CN110328866A - 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法 - Google Patents

一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110328866A
CN110328866A CN201910604172.2A CN201910604172A CN110328866A CN 110328866 A CN110328866 A CN 110328866A CN 201910604172 A CN201910604172 A CN 201910604172A CN 110328866 A CN110328866 A CN 110328866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade tip
leading edge
layer
face
laid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910604172.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110328866B (zh
Inventor
褚景春
袁凌
程朗
印厚飞
李奎
王瀚
许永峰
高玉霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guoneng United Power Technology Lianyungang Co ltd
Original Assignee
Guodian United Power Technology Lianyungang Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guodian United Power Technology Lianyungang Co Ltd filed Critical Guodian United Power Technology Lianyungang Co Ltd
Priority to CN201910604172.2A priority Critical patent/CN110328866B/zh
Publication of CN110328866A publication Critical patent/CN110328866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110328866B publication Critical patent/CN110328866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/36Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/08Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082Blades, e.g. for helicopters
    • B29L2031/085Wind turbine blades

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法,该方法包括壳体成型、粘接角成型、试合模、合模及后固化、壳体后处理五个步骤,壳体成型主要由以下三个部分组成:模具的准备、纤维铺层和辅材铺设、真空灌注及预固化过程。本发明采用与原叶片生产方式相似的制造工艺来制作叶尖套,使得叶尖套的外形及结构与原叶片一致,保证叶片加长后的气动性能,同时,还能多方位保证叶尖套的强度和连接性,叶尖套安装采用人工吊兰方式,叶尖套与原叶片的安装是在空中实施,无需动用吊车,最大限度降低了安装的成本,而且空中安装吊装时间较短。

Description

一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法
技术领域
本发明涉及一种大型风电叶片,特别涉及一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法。
背景技术
由于煤炭、石油等化石能源资源有限且存在严重环境的污染,发展风电成为了解决全球环境与能源问题的重要手段。
风力发电装置关键的部分是叶片,设计优良的叶片使风力发电机组获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础,提高风电机组的风能捕获量起到至关重要的作用。不同风电场根据各自风况装备了相应长度叶片的风电机组,达到了设计最优化。但是,除了最优的叶片设计以外,风电机组风能捕获量更多地受到风况的影响。如果某早期风电场运营期间风速小于预期风速,那么将会给风电场带来很大的损失,也直接影响了风电机组的发电性能和经济效益。目前,中国大陆地形存在多样化,风电场运营期间风速小于预期风速的问题尤为凸显,且一直存在。
