CN107813509B - 风电叶片大梁铺布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风电叶片大梁铺布方法，用于铺放风电叶片大梁，所述方法包括：步骤一：提供风电叶片大梁铺设装置，所述装置包括大梁模具和设置在大梁模具两侧的导轨组件，所述大梁模具上设置大梁模具型腔；移动架，所述移动架通过行驶组件与所述导轨组件滑动连接；设置在所述移动架上的两个铺设机构，每个所述铺设机构包括存放布卷的布卷支撑机构和导布机构，所述导布机构构造成能够将所述布卷支撑机构上的布卷铺设在所述大梁模具型腔内；步骤二，通过第一铺设机构铺设第一层；步骤三：通过第二铺设机构铺设第二层；步骤四：循环重复步骤二和步骤三的方法，直到将大梁铺设完成。本发明节省人力，降低劳动强度，提高工作效率。

Description

风电叶片大梁铺布方法
技术领域
本发明涉及一种风电叶片大梁的铺布方法。
背景技术
风电叶片是风力发电机的重要部件。风能作为一种清洁的可再生资源，越来越受到重视。经过多年的发展，风电发电技术发展日新月异。然而对于风电叶片工艺技术的进步也对工装提出更多的要求。现有的风能叶片结构包括内蒙皮、外蒙皮、设置在内外蒙皮之间的大梁以及设置在大梁两端的巴萨木，其中大梁为主要的骨架结构。大梁的质量直接影响叶片的质量。
大梁一般是采用等宽的玻纤布层层叠放而成。常规的大梁为矩形结构，但是这种大梁对于叶片剪切力的传递效果比较差。新式的大梁为梯形结构，即在大梁铺层的过程中，由下到上玻纤布的长度逐渐短，层与层之间有均匀的弦向错层(这里弦向即沿着叶片宽度方向，而展向为叶片的长度方向)，这样在大梁的边缘就形成了一个楔形的结构。在制作风电叶片时，巴萨木与新式的大梁构造成楔形互补的结构。这样不仅有利于传递叶片剪切力，还能够节省制作大梁的布料，并减轻叶片重力。
大梁在制造过程中，通常由五六十层布等宽的布组成。现有的大梁铺层生产技术通常为如下三种：1、采用行车吊运布卷移动至模具上方进行铺放，再人工擀布；2、采用大梁铺布小车铺布通过推动铺布小车移动完成布层铺放，再人工擀布；3、布卷固定在一头的拉布架工装上，人工拉布头移动完成铺设。上述方法依赖人工铺放，劳动强度大，工作效率低，同时也无法满足新式的大梁铺放要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种风电叶片大梁铺布方法，节省人力，降低劳动强度，提高工作效率。另外，根据本发明的风电叶片大梁铺布方法，可以在弦向和展向两个方向上都实现精确的错层铺布。
根据本发明，提出了一种风电叶片大梁铺布方法，包括步骤：
步骤一：提供风电叶片大梁铺设装置，所述风电叶片大梁铺设装置包括：
主架，所述主架包括大梁模具和设置在大梁模具两侧的导轨组件，所述大梁模具上设置大梁模具型腔；
移动架，所述移动架通过行驶组件与所述导轨组件滑动连接，从而能够相对于所述大梁模具运动；以及
设置在所述移动架上的两个铺设机构，其中，每个所述铺设机构包括存放布卷的布卷支撑机构和导布机构，所述导布机构构造成能够将所述布卷支撑机构上的布卷铺设在所述大梁模具型腔内；
步骤二：将移动架移动到大梁模具的第一端，并将两个铺设机构中的第一铺设机构的导布机构调整到工作状态，而将两个铺设机构中的第二铺设机构调整到非工作状态；然后推动移动架向大梁模具的第二端移动，由第一铺设机构将布卷的玻纤布铺放到大梁模具型腔内，完成第一层铺设；
步骤三：将第一铺设机构调整到非工作状态，并将第二铺设机构调整到工作状态；然后推动移动架向大梁模具的第一端移动，由第二铺设机构将布卷铺设到大梁模具型腔内，完成第二层铺设；
步骤四：循环重复步骤二和步骤三的方法，直到将大梁铺设完成。
本发明的进一步改进在于，在步骤二和步骤三中，分别将第一铺设机构和第二铺设机构的导布机构向下移动以使出布口对准大梁模具。
本发明的进一步改进在于，在步骤一中，在所述移动架上设置用于安装导布机构的弦向调节机构，所述弦向调节机构构造成能够调节导布机构的弦向位置。
本发明的进一步改进在于，在铺设时，以固定的若干层为一组，其中，后一组的第一层的铺设机构的弦向位置与前一组的第一层的铺设机构的弦向位置相同。
