在所述辅助材料层上铺设根端加强层(4)，并使所述辅助材料层与所述根端加强层(4)固定在所述凸面模具(1)上；

翻转所述凸面模具(1)，使其与叶根主模具(10)配合，并将所述凸面模具(1)固定在所述叶根主模具(10)上；

对凸面模具(1)进行真空灌注成型处理；

其中，所述凸面模具(1)的成型面为凸面，所述凸面模具(1)上设置有至少一个通孔(5)；

所述叶根主模具(10)的成型面为凹面，所述凸面模具(1)可拆卸地设置在所述叶根主模具(10)上，对叶片根端进行成型灌注工艺时，所述凸面模具(1)固定设置在所述叶根主模具(10)上，所述凸面模具(1)的成型面与所述叶根主模具(10)的成型面之间构成能够放置所述根端加强层(4)的成型腔；灌注液体可通过所述通孔(5)渗入所述成型腔。

2.根据权利要求1所述的叶片根端成型方法，其特征在于，在凸面模具(1)的成型面上铺设辅助材料层，在所述辅助材料层上铺设根端加强层(4)的具体步骤为：

在所述凸面模具(1)上铺设第一层导流网(2)，在所述第一层导流网(2)上铺设带孔薄膜(3)，在所述带孔薄膜(3)上按照逆序铺设根端加强层(4)。

3.根据权利要求1所述的叶片根端成型方法，其特征在于，对凸面模具(1)进行真空灌注成型处理的具体操作包括：

在所述凸面模具(1)的内壁面铺设第二导流网(11)及注胶管(12)，然后用真空薄膜包覆及密封，用真空泵抽吸所述真空薄膜至负压状态，将树脂注入所述注胶管，注射完毕后，加热固化树脂成型。

4.根据权利要求1所述的叶片根端成型方法，其特征在于，对凸面模具(1)进行真空灌注成型处理之后还包括以下步骤：

将所述凸面模具(1)进行脱模处理。

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