根据此种情况,为了弥补风电场风速较预期值偏低的不足,在保障风电机组整体结构不变、安全的前提下,需要对叶片结构进行深入研究,并进行有效的改进,高标准的提升风力发电机组的发电性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种用来弥补风电场风速较预期值偏低的不足的问题的大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的,本发明是一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法,其特点是,该方法包括以下步骤:
1 壳体成型
1.1 模具准备
选择按照叶片长度从法兰边L38.80m延长至L41.25m的叶尖套模具,首先对模具进行清理,然后在距模具法兰边外分型线100-150mm以内的所有区域涂抹脱模剂,在15-50℃条件下保温30-15min,待其结膜后进入下一工序;
1.2纤维铺设
纤维布铺设前,在叶尖套模具的前缘L35.70m-L39.55m区域、后缘L35.70m-L37.00m区域、叶身粘接补强区域L39.00m-L39.85m处铺设脱模布,前缘处的铺设宽度为前缘分型线内宽度100mm,后缘处的铺设宽度为后缘分型线内宽度150mm,叶身粘接补强区域的铺设宽度为分型线内宽度80mm-100mm;
纤维布铺设过程中,按如下顺序依次铺设外蒙皮、单向布、叶尖防雷补强布和内蒙皮:一层三轴向玻璃纤维布、一层双轴向玻璃纤维布、六层单向布、两层三轴向玻璃纤维布、一层双轴向玻璃纤维布、一层三轴向玻璃纤维布;
1.3辅材铺设
纤维布铺设完毕,预制叶尖套PS面壳体的叶尖天窗盖板,预制过程中整体铺设脱模布,在叶尖套PS面壳体的叶尖L39.10m-L39.50m区域先放置一层隔离膜和一层脱模布,再放两层玻纤布,按照内蒙皮的铺设步骤,第一层三轴向玻璃纤维布,第二层双轴向玻璃纤维布,最后再覆盖一层脱模布,之后依次布置导流网、抽气系统、注胶系统,最后,进行注胶成型及预固化,预固化完成后对辅材进行清理;
2前缘粘接角预制
2.1前缘粘接角制作
在前缘粘接角模具的L36.50m至叶尖位置先使用喷胶粘贴脱模布,含胶量控制在30-45%,再采用玻璃纤维铺设粘贴角铺层,粘贴角铺层与前缘粘接角模具之间铺设真空袋膜,所述的粘贴角铺层共1层三轴向玻璃纤维布和4层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻璃纤维布紧贴粘接角模具,0°纤维朝向叶尖套内腔,每层弦向错层5mm,轴向不错层,沿分型线对称铺设;
之后利用壳体真空系统抽紧,同壳体一起进行灌注和固化,前缘粘接角固化以后,按照与上下壳体的粘接面宽度不低于80mm的标准进行切割;
2.2 模具表面清理
保留叶尖套PS面壳体前缘L39.80m至叶尖区域和两面壳体后缘L39.40m~L41.00m区域的脱模布,撕除SS面前缘粘接角制作区域L39.80m至叶尖区域的脱模布,将撕除脱模布的区域打磨平整;
3 试合模
从L36.75m开始,前缘及后缘均按照每隔0.30m放置一块长度80mm、高度15mm以上的橡皮泥,之后,使用吊带对PS面模具进行翻转及定位,再将已经翻转的PS面模具,缓慢移动至SS面模具的上方,逐渐下降至SS面模具的锥形定位块上方后,将8个定位销一一对应后缓慢下降至最低点,然后放松吊带,使模具依靠重力自然锁紧;
合模1min后,起吊PS面模具并将其放置于停放工装,测量并记录各个位置的橡皮泥间隙;
4 合模及后固化
4.1避雷铜板固定
在叶尖套SS面壳体尖部L41.15m±50mm处使用AB胶、粘接剂、手糊玻纤布安装叶尖铜板,叶尖铜板一端固定避雷线接线端子, L40.50m至铜板末端的避雷线使用一层宽度为200mm-220mm的双轴向玻璃纤维布手糊固定;
4.2 Ω管固定
将Ω管粘接在叶尖套SS面壳体上,Ω管粘接固定的起始位置为L40.00m,终点位置为L41.00m,刮胶宽度为30mm,Ω管的中心线与避雷铜板的中心线重合,之后,再手糊一层玻璃纤维布加强,并在PS面标记出开天窗的区域;
4.3粘接剂刮涂
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体的前缘L39.80m至叶尖的位置、后缘L37.00m- L39.00m的位置刮涂1-2倍橡皮泥厚度的粘接剂,前缘的刮涂宽度为80mm-90mm,后缘的刮涂宽度为120mm且从L39.00m至叶尖渐变到100mm;
并在前缘粘接角下方铺设宽度不少于200mm的真空袋或者硬质塑料布;
4.4合模及后固化
按照与试合模相同的步骤再次合模,合模后完全放下PS面模具并取下吊带,将前缘及后缘共计8个点的手动锁紧螺栓安装到位并拧紧;螺栓拧紧后,取出前缘粘接角下方放置的塑料布,取出挤出滴落的粘接剂;按照粘接剂后固化的工艺进行加热固化;
5壳体后处理
5.1起模切割
后固化结束后起模,根据模具上L39.40m的标识在叶尖套PS面划线定位切割标识,之后,按照起模时已经划定的标示线切割叶根段;
5.2外补强
撕除前缘脱模布,在前缘L39.40m- L41.20m的区域制作第一层外补强,再在前缘L39.60m- L41.25m的区域制作第二层外补强,第一层外补强与第二层外补强的宽度方向错层5mm,并保留前缘补强L39.40m- L39.85m区域的脱模布;
5.3避雷安装
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体的L41.15m±50mm处各安装一个叶尖避雷栓,避雷系统电阻要求:≤0.05欧姆;
5.4切割天窗
按照合模前PS面标记线切割天窗,保存切料;