本发明的进一步改进在于，在每一组中，从第二层开始，铺设之前调节铺设机构的位置，使这一层与前一层之间形成弦向错层。
本发明的进一步改进在于，每组中包括3～7层。
本发明的进一步改进在于，其特征在于，在铺设时，以固定的若干层为一群，其中，后一群的第一层的铺设机构的展向位置与前一群的第一层的铺设机构的展向位置相同。
本发明的进一步改进在于，在每一群中，从第二层开始，铺设时调节移动架停止的位置，使这一层与前一层之间形成展向错层。
本发明的进一步改进在于，每群中包括3～7层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
在本发明所述的风电叶片大梁铺布方法，用于铺设风电叶片的大梁。其中，布卷支撑机构能够放置布卷，导布机构能够将布卷的玻纤布铺放在大梁模具上。工作时，通过推动移动架就能完成一层玻纤布铺放的过程。本方法通过移动架在两个方向上移动，分别通过两个铺放机构工作，提高了工作效率。本装置实现了机械铺放大梁，降低了工人的劳动强度，而且提高了工作效率。
本发明所述的风电叶片大梁铺布方法，能够通过调节弦向调节机构时玻纤布的层与层之间弦向位置错开一定的距离。则在完成铺放后，整个大梁的两侧薄、中间厚。这样，在薄的位置就形成斜面，从而整个大梁的截面呈梯形。符合了新式大梁的结构要求。这样，本发明所示的方法可以在弦向和展向两个方向上都实现精确的错层铺布。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的风电叶片大梁铺布装置的示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图1所示装置在安装布卷后的示意图，显示了工作状态时的结构；
图4是根据本发明一个实施方案的移动架的结构示意图；
图5是图4中区域A的局部放大图，显示了挡位组件的结构；
图6显示了本发明的一个实施方案的弦向调节机构的安装结构示意图；
图7显示了本发明的一个实施方案的调节杆的结构示意图；
图8显示了本发明的一个实施方案的导轮机构的结构示意图；
图9显示了常规的大梁截面结构示意图；
图10显示了新式大梁截面结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
在附图中各附图标记的含义如下：10、主架，11、导轨组件，12、大梁模具， 13、大梁模具型腔，20、移动架，21、铺设机构，22、第一铺设机构，23、第二铺设机构，30、弦向调节机构，31、调节杆，32、弦向调节丝杠，33、挡位组件， 34、挡板，35、凹槽，36、限位板，37、单向推力球轴，38、刻度尺，39、腰型孔，40、手轮，41、止转螺栓，42、止转杆，43、连接板，44、刻度尺安装板， 50、布卷支撑机构，51、布卷支撑杆，52、支撑耳板，53、布卷，60、导布机构， 61、导布板，62、侧板，63、底板，64、出布口，65、布卷推动件，70、行驶组件，71、行驶轮机构，72、导轮机构，80、大梁，81、巴萨木，82、内蒙皮，83、外蒙皮，84、腹板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一个风电叶片大梁铺布方法。根据本发明的风电叶片大梁铺布方法尤其能够用于制作风电叶片的大梁。
如图1、图2和图3所示，本实施例中的风电叶片大梁铺布方法是通过一种风电大梁铺设装置实现。所述的大梁铺设装置包括主架10，所述主架10包括大梁模具12和设置在大梁模具12两侧的导轨组件11。其中，所述大梁模具12上设置大梁铺设板。并且，大梁铺设板中间设置大梁模具型腔13。
本实施例的装置还包括移动架20，所述移动架20通过行驶组件70与所述主架10滑动连接。其中，行驶组件70能够在所述导轨组件11上行驶，从而带动移动架20在主架10上沿着大梁模具型腔13的长度方向移动。
