CN108016055B - 一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，它包括拉挤预制件的制备和叶根制造。本发明采用拉挤预制件铺设根部，此预制件是使用纤维纱采用拉挤成型工艺制造拉挤UD条，然后进行后加工，制造拉挤根部预制件。铺设叶片根部时，将拉挤预制件铺设于叶片根部，与叶片壳体一起灌注成型。叶片脱模后，再进行后续加工螺栓孔与T形螺母孔。本发明采用拉挤工艺可以有效提高玻璃模量，可提高20％以上的叶根刚度，可有效降低叶片螺栓连接应力幅，提高螺栓连接疲劳性能，并且本发明提供的拉挤预制件可在单独模具中预先制造，无需占用叶片壳体主模具，可大大提高叶片生产效率。

Description

一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机叶片根部的制造方法，具体涉及采用拉挤预制件制造叶片根部的方法。
背景技术
风力发电在中国已得到了广泛的发展与应用，从陆上到海上，中国每年新增装机容量达几十个“GW”。陆上目前主要以开发2MW～3MW机型为主，而海上风电开发4MW～6MW，或是更大MW级风力发电机，风机叶片长度从五十多米到八十多米。
由于叶片长度不断加长，叶根载荷增大。为提高叶根抗载能力，使用较多数量螺栓连接，常采用预埋螺栓设计的连接方式。而预埋螺栓在日后运维中，如螺栓断裂在螺栓套内侧，断裂的螺栓头很难取出。如设计所需螺栓数量少的叶片，采用T形打孔连接方式也是一种佳选。T形打孔连接方式具有日后维护较易，制造成本低的优点，也一直是根部连接设计选择方案之一。通常T形打孔叶片根部玻璃钢厚度90mm～110mm之间，为提高叶根刚度，大多使用三轴向布铺设，采用真空灌注成型工艺制造。由于叶根根部铺层较多，生产铺层操作耗时较长，为提供生产效率，常有采用预铺设或是根部预制件的方法来减少铺设时间。
本发明是采用拉挤成型工艺制造叶片根部预制件，此预制件使用单向玻璃纤维拉挤制造，具有高模量的特性。使用此拉挤预制件铺设叶片根部，即可提高叶片生产效率，又可提高叶根刚度，可达到双重效果。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可操作性强，制备效率高，生产工艺稳定的采用拉挤预制件制造叶片根部的方法，本发明可提高叶片根部刚度。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：
一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，包括以下步骤：
制备拉挤预制件：
a、首先按叶片根部尺寸设计所需拉挤预制件截面形状，制造拉挤所需模具；
b、选用纤维纱与树脂，使用步骤a模具，通过拉挤成型工艺制造拉挤UD条(拉挤玻璃钢条)；
c、将b步制造拉挤UD条按设计所需尺寸截为单段，然后在一端切割斜面，再将四面及端面打磨处理，制造拉挤预制件；
叶根制造：
d、先在叶片模具内铺设叶片外蒙皮与若干层根部增强三轴布；
e、在三轴布上面铺设一层步骤b所制造的拉挤预制件；
f、在拉挤预制件上铺设一层玻璃纤维三轴纤维布；
g、然后在三轴布上再铺设一层步骤b所制造的拉挤预制件；
h、最后在拉挤预制件上铺设叶片壳体内蒙皮与若干层根部增强三轴布；
i、采用真空灌注工艺将拉挤预制件与叶根整体固化成型；
j、叶片根部脱模后，对叶片根部加工螺栓孔与T形螺母孔。
作为优选方案，以上所述的拉挤预制件使用的纤维为普通玻璃纤维，所述的拉挤预制件使用的树脂为环氧树脂等其它树脂。
作为优选方案，以上所述的拉挤预制件使用的纤维为普通玻璃纤维，步骤d中，先在叶片模具内铺设叶片外蒙皮与10至15层根部增强三轴布；步骤h中，最后在拉挤预制件上铺设叶片壳体内蒙皮与10至15层根部增强三轴布。
作为优选方案，以上所述的拉挤预制件采用梯形截面或扇形截面，在叶根分两层铺设，中间夹一层三轴向玻璃布，可以提高预制件的灌注性能，防止出现灌注不彻底，出现空洞等缺陷；并且本发明通过大量实验筛选，将三轴布环向铺设，零度纤维沿着叶片弦向方向，这种铺设方式可大大提高叶根环向刚度与强度，提高风电叶片的耐疲劳性能。