5.5打排水孔
在叶尖套SS面壳体距离后缘100mm、距离叶尖200mm处打孔,打孔方向为定位点向叶根及叶片轴线方向呈45°,排水孔贯穿蒙皮,至此,叶尖套制作完成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的,步骤1.2所述的纤维铺设过程中,
1.2.1外蒙皮铺设
依次铺设1层三轴向玻璃纤维布和1层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向上,两层外蒙皮弦向铺设为满铺,第1层纤维布超出法兰边150mm,第2层纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩20mm,一直延伸至L39.50m,与前缘修剪线自然相交;
1.2.2 单向布铺设
铺设6层单向布宽度470mm至420mm,逐层缩小10mm;单向布按照模具中心线对称铺设,铺设公差2-5mm,单向布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层20mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交;
1.2.3叶尖防雷补强布铺设
叶尖区域满铺三轴向纤维布两层,铺设范围是:L39.30m-L39.44m和L39.32-L39.42m,前缘及后缘分别向内错层20mm和30mm;
1.2.4内蒙皮铺设
依次铺设1层双轴向玻璃纤维布和1层三轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向下,弦向铺设为满铺,纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层10mm和30mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的,步骤1.3所述注胶过程中,SS面壳体模具从前缘注胶,PS面壳体模具从后缘注胶。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的,步骤1.3所述注胶步骤为:
关闭底层抽气阀门,保压10分钟,真空度变化≤1mbar/min为保压合格;
保压合格后开始注胶,注胶整体时间控制在30~60min,先打开注胶管再关闭进行空管,30s后,开启1/4-1/2的管路阀门,树脂越过导流网末端5min后再将管路阀门全部开启;注胶前锋越过注胶口较远处的分型线即可关闭注胶管,结束注胶。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的,步骤1.3所述的注胶结束后进行预固化,预固化时,将模温机的温度从40℃升至70℃,升温速率≤20°/h,并采用保温措施,保温5h后停止加热,自然降温即可。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的,步骤4.3所述粘接剂刮涂过程中,叶尖位置刮胶时刮成三角形形状,三角形尖部偏向外分型线。
与现有技术相比,本发明所述叶尖套的制造工艺采用与原叶片的生产方式保持一致,保证了加长后的叶片外形及结构与原始叶片相同,同时,叶尖套的翼型、弦长、扭角、相对厚度、变桨轴线、扭转轴线及预弯曲线也与原叶片完全一致,载荷增加在确保风电机组安全范围内;在确保风力发电机组基本设计不变、各部件配合良好、改造后安全稳定运行的前提下,增加其扫风面积,适当的提升风力发电机组性能,用来弥补风电场风速较预期值偏低的不足的问题。
附图说明
图1是本发明所述叶尖套成型时的结构示意图;
图2是本发明所述叶尖套安装时的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图,进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
实施例1,一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法,该方法包括以下步骤:
1 壳体成型
壳体成型主要由以下三个部分组成:模具的准备、纤维铺层和辅材铺设、真空灌注及预固化过程;
1.1 模具准备
选择按照叶片长度从法兰边L38.80m延长至L41.25m的叶尖套模具,首先对模具进行清理,将模具上的残留树脂或其他杂质清除,并用无油污的毛巾擦去模具上的灰尘,然后在距模具法兰边外分型线100-150mm以内的所有区域涂抹脱模剂,擦脱模剂时需要将脱模剂倒在干净的脱脂棉上再往模具上擦拭,不允许直接将脱模剂倒在模具上,每次使用的量只需将脱脂棉浸透即可,不允许在模具表面残留明显肉眼可见的液滴;脱模剂使用频率:1次/支,模具法兰边、叶根区域在每次起模后都必须涂抹脱模剂,在15-50℃条件下保温30-15min,待其结膜后进入下一工序;
1.2纤维铺设
纤维布铺设前,在叶尖套模具的前缘L35.70m-L39.55m区域、后缘L35.70m-L37.00m区域、叶身粘接补强区域L39.00m-L39.85m处铺设脱模布,前缘处的铺设宽度为前缘分型线内宽度100mm,后缘处的铺设宽度为后缘分型线内宽度150mm,叶身粘接补强区域的铺设宽度为分型线内宽度80mm-100mm;