此外，本实施例的装置还包括设置在所述移动架20上的两个铺设机构21，所述铺设机构21包括存放布卷的布卷支撑机构50和导布机构60。所述导布机构 60构造成能够将所述布卷支撑机构50上的布卷铺设在所述大梁模具型腔13内，其具体结构将在下文中详细描述。其中，铺设机构21分为对称设置的第一铺设机构22和第二铺设机构23，移动架20在沿一个方向滑动时第一铺设机构22和第二铺设机构23中的一个处于工作状态，而在沿另一个方向滑动时第一铺设机构22和第二铺设机构23中的另一个处于工作状态。例如，在图3所示的实施例中，第一铺设机构22设置在右侧，第二铺设机构23设置在左侧。则移动架20 从右向左移动时第一铺设机构22处于工作状态，而当移动架20从左向右移动时，第二铺设机构23处于工作状态。
在一个改进实施例中，如图4到6所示，所述移动架20上设置弦向调节机构30，所述弦向调节机构30包括沿弦向延伸用于安装导布机构的调节杆31，通过螺纹连接所述调节杆31的弦向调节丝杠32(见图5)，以及设置在所述移动架20上的挡位组件33(见图6)。所述调节杆31构造成能够沿径向移动而不随所述弦向调节丝杠32转动。所述弦向调节丝杠32与所述挡位组件33转动相连。弦向调节机构30能够调节导布机构的位置。具体的方式为，当弦向调节丝杠32 转动时，由于螺纹的作用使所述调节杆31沿弦向移动，从而移动调节杆31上的导布机构，改变导布机构的弦向位置。
在使用根据本实施例的风电叶片大梁铺布装置时，通过弦向调节丝杠32来控制调节杆31沿弦向移动，从而控制导布机构的弦向位置。当铺设大梁时，每层铺设完成后都通过调节弦向调节机构30来控制下一层的弦向位置。相邻两层之间的玻纤布弦向位置错开，形成错层。这样，铺设的大梁的弦向就成为两侧薄、中间厚的结构，从而形成截面为梯形的新式大梁。本实施例既能够铺设如图8所示的常规大梁，又能够铺设如图9所示的新式大梁。常规的大梁包括大梁80，设置在大梁80两面的内蒙皮82和外蒙皮83，以及设置在大梁80两端的巴萨木81。常规大梁的形状是如图8所示的矩形，新式大梁的形状是如图9所示的梯形。
与此同时，本实施例采用了两个铺设机构21，由于两个铺设机构21之间存在一定的距离，所以在推动移动架20进行铺设时展向同样会存在一定的错层。具体来说，铺设时，移动架20沿展向从一侧移动到另一侧，在这个过程中第一铺设机构22处于工作状态。当移动架20到达终点时，第一铺设机构22停止工作，然后第二铺设机构23开始工作，这时移动架20反向移动。由于第一铺设机构22和第二铺设机构23之间存在距离，这样第一铺设机构22停止工作时，第一铺设机构22到第二铺设机构23之间的位置没有铺放布。第二铺设机构23开始工作时会在展向与前一层之间存在错层。展向错层的长度与铺设机构21之间的距离相同。这样，铺设完成后，大梁在弦向和展向均为出现错层，截面形成梯形的结构。
在一个优选实施例中，如图5所示，所述挡位组件33构造成一个大致U形的支座，包括两个挡板34。两个挡板34沿弦向隔开。各挡板34上均设置有通孔。弦向调节丝杠32穿过所述通孔，并且通过两个单向推力球轴37分别与两个挡板 34转动连接。在弦向调节丝杠32上的位于两个挡板34之间的位置设置限位板 36。由于挡板34的阻挡，限位板36只能在两个挡板34之间转动，这样就保证了弦向调节丝杠32只能相对于挡位组件33转动而无法沿径向移动。优选地，如图6所示，在所述弦向调节丝杠32的端部还设置手轮40，便于旋转弦向调节丝杠32。
在使用根据本实施例的弦向调节机构时，首先转动弦向调节丝杠32，弦向调节丝杠32端部的螺纹旋转使调节杆31沿弦向移动。同时在弦向调节丝杠32在挡板34的通孔内转动。弦向调节丝杠32上的限位板36由于两个挡板34的阻挡而无法沿弦向移动，保证了弦向调节丝杠32的弦向位置不变。
在一个优选实施例中，如图5所示，所述挡位组件33上设置凹槽35，所述调节杆31上通过刻度尺安装板44安装有刻度尺38，所述刻度尺38穿过所述凹槽35并能够在凹槽35内滑动。工作时，当弦向调节丝杠32转动使调节杆31移动时，刻度尺38随之移动。这时，通过凹槽35边缘指向的刻度尺38的读数就能确定调节杆31移动的位置和距离，从而精确地控制导布机构60的位置。
