CN106827594A - 风电叶片的腹板的避雷孔加工方法及预埋孔加工工装 - Google Patents

风电叶片的腹板的避雷孔加工方法及预埋孔加工工装 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种风电叶片的腹板的避雷孔加工方法及预埋孔加工工装，风电叶片的腹板的避雷孔加工方法包括如下步骤：在泡沫芯材上开设上下贯通并倾斜的预埋孔；在预埋孔内预埋入管材，其中所述管材的内部被封堵物封堵，且所述管材的两端分别与所述泡沫芯材的上表面和下表面平齐；在泡沫芯材上表面和下表面铺设玻纤布层并将泡沫芯材和玻纤布层灌注成玻璃钢腹板；在腹板的与所述管材两端对应位置处的外表面钻孔以取出管材内的封堵物，使所述管材的内壁形成避雷孔。本发明风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，通过在泡沫芯材上开设预埋孔，并在预埋孔内预埋管材，能够在灌注成腹板之后再使管材形成避雷孔，能够准确确定避雷孔位置和角度。

Description

风电叶片的腹板的避雷孔加工方法及预埋孔加工工装
技术领域
本发明涉及一种避雷孔加工方法，尤其涉及一种风电叶片的腹板的避雷孔加工方法；
本发明还涉及一种预埋孔加工工装。
背景技术
风电叶片的避雷系统是风电叶片的重要机构，其通过叶片内部避雷电缆与叶身接闪点连接，起到防雷击作用。在现有技术中，风电叶片内部避雷电缆主线需要从腹板的避雷孔穿过后与叶身接闪点连接，在穿过避雷孔过程中，容易出现穿孔点位置不准确、避雷电缆角度不满足要求等问题，导致避雷电缆导电性能下降、钻孔损伤腹板结构等质量风险；这些质量风险都会加大风电叶片遭雷击的风险。
目前避雷电缆主线的穿孔方法为电钻手工钻孔。腹板是在模具中制造的玻璃钢板，目前避雷电缆主线在腹板上主要穿孔方法为：腹板从模具中脱模后，在腹板上使用电钻偏斜一定角度手工打孔，清理孔洞碎屑，并使用一根避雷电缆从钻孔处穿出与主电缆线连接。打孔过程是在风电叶片装配的现场进行的，在穿孔过程中，容易出现穿孔点位置不准确、避雷电缆角度不满足要求导致导电性能下降，钻孔损伤腹板结构等质量风险；这些质量风险都会加大风电叶片遭雷击的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够准确确定避雷孔位置和角度的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法。
根据本发明的一个方面，一种风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，包括如下步骤：提供一泡沫芯材，并在其上表面开设上下贯通并倾斜的预埋孔；在预埋孔内预埋入管材，其中所述管材的内部被封堵物封堵，且所述管材的两端分别与所述泡沫芯材的上表面和下表面平齐；在泡沫芯材上表面和下表面铺设玻纤布层并将泡沫芯材和玻纤布层灌注成玻璃钢腹板；在腹板的与所述管材两端对应位置处的外表面钻孔以取出管材内的封堵物，从而使所述管材的内壁形成避雷孔。
根据本发明的一实施方式，所述预埋孔的轴线与所述泡沫芯材的表面之间的夹角为30°～45°。
根据本发明的一实施方式，所述管材为玻璃钢管。
根据本发明的一实施方式，所述管材为不锈钢管。
根据本发明的一实施方式，所述管材内的封堵物为橡胶。
根据本发明的一实施方式，所述管材内的封堵物为软木塞。
根据本发明的一实施方式，所述腹板外表面钻孔的孔径小于所述管材的外径。
根据本发明的一实施方式，在所述泡沫芯材上开设预埋孔时，设置预埋孔的数量为多个，并在每个所述预埋孔内均预埋入管材。
根据本发明的另一个方面，一种预埋孔加工工装，用于在泡沫芯材上加工倾斜的预埋孔，所述预埋孔加工工装包括用于与所述泡沫芯材上表面接触的水平底板以及倾斜焊接水平底板上方的套管，所述水平底板上设有一个与所述套管的内壁大小相等并共轴线相接的通孔。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，通过在泡沫芯材上开设预埋孔，并在预埋孔内预埋管材，能够在灌注成腹板之后再使管材形成避雷孔，能够准确确定避雷孔位置和角度，并能减少钻孔过程对腹板造成的损伤。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明实施例中的泡沫芯材的俯视示意图；
图2是图1中A-A线剖视图；
图3是本发明实施例中的玻璃钢管的示意图；
图4是本发明实施例的玻璃钢管与泡沫芯材相结合的示意图；
图5是本发明实施例的预埋孔加工工装的示意图。
图中：1、泡沫芯材；11、预埋孔；2、玻璃钢管；21、橡胶；3、预埋孔加工工装；31、水平底板；32、套管；33、通孔。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
本实施例公开了一种风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，包括如下步骤：
如图1及图2所示，先将泡沫芯材1平放，然后在泡沫芯材1上开设上下贯通并倾斜的预埋孔11。预埋孔的角度可以根据设计要求而进行加工。预埋孔11的轴线与泡沫芯材1的表面之间的夹角较佳为30°～45°。预埋孔11可以利用手工钻加工，也可以设计专用的钻床进行钻孔。钻孔时，可以利用相应的预埋孔加工工装(参见下面描述)来确定钻头的钻孔角度和位置。泡沫芯材1的材质较软，打孔比较方便，而且，由于预埋孔11是在泡沫芯材1和玻纤布灌注成腹板之前加工的，其位置精度和角度精度能够得到保证。
由图1可知，当泡沫芯材1上开设预埋孔11时，可以设置预埋孔11的数量为一个或多个，在本实施例中，预埋孔11的数量为多个，且多个预埋孔11沿着泡沫芯材1的其中一侧边缘呈线性排列。
参见图3及图4所示，在泡沫芯材1上加工完毕预埋孔11之后，可以在预埋孔中埋入管材。在本实施例中预埋孔11设有多个，故在每个预埋孔11均预埋入管材。在本实施例中所选用的管材为玻璃钢管2，当然，也可以选用不锈钢管等其他耐腐蚀性较好并具有一定强度的管材。玻璃钢管2的外径与预埋孔11的内径相同，且玻璃钢管2的上下端面与该玻璃钢管2的轴线之间的夹角等于预埋孔11的轴线与泡沫芯材1的上表面之间的夹角，这样一来，通过选取合适长度的玻璃钢管2，可以使得当玻璃钢管2插入到预埋孔11之中时，该玻璃钢管2的上下两端分别与泡沫芯材1的上表面和下表面平齐。
在管材的内部被封堵物封堵，以免在灌注树脂时，树脂会流入管材的内部。在本实施例中，玻璃钢管2内所用的封堵物为橡胶21。橡胶21上下两端分别与玻璃钢管2的上下两端平齐，使得玻璃钢管2插入至预埋孔11之后，泡沫芯材1的预埋孔11被完全填满，泡沫芯材1可按照没有开设预埋孔11的普通泡沫芯材那样，按照正常的灌注流程来制造腹板。在本发明其他实施方式中，封堵物也可为软木塞等其他柔性的封堵物，以便能够利用自身的弹性固定在管材内，也可在管材的内壁与封堵物之间设置相互配合并能够相互分离的卡合机构，将封堵物卡合在管材上，使得封堵物可以被重新取下。对管材进行封堵和将管材预埋入预埋孔中这两步的先后顺序并不限定，即，可以先在管材内放入封堵物然后再将管材放入预埋孔，也可先将管材放入预埋孔，然后再将封堵物放入该管材中。
玻璃钢管2预埋入预埋孔11之后，在泡沫芯材1的上表面和下表面分别铺设玻纤布层，并将泡沫芯材1和玻纤布层在模具内灌注树脂制成玻璃钢腹板。在灌注制造腹板时，可以按照现有的泡沫芯材1与玻纤布层的灌注流程进行制造。在灌注制造腹板的过程中，由于橡胶21填充在玻璃钢管2的内部，因而模具内的树脂不会流入到玻璃钢管2的内部。
在制成的腹板的与玻璃钢管2两端对应位置处的外表面钻孔，将玻纤布层钻开，将玻璃钢管2内的橡胶21取出来，即可使玻璃钢管2的内壁形成避雷孔。在腹板上钻孔的孔径可以小于管材的外径，这样一来可以避免钻孔对玻璃钢管2的周围的泡沫芯材造成损坏。在使用时，可根据实际需要，使所有预埋孔内的玻璃钢管形成避雷孔，或者仅其中一个或几个玻璃钢管形成避雷孔。
通过本风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，可以使避雷孔加工方便，并且更容易满足设计要求，风电叶片内的避雷电缆在穿过避雷孔时，避雷电缆的从避雷孔中拉出时角度也更容易满足设计要求，而且避雷点的位置精度大大提高，提高了避雷效果。同时，节省了在腹板上钻孔的时间，降低了工人劳动强度，提高了车间生产效率。并且，还能够避免钻孔对腹板造成的损害，提高了操作精度和可靠性，延长了腹板的使用寿命。
参见图5，本实施例还公开了一种预埋孔加工工装，用于在泡沫芯材1上加工成角度设置的预埋孔11。该预埋孔加工工装包括水平底板31以及套管32，水平底板31用于与泡沫芯材1的上表面接触，而套管32则倾斜焊接在水平底板31的上方。其中，该套管32相对于水平面倾斜的角度即为要加工的预埋孔11的角度。在水平底板31上设有一个与套管32的内壁大小相等并且共轴线相接的通孔33。在使用时，使钻头穿过套管32的内部以及通孔33，然后与泡沫芯材1接触，对泡沫芯材1进行钻孔。能够保证预埋孔的位置精度和角度精度。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (9)