纤维布铺设过程中,按如下顺序依次铺设外蒙皮、单向布、叶尖防雷补强布和内蒙皮:一层三轴向玻璃纤维布1215g/㎡、一层双轴向玻璃纤维布800g/㎡、六层单向布1240g/㎡、两层三轴向玻璃纤维布800g/㎡、一层双轴向玻璃纤维布808g/㎡、一层三轴向玻璃纤维布1215g/㎡;
1.3辅材铺设
纤维布铺设完毕,预制叶尖套PS面壳体的叶尖天窗盖板,预制过程中整体铺设脱模布,在叶尖套PS面壳体的叶尖L39.10m-L39.50m区域先放置一层隔离膜和一层脱模布,再放两层玻纤布,按照内蒙皮的铺设步骤,第一层三轴向玻璃纤维布,第二层双轴向玻璃纤维布,最后再覆盖一层脱模布,之后依次布置导流网、抽气系统、注胶系统,最后,进行注胶成型及预固化,预固化完成后对辅材进行清理,由于模具型面差异,SS面壳体模具从前缘注胶,PS面壳体模具从后缘注胶,待叶片预固化完成,表面温度将至40℃以下后测量硬度,邵氏硬度≥70为合格;
2前缘粘接角预制
2.1前缘粘接角制作
在前缘粘接角模具的L36.50m至叶尖位置先使用喷胶粘贴脱模布,含胶量控制在30-45%,再采用玻璃纤维铺设粘贴角铺层,粘贴角铺层与前缘粘接角模具之间铺设真空袋膜,所述的粘贴角铺层共1层三轴向玻璃纤维布和4层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻璃纤维布紧贴粘接角模具,0°纤维朝向叶尖套内腔,每层弦向错层5mm,轴向不错层,沿分型线对称铺设;
之后利用壳体真空系统抽紧,同壳体一起进行灌注和固化,前缘粘接角固化以后按照与上下壳体的粘接面宽度不低于80mm的标准进行切割;
操作时确保纤维布完全浸润后再行铺设定位,存在纤维布分层或发白浸润效果不良的粘接角禁止铺设定位;
2.2 模具表面清理
保留叶尖套PS面壳体前缘L39.80m至叶尖区域和两面壳体后缘L39.40m~L41.00m区域的脱模布,撕除SS面前缘粘接角制作区域L39.80m至叶尖区域的脱模布,将撕除脱模布的区域打磨平整,防止产生合模干涉影响粘接剂厚度的平整过渡,另外,模具法兰边定位用金属凹凸块表面或者凹槽的粉尘必须清理干净,防止引起合模间隙过大;
3 试合模
从L36.75m开始,前缘及后缘均按照每隔0.30m放置一块长度80mm、高度15mm以上的橡皮泥,之后,使用吊带对PS面模具进行翻转及定位,再将已经翻转的PS面模具,缓慢移动至SS面模具的上方,逐渐下降至SS面模具的锥形定位块上方后,将8个定位销一一对应后缓慢下降至最低点,然后放松吊带,使模具依靠重力自然锁紧;
合模1min后,起吊PS面模具并将其放置于停放工装,测量并记录各个位置的橡皮泥间隙;
4 合模及后固化
4.1避雷铜板固定
在叶尖套SS面壳体尖部L41.15m±50mm处使用AB胶、粘接剂、手糊玻纤布安装叶尖铜板,叶尖铜板一端固定避雷线接线端子, L40.50m至铜板末端的避雷线使用一层宽度为200mm-220mm的双轴向玻璃纤维布手糊固定;
4.2 Ω管固定
将Ω管粘接在叶尖套SS面壳体上,Ω管粘接固定的起始位置为L40.00m,终点位置为L41.00m,Ω管的中心线与避雷铜板的中心线重合,之后,再手糊一层玻璃纤维布加强,Ω管内无残胶,并在PS面标记出开天窗的区域,天窗的尺寸为200mm×100mm;
4.3粘接剂刮涂
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体前缘L39.80m至叶尖的位置、后缘L37.00m- L39.00m的位置刮涂1-2倍橡皮泥厚度的粘接剂,前缘的刮涂宽度为80mm-90mm,后缘的刮涂宽度为120mm且从L39.00m至叶尖渐变到100mm, 叶尖位置刮胶时刮成三角形形状,三角形尖部偏向外分型线,目的是合模后,防止残胶掉落在内腔,污染避雷铜板;
在前缘粘接角下方铺设宽度不少于200mm的真空袋或者硬质塑料布,以便接取合模过程中挤出的残胶;
4.4合模及后固化
按照与试合模相同的步骤再次合模,合模后完全放下PS面模具并取下吊带,将前缘及后缘共计8个点的手动锁紧螺栓安装到位并拧紧;螺栓拧紧后取出前缘粘接角下方放置的塑料布,取出挤出滴落的粘接剂;按照粘接剂后固化的工艺进行加热固化;
5壳体后处理
5.1起模切割
后固化结束后起模,根据模具上L39.40m的标识在叶尖套PS面划线定位切割标识,之后,按照起模时已经划定的标示线沿L39.40m切割叶根段起点,切割后确保整齐、无毛刺;
5.2外补强
撕除前缘脱模布,在前缘L39.40m- L41.20m的区域制作第一层外补强,再在前缘L39.60m- L41.25m的区域制作第二层外补强,第一层外补强与第二层外补强的宽度方向错层5mm,并保留前缘补强L39.40m- L39.85m区域的脱模布,用于现场安装叶尖套时前缘位置的手糊作业;
5.3避雷安装
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体的L41.15m±50mm处各安装一个叶尖避雷栓,避雷系统电阻要求:≤0.05欧姆, 叶尖套端部的避雷线安装铜铝连接管,避雷线与铝管端连接;
5.4切割天窗
按照合模前PS面标记线切割天窗,保存切料;
5.5打排水孔
在叶尖套SS面壳体距离后缘100mm、距离叶尖200mm处打孔,打孔方向为定位点向叶根及叶片轴线方向呈45°,排水孔贯穿蒙皮,至此,叶尖套制作完成。
实施例2,实施例1所述的制作方法,步骤1.2所述的纤维铺设过程中,
1.2.1外蒙皮铺设
