CN113210685A - 一种用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风电机组叶片制作时的根部合模缝打磨设备，包括：整机机架和定位支架，整机机架设置在定位支架的顶部；传动行走支架，设置在整机机架的两侧；打磨铣削部件，设置在叶片制作模具的两侧；以及打磨驱动部件，与打磨铣削部件相连，用于驱动打磨铣削部件分别在X轴、Y轴、Z轴上对叶片制作模具进行打磨。本发明的能够有效的控制加工过程中的粉尘，叶根的前后缘区域再制作完成后，能够通过铣削部件的应用，对前后缘粘接部位有一定程度的玻璃钢层进行切割打磨处理，不仅取代了人工操作，而且减少了操作时间，降低了人工成本。

Description

一种用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种用于风电机组叶片制作时的根部自动打磨设备。

背景技术

风力发电机组的基本工作原理是通过风轮从风中吸收能量并利用空气动力学原理将风能转化成为动能，然后通过电机将转动能转化成为电能。其中风轮包含轮毂和叶片，叶片作为风力发电系统中最基础也是最核心的部件，对制作材料的要求很高，叶片不仅需要具有较轻的重量，还需要具有较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能，因此现在的风机厂商广泛采用复合材料制造风机叶片，复合材料占整个风机叶片的比重甚至高达90％。

目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放后树脂注入的RTM成型工艺复合而成。

RTM工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，主要原理为首先在模具中铺放好按设计和工艺要求的增强材料和辅助成型材料，然后采用真空设备，利用大气压差将专用的低粘度体系树脂体系注入迎风面和背风面的模具，模具加热固化完成后，撕去迎风面和背风面的模具上的辅助材料，打磨处理模具里的壳体粘接区域，处理完成后刮涂结构胶，完成迎风面和背风面模具的合模工序。

叶片叶根区域为叶片结构中的主承力部分，也是切割打磨量最大的位置。叶根前后缘粘接部位有一定长度、宽度和厚度的玻璃钢需要切割打磨处理后方能进行粘接。目前的工艺都是工人用手持工具来完成这项工序，不仅有切伤和过度打磨的质量隐患，而且打磨过程中周围环境粉尘浓度太大，对人体造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免人工打磨、有效控制粉尘的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备。

为实现上述目的，本发明的一种用于风电机组叶片制作时根部打磨设备的具体技术方案为：

一种用于风电机组叶片制作时的根部合模缝打磨设备，包括：整机机架和定位支架，整机机架设置在定位支架的顶部；传动行走支架，设置在整机机架的两侧；打磨铣削部件，设置在叶片制作模具的两侧；以及打磨驱动部件，与打磨铣削部件相连，用于驱动打磨铣削部件分别在X轴、Y轴、Z轴上对叶片制作模具进行打磨。

本发明的一种用于风电机组叶片制作时根部打磨设备的优点在于：

1)叶片根部滚铣设备能够有效的控制加工过程中的粉尘，达到改善员工工作环境，降低制作人工成本的目的；

2)叶根的前后缘区域再制作完成后，能够通过铣削部件的应用，对前后缘粘接部位有一定程度的玻璃钢层进行切割打磨处理，不仅取代了人工操作，而且减少了操作时间，降低了人工成本；

3)取消了人工打磨的操作工艺，提供了一种机械化操作工艺更稳定环境更友好的操作方式。

附图说明

图1为本发明的叶片根部切割滚铣设备的结构示意图；

图2为本发明的叶片根部切割滚铣设备的正视图；

图3为本发明的叶片根部切割滚铣设备