本发明所述的使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，使用拉挤预制件是通过拉挤工艺预先制造，然后应用于叶片根部铺层中，可减少叶根三轴布的铺设层数，可有效的提高工作生产效率；同时由于拉挤预制件较三轴布模量高，可提高叶根刚度。
有益效果：本发明提供的使用拉挤预制件制造叶片根部的方法和现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，通过大量实验筛选预埋螺栓套的制备工艺，整个工艺可操作性强，工业化程度高，生产效率高，适用范围广泛；拉挤预制件与叶片根部三轴布一起铺设，再使用真空灌注整体成型，拉挤预制件与灌注成型三轴布界面间有较高粘接强度，可满足叶根承载安全需求。本发明使用普通纤维制造拉挤预制件可比三轴布弹性模量高30％～50％，可很大的提高叶根刚度，并且可有效的提高螺栓疲劳性能。同时拉挤预制件在拉挤模具单独制造，拉挤制造效率高，并无需占用叶片主模具，从而可有效提高叶片生产效率。
附图说明
图1为本发明所述的拉挤预制件的结构示意图。
图2为使用拉挤预制件制造叶片根部的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，包括以下步骤：
拉挤预制件的制备：
a、首先按叶片根部尺寸设计所需拉挤预制件截面形状，制造拉挤所需模具；
b、选用玻璃纤维纤维纱与环氧树脂，使用步骤a模具，通过拉挤成型工艺制造拉挤UD条；
c、将b步制造拉挤UD条按设计所需尺寸截为单段，然后在一端切割斜面，加工成梯形截面，再将四面及端面打磨处理，制造拉挤预制件4；如图1所示；
叶根制造：
d、先在叶片模具内铺设叶片外蒙皮与15层根部增强三轴布1；
e、在三轴布1上面铺设一层步骤b所制造的拉挤预制件4；
f、在拉挤预制件4上铺设一层玻璃纤维三轴纤维布3；
g、然后在三轴布3上再铺设一层步骤b所制造的拉挤预制件4；
h、最后在拉挤预制件4上铺设叶片壳体内蒙皮与15层根部增强三轴布2；
i、采用真空灌注工艺将拉挤预制件4与叶根整体固化成型；如图2所示。
j、叶片根部脱模后，对叶片根部加工螺栓孔与T形螺母孔。
本发明采用拉挤工艺制造拉挤预制件，可以有效提高玻璃模量，本发明通过使用拉挤预制件铺设叶片根部，可提高20％以上的叶根刚度，可有效降低叶片螺栓连接应力幅，提高螺栓连接疲劳性能。并且本发明提供的拉挤预制件可在单独模具中预先制造，无需占用叶片壳体主模具，有效提高叶片生产效率，相比现有技术取得了非常好的技术进步。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种使用拉挤预制件制造叶片根部的方法，其特征在于，包括以下步骤：
拉挤预制件的制备：
a、首先按叶片根部尺寸设计所需拉挤预制件截面形状，制造拉挤所需模具；
b、选用纤维纱与树脂，使用步骤a模具，通过拉挤成型工艺制造拉挤UD条；
c、将b步制造拉挤UD条按设计所需尺寸截为单段，然后在一端切割斜面，再将四面及端面打磨处理，制造拉挤预制件（4）；
叶根制造：
d、先在叶片模具内铺设叶片外蒙皮与若干层第一根部增强三轴布（1）；
e、在第一根部增强三轴布（1）上面铺设一层步骤c所制造的拉挤预制件（4）；
f、在拉挤预制件（4）上铺设一层玻璃纤维三轴纤维布（3）；
g、然后在玻璃纤维三轴纤维布（3）上再铺设一层步骤c所制造的拉挤预制件（4）；
h、最后在拉挤预制件（4）上铺设叶片壳体内蒙皮与若干层第二根部增强三轴布（2）；
i、采用真空灌注工艺将拉挤预制件（4）与叶根整体固化成型；
j、叶片根部脱模后，对叶片根部加工螺栓孔与T形螺母孔；
所述的拉挤UD条使用普通玻璃纤维纱或是高模纤维纱与环氧树脂或是聚氨酯树脂，采用拉挤成型工艺制成；
所述的拉挤预制件（4）为梯形截面或扇形截面。
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