依次铺设1层三轴向玻璃纤维布和1层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向上,两层外蒙皮弦向铺设为满铺,第1层纤维布超出法兰边150mm,第2层纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩20mm,一直延伸至L39.50m,与前缘修剪线自然相交;
1.2.2 单向布铺设
铺设6层单向布宽度470mm至420mm,逐层缩小10mm;单向布按照模具中心线对称铺设,铺设公差2-5mm,单向布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层20mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交;
1.2.3叶尖防雷补强布铺设
叶尖区域满铺三轴向纤维布两层,铺设范围是:L39.30m-L39.44m和L39.32-L39.42m,前缘及后缘分别向内错层20mm和30mm;
1.2.4内蒙皮铺设
依次铺设1层双轴向玻璃纤维布和1层三轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向下,弦向铺设为满铺,纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层10mm和30mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交。
实施例3,实施例1所述的制作方法,步骤1.3所述注胶步骤为:
关闭底层抽气阀门,保压10分钟,真空度变化≤1mbar/min为保压合格;
保压合格后开始注胶,注胶整体时间控制在30~60min,先打开注胶管再关闭进行空管,30s后,开启1/4-1/2的管路阀门,树脂越过导流网末端5min后再将管路阀门全部开启;注胶前锋越过注胶口较远处的分型线即可关闭注胶管,结束注胶。
实施例5,实施例1所述的制作方法,步骤1.3所述的注胶结束后进行预固化,预固化时,将模温机的温度从40℃升至70℃,升温速率≤20°/h,并采用保温措施,保温5h后停止加热,自然降温即可。
参照图1,图中1表示前缘粘接角粘接处,2表示粘接剂粘接处,成型时,将PS面壳体与SS面壳体相对扣合,前缘粘接角粘接处的 PS面壳体与SS面壳体通过前缘粘接角粘接,粘接剂粘接处的PS面壳体与SS面壳体通过粘接剂直接,这样就完成了叶尖套的粘接成型;
参照图2,图中3、4表示安装前保留脱模布的区域,安装时,将3、4处的脱模布撕除后刮涂上粘接剂,将叶尖套直接粘接在叶片叶尖处即完成了风电叶片的加长处理。
本发明采用与原叶片生产方式相似的制造工艺来制作叶尖套,使得叶尖套的外形及结构与原叶片一致,保证叶片加长后的气动性能,同时,还能多方位保证叶尖套的强度和连接性,叶尖套安装采用人工吊兰方式,叶尖套与原叶片的安装是在空中实施,无需动用吊车,最大限度降低了安装的成本,而且空中安装吊装时间较短,7个工作日即可完成安装;叶尖套的设计通过了载荷仿真计算,并进行通过对整支叶片的强度进行校核,为了加长后的叶片安全提供理论依据;叶尖套与原叶片的粘接性能也是此方案中的重中之重,为使叶片加长后安全运行,样机安装前对叶尖套与原叶片的粘接效果进行了静载实验,验证其粘接性能是否满足设计要求。

Claims (6)

1.一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
1 壳体成型
1.1 模具准备
选择按照叶片长度从法兰边L38.80m延长至L41.25m的叶尖套模具,首先对模具进行清理,然后在距模具法兰边外分型线100-150mm以内的所有区域涂抹脱模剂,在15-50℃条件下保温30-15min,待其结膜后进入下一工序;
1.2纤维铺设
纤维布铺设前,在叶尖套模具的前缘L35.70m-L39.55m区域、后缘L35.70m-L37.00m区域、叶身粘接补强区域L39.00m-L39.85m处铺设脱模布,前缘处的铺设宽度为前缘分型线内宽度100mm,后缘处的铺设宽度为后缘分型线内宽度150mm,叶身粘接补强区域的铺设宽度为分型线内宽度80mm-100mm;
纤维布铺设过程中,按如下顺序依次铺设外蒙皮、单向布、叶尖防雷补强布和内蒙皮:一层三轴向玻璃纤维布、一层双轴向玻璃纤维布、六层单向布、两层三轴向玻璃纤维布、一层双轴向玻璃纤维布、一层三轴向玻璃纤维布;
1.3辅材铺设
纤维布铺设完毕,预制叶尖套PS面壳体的叶尖天窗盖板,预制过程中整体铺设脱模布,在叶尖套PS面壳体的叶尖L39.10m-L39.50m区域先放置一层隔离膜和一层脱模布,再放两层玻纤布,按照内蒙皮的铺设步骤,第一层三轴向玻璃纤维布,第二层双轴向玻璃纤维布,最后再覆盖一层脱模布,之后依次布置导流网、抽气系统、注胶系统,最后,进行注胶成型及预固化,预固化完成后对辅材进行清理;
2前缘粘接角预制
2.1前缘粘接角制作
在前缘粘接角模具的L36.50m至叶尖位置先使用喷胶粘贴脱模布,含胶量控制在30-45%,再采用玻璃纤维铺设粘贴角铺层,粘贴角铺层与前缘粘接角模具之间铺设真空袋膜,所述的粘贴角铺层共1层三轴向玻璃纤维布和4层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻璃纤维布紧贴粘接角模具,0°纤维朝向叶尖套内腔,每层弦向错层5mm,轴向不错层,沿分型线对称铺设;