在一个实施例中，如图6和图7所示，所述调节杆31远离所述调节丝杠的一端设置空腔，所述空腔侧面设置腰型孔39，所述腰型孔39的长度方向沿调节杆31的径向方向设置。所述移动架20上设有止转杆42，所述止转杆42安装在所述空腔内。其中，所述止转杆42上设置至少一个止转螺栓41，所述止转螺栓 41卡在所述腰型孔39内。在使用时，由于止转螺栓41的阻挡，调节杆31无法转动。因此，弦向调节丝杠32转动无法带动调节杆31转动。由于腰型孔39长度方向沿调节杆31径向方向，止转螺栓41不能阻挡调节杆31沿径向移动。因此，弦向调节丝杠32转动会由于螺纹的作用而使调节杆31沿径向移动。
在一个实施例中，如图3所示，所述布卷支撑机构50包括放置布卷的布卷支撑杆51；所述移动架20上端设置支撑耳板52，所述布卷支撑杆51通过轴承连接所述支撑耳板52。在本实施例中，布卷中间设置空心的轴，玻纤布缠绕所述轴形成布卷。布卷支撑杆51穿过布卷的轴，布卷能够在布卷支撑杆51上转动，同时布卷支撑杆51也能在支撑耳板52上转动。这样，减小了转动的阻力。导布机构60将玻纤布从布卷中拉出时，布卷转动。由于布卷与布卷支撑杆51之间能够转动，并且布卷支撑杆51和支撑耳板52之间同样能够转动，因此布卷转动的阻力减小。
在一个实施例中，如图6所示，所述导布机构60包括门型的布卷推动件65 和铲形的导布板61。其中，所述布卷推动件65能够卡在所述布卷的输出侧。这样，在铺布过程中，玻纤布从布卷中拉出时布卷转动，布卷推动件65能够卡住布卷，使其转动更加平稳。所述导布板61通过螺栓连接所述移动架20。所述导布板61设有对准所述大梁模具型腔13的出布口64，所述出布口64与所述布卷的宽度相同。在一个优选实施例中，导布板61包括一个梯形的底板63和两个侧板62，其中两个侧板62分别设置在底板63的两侧。如图7所示，在调节杆31上设置两个连接板43，分别用于连接两个侧板62。侧板62与连接板43通过螺栓相连，则可以松紧螺栓调节侧板62的角度，从而调节底板63的高度和角度，便于底板63对准大梁模具12。
在一个实施例中，如图4所示，所述行驶组件70包括设置在导轨上部的行驶轮机构71和设置在导轨侧方的导轮机构72。所述导轮机构72位于远离所述大梁模具12的一侧。由于设置了导轮机构72，行驶组件70不会脱离导轨，保证了移动架的安全行驶。
以下介绍利用上述风电叶片大梁铺布装置来进行风电叶片大梁铺布方法的具体步骤。
根据本实施例所述的风电叶片大梁铺布方法，包括步骤：
步骤一：提供如上所述的风电叶片大梁铺设装置。
步骤二：将移动架20移动到大梁模具12的第一端。并将两个铺设机构中的第一铺设机构22的导布机构60调整到工作状态，而将两个铺设机构中的第二铺设机构23调整到非工作状态。然后推动移动架20向大梁模具12的第二端移动，由第一铺设机构22将布卷的玻纤布铺放到大梁模具型腔内，完成第一层铺设。
步骤三：将第一铺设机构22调整到非工作状态，并将第二铺设机构23调整到工作状态。然后推动移动架向大梁模具12的第一端移动，由第二铺设机构23 将布卷铺设到大梁模具型腔内，完成第二层铺设。
步骤四：循环重复步骤二和步骤三的方法，直到将大梁铺设完成。
在一个改进实施例中，在步骤二和步骤三中，分别将第一铺设机构22和第二铺设机构23的导布机构60向下移动以使出布口对准大梁模具12。这样，处于铺设机构通过调节出布口能够精确的定位铺设的位置，进一步保证布料铺放平整，从而提高了整个大梁的铺设质量。
在一个改进实施例中，在步骤一中，在所述移动架20上设置用于安装导布机构60的弦向调节机构30，所述弦向调节机构构造成能够调节导布机构60的弦向位置。
进一步地，在铺设时，以固定的若干层为一组，每组中优选包括3～7层。其中，后一组的第一层的铺设机构21的弦向位置与前一组的第一层的铺设机构21 的弦向位置相同。
优选地，在每一组中，从第二层开始，铺设之前调节铺设机构21的位置，使这一层与前一层之间形成弦向错层。例如，例如，优选地，每组为四层，铺设第一层后铺设第二层前，控制弦向调节丝杠32，从而改变导布机构60的位置。形成一个错层。第三层及第四层铺设时再次调节相应的弦向丝杠，再次形成错层。这时，第一组铺放完成。在铺放第五层时，将导布机构60调节到第一层时的位置，再按照上述方法进行铺放。当铺放完成后，形成的大梁中间厚，两侧逐渐变薄的结构。由于布是柔软的材料，则大梁的两侧会形成倾斜的侧面，从而形成如图9所示的截面为梯形的新式大梁。本实施例既能够铺设如图8所示的常规大梁，又能够铺设如图9所示的新式大梁。