1.一种风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一泡沫芯材，并在其上表面开设上下贯通并倾斜的预埋孔；
在预埋孔内预埋入管材，其中所述管材的内部被封堵物封堵，且所述管材的两端分别与所述泡沫芯材的上表面和下表面平齐；
在泡沫芯材上表面和下表面铺设玻纤布层并将泡沫芯材和玻纤布层灌注成玻璃钢腹板；
在腹板的与所述管材两端对应位置处的外表面钻孔以取出管材内的封堵物，从而使所述管材的内壁形成避雷孔。
2.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述预埋孔的轴线与所述泡沫芯材的表面之间的夹角为30°～45°。
3.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述管材为玻璃钢管。
4.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述管材为不锈钢管。
5.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述管材内的封堵物为橡胶。
6.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述管材内的封堵物为软木塞。
7.根据权利要求1所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，所述腹板外表面钻孔的孔径小于所述管材的外径。
8.根据权利要求1至7中任一所述的风电叶片的腹板的避雷孔加工方法，其特征在于，在所述泡沫芯材上开设预埋孔时，设置预埋孔的数量为多个，并在每个所述预埋孔内均预埋入管材。
9.一种预埋孔加工工装，用于在泡沫芯材上加工倾斜的预埋孔，其特征在于，所述预埋孔加工工装包括用于与所述泡沫芯材上表面接触的水平底板以及倾斜焊接水平底板上方的套管，所述水平底板上设有一个与所述套管的内壁大小相等并共轴线相接的通孔。
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