之后利用壳体真空系统抽紧,同壳体一起进行灌注和固化,前缘粘接角固化以后,按照与上下壳体的粘接面宽度不低于80mm的标准进行切割;
2.2 模具表面清理
保留叶尖套PS面壳体前缘L39.80m至叶尖区域和两面壳体后缘L39.40m~L41.00m区域的脱模布,撕除SS面前缘粘接角制作区域L39.80m至叶尖区域的脱模布,将撕除脱模布的区域打磨平整;
3 试合模
从L36.75m开始,前缘及后缘均按照每隔0.30m放置一块长度80mm、高度15mm以上的橡皮泥,之后,使用吊带对PS面模具进行翻转及定位,再将已经翻转的PS面模具,缓慢移动至SS面模具的上方,逐渐下降至SS面模具的锥形定位块上方后,将8个定位销一一对应后缓慢下降至最低点,然后放松吊带,使模具依靠重力自然锁紧;
合模1min后,起吊PS面模具并将其放置于停放工装,测量并记录各个位置的橡皮泥间隙;
4 合模及后固化
4.1避雷铜板固定
在叶尖套SS面壳体尖部L41.15m±50mm处使用AB胶、粘接剂、手糊玻纤布安装叶尖铜板,叶尖铜板一端固定避雷线接线端子, L40.50m至铜板末端的避雷线使用一层宽度为200mm-220mm的双轴向玻璃纤维布手糊固定;
4.2 Ω管固定
将Ω管粘接在叶尖套SS面壳体上,Ω管粘接固定的起始位置为L40.00m,终点位置为L41.00m,刮胶宽度为30mm,Ω管的中心线与避雷铜板的中心线重合,之后,再手糊一层玻璃纤维布加强,并在PS面标记出开天窗的区域;
4.3粘接剂刮涂
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体的前缘L39.80m至叶尖的位置、后缘L37.00m- L39.00m的位置刮涂1-2倍橡皮泥厚度的粘接剂,前缘的刮涂宽度为80mm-90mm,后缘的刮涂宽度为120mm且从L39.00m至叶尖渐变到100mm;
并在前缘粘接角下方铺设宽度不少于200mm的真空袋或者硬质塑料布;
4.4合模及后固化
按照与试合模相同的步骤再次合模,合模后完全放下PS面模具并取下吊带,将前缘及后缘共计8个点的手动锁紧螺栓安装到位并拧紧;螺栓拧紧后,取出前缘粘接角下方放置的塑料布,取出挤出滴落的粘接剂;按照粘接剂后固化的工艺进行加热固化;
5壳体后处理
5.1起模切割
后固化结束后起模,根据模具上L39.40m的标识在叶尖套PS面划线定位切割标识,之后,按照起模时已经划定的标示线切割叶根段;
5.2外补强
撕除前缘脱模布,在前缘L39.40m- L41.20m的区域制作第一层外补强,再在前缘L39.60m- L41.25m的区域制作第二层外补强,第一层外补强与第二层外补强的宽度方向错层5mm,并保留前缘补强L39.40m- L39.85m区域的脱模布;
5.3避雷安装
在叶尖套PS面壳体和SS面壳体的L41.15m±50mm处各安装一个叶尖避雷栓,避雷系统电阻要求:≤0.05欧姆;
5.4切割天窗
按照合模前PS面标记线切割天窗,保存切料;
5.5打排水孔
在叶尖套SS面壳体距离后缘100mm、距离叶尖200mm处打孔,打孔方向为定位点向叶根及叶片轴线方向呈45°,排水孔贯穿蒙皮,至此,叶尖套制作完成。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于:步骤1.2所述的纤维铺设过程中,
1.2.1外蒙皮铺设
依次铺设1层三轴向玻璃纤维布和1层双轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向上,两层外蒙皮弦向铺设为满铺,第1层纤维布超出法兰边150mm,第2层纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩20mm,一直延伸至L39.50m,与前缘修剪线自然相交;
1.2.2 单向布铺设
铺设6层单向布宽度470mm至420mm,逐层缩小10mm;单向布按照模具中心线对称铺设,铺设公差2-5mm,单向布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层20mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交;
1.2.3叶尖防雷补强布铺设
叶尖区域满铺三轴向玻璃纤维布两层,铺设范围是:L39.30m-L39.44m和L39.32-L39.42m,前缘及后缘分别向内错层20mm和30mm;
1.2.4内蒙皮铺设
依次铺设1层双轴向玻璃纤维布和1层三轴向玻璃纤维布,三轴向玻纤0°纱线层向下,弦向铺设为满铺,纤维布前缘修剪至法兰边内侧,后缘向内侧缩层10mm和30mm,内缩必须延伸至L39.50m,与前缘修剪线相交。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于:步骤1.3所述注胶过程中,SS面壳体模具从前缘注胶,PS面壳体模具从后缘注胶。
4.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于:步骤1.3所述注胶步骤为:
关闭底层抽气阀门,保压10分钟,真空度变化≤1mbar/min为保压合格;
保压合格后开始注胶,注胶整体时间控制在30~60min,先打开注胶管再关闭进行空管,30s后,开启1/4-1/2的管路阀门,树脂越过导流网末端5min后再将管路阀门全部开启;注胶前锋越过注胶口较远处的分型线即可关闭注胶管,结束注胶。
5.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于:步骤1.3所述的注胶结束后进行预固化,预固化时,将模温机的温度从40℃升至70℃,升温速率≤20°/h,并采用保温措施,保温5h后停止加热,自然降温即可。
6.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于:步骤4.3所述粘接剂刮涂过程中,叶尖位置刮胶时刮成三角形形状,三角形尖部偏向外分型线。
CN201910604172.2A 2019-07-05 2019-07-05 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法 Active CN110328866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910604172.2A CN110328866B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910604172.2A CN110328866B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110328866A true CN110328866A (zh) 2019-10-15
CN110328866B CN110328866B (zh) 2021-02-02

Family

ID=68144300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910604172.2A Active CN110328866B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110328866B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111231369A (zh) * 2020-02-18 2020-06-05 中材科技风电叶片股份有限公司 防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法
CN112826539A (zh) * 2021-01-04 2021-05-25 中山大学 一种咽拭子及其制作方法
CN113334807A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 大连双瑞风电叶片有限公司 一种风电叶片外补强免修型工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202079709U (zh) * 2011-05-25 2011-12-21 迪皮埃复材构件(太仓)有限公司 一种尖部避雷针定位工装
CN205423084U (zh) * 2015-12-21 2016-08-03 大唐桂冠盘县四格风力发电有限公司 风力发电机叶片叶尖防雷装置
CN107009644A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 一种风电叶片制造方法
WO2017171703A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 General Electric Company Rotor blade tip mold assembly including solid core and method for forming rotor blade tip
US20170363104A1 (en) * 2016-06-16 2017-12-21 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Composite rotatable assembly for an axial-flow compressor
CN107791543A (zh) * 2017-10-30 2018-03-13 国电联合动力技术有限公司 叶片后缘粘接角阳模制备方法和叶片后缘粘接角制备方法
CN109162863A (zh) * 2018-06-29 2019-01-08 江苏金风科技有限公司 加长叶片的成型方法、预制叶尖及加长叶片

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202079709U (zh) * 2011-05-25 2011-12-21 迪皮埃复材构件(太仓)有限公司 一种尖部避雷针定位工装
CN205423084U (zh) * 2015-12-21 2016-08-03 大唐桂冠盘县四格风力发电有限公司 风力发电机叶片叶尖防雷装置
WO2017171703A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 General Electric Company Rotor blade tip mold assembly including solid core and method for forming rotor blade tip