在一个实施例中，在铺设时，以固定的若干层为一群。其中，后一群的第一层的铺设机构21的展向位置与前一群的第一层的铺设机构21的展向位置相同。
进一步地，在每一群中，从第二层开始，铺设时调节移动架20停止的位置，使这一层与前一层之间形成展向错层。这样，大梁展向的截面也成为梯形结构。其中，每群中优选包括3～7层。在本实施例中一群中的层数与上述一组的层数可以相同也可以不同，需要根据实际弦向截面梯形的侧壁坡度选取每组的层数，同时，根据展向的截面梯形的侧壁坡度选取每群的层数。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一：提供风电叶片大梁铺设装置，所述风电叶片大梁铺设装置包括：
主架(10)，所述主架(10)包括大梁模具(12)和设置在大梁模具(12)两侧的导轨组件(11)，所述大梁模具(12)上设置大梁模具型腔(13)；
移动架(20)，所述移动架(20)通过行驶组件(70)与所述导轨组件(11)滑动连接，从而能够相对于所述大梁模具(12)运动；在所述移动架(20)上设置用于安装导布机构(60)的弦向调节机构(30)；以及
设置在所述移动架(20)上的两个铺设机构(21)，其中，每个所述铺设机构(21)包括存放布卷的布卷支撑机构(50)和导布机构(60)，所述导布机构(60)构造成能够将所述布卷支撑机构(50)上的布卷铺设在所述大梁模具型腔(13)内；
步骤二：将移动架(20)移动到大梁模具(12)的第一端，并将两个铺设机构中的第一铺设机构(22)的导布机构(60)调整到工作状态，而将两个铺设机构中的第二铺设机构(23)调整到非工作状态；然后推动移动架(20)向大梁模具(12)的第二端移动，由第一铺设机构(22)将布卷的玻纤布铺放到大梁模具型腔内，完成第一层铺设；
步骤三：将第一铺设机构(22)调整到非工作状态，并将第二铺设机构(23)调整到工作状态；然后推动移动架向大梁模具(12)的第一端移动，由第二铺设机构(23)将布卷铺设到大梁模具型腔内，完成第二层铺设；在铺设时，以固定的若干层为一组，其中，后一组的第一层的铺设机构(21)的弦向位置与前一组的第一层的铺设机构(21)的弦向位置相同；在每一组中，从第二层开始，铺设之前调节铺设机构(21)的位置，使这一层与前一层之间形成弦向错层；
步骤四：循环重复步骤二和步骤三的方法，直到将大梁铺设完成。
2.根据权利要求1所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，在步骤二和步骤三中，分别将第一铺设机构(22)和第二铺设机构(23)的导布机构(60)向下移动以使出布口对准大梁模具(12)。
3.根据权利要求1或2所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，所述弦向调节机构构造成能够调节导布机构(60)的弦向位置。
4.根据权利要求3所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，每组中包括3～7层。
5.根据权利要求4所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，在铺设时，以固定的若干层为一群，其中，后一群的第一层的铺设机构(21)的展向位置与前一群的第一层的铺设机构(21)的展向位置相同。
6.根据权利要求5所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，在每一群中，从第二层开始，铺设时调节移动架(20)停止的位置，使这一层与前一层之间形成展向错层。
7.根据权利要求6所述的风电叶片大梁铺布方法，其特征在于，每群中包括3～7层。
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