US20170363104A1 (en) * 2016-06-16 2017-12-21 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Composite rotatable assembly for an axial-flow compressor
CN107009644A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 一种风电叶片制造方法
CN107791543A (zh) * 2017-10-30 2018-03-13 国电联合动力技术有限公司 叶片后缘粘接角阳模制备方法和叶片后缘粘接角制备方法
CN109162863A (zh) * 2018-06-29 2019-01-08 江苏金风科技有限公司 加长叶片的成型方法、预制叶尖及加长叶片

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
文习山: "叶片转动对风机引雷能力影响的模拟试验研究", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111231369A (zh) * 2020-02-18 2020-06-05 中材科技风电叶片股份有限公司 防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法
CN112826539A (zh) * 2021-01-04 2021-05-25 中山大学 一种咽拭子及其制作方法
CN113334807A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 大连双瑞风电叶片有限公司 一种风电叶片外补强免修型工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110328866B (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110328866A (zh) 一种大型风电叶片加长用叶尖套的制作方法
CN101749194B (zh) 一种大型风力发电机组风轮叶片及其成型方法
CN104995015B (zh) 制造用于风轮机叶片的空气动力外壳部分的方法
CN111608852B (zh) 一种轻量化风机叶片及其制作方法
WO2023274423A1 (zh) 模块化风电叶片及其制造方法
CN105508131A (zh) 一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法
CN107246354B (zh) 一种风电叶片及其制造方法
CN102416700A (zh) 垂直轴风力发电机叶片的生产制造工艺
CN105346105B (zh) 一种风电叶片的制作模具及制作方法
CN102320142A (zh) 一种兆瓦级风力发电机叶片合模时的后缘粘接方法
US10625450B2 (en) Wind turbine blade
CN106671450A (zh) 一种风电叶片腹板免切割制作方法
CN109153207A (zh) 模制风力涡轮机叶片的壳体部件的方法
CN113165296A (zh) 关于风力涡轮机叶片制造的改进
CN108656417A (zh) 一种风电叶片表面涂层的涂覆方法
CN114127427A (zh) 纵向边缘延伸件
CN113787740B (zh) 一种风力机叶片后缘补强性修复方法
CN206999679U (zh) 碳纤维双面板加筋结构件
CN101767469A (zh) 一种大型风力叶片整体成型工艺
CN109291468B (zh) 低风速风电叶片局部加强方法、加强预制体及风电机组
CN102672978A (zh) 风力发电机叶片的制作工艺
CN110725775B (zh) 一种一体成型风力发电机叶片及其制造方法
CN109878105B (zh) 用于风电叶片制造的纤维铺层方法
CN111173675A (zh) 一种油漆预制膜、防护结构及其制备方法
CN113147057B (zh) 一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 222069 west side of Dapu Road, Lianyungang Economic and Technological Development Zone, Lianyungang City, Jiangsu Province (south of Dongfang Avenue)

Patentee after: Guoneng United Power Technology (Lianyungang) Co.,Ltd.

Address before: 222000 No.88 Dapu Road, Lianyungang Economic and Technological Development Zone, Lianyungang City, Jiangsu Province

Patentee before: Guodian United Power Technology (Lianyungang) Co.,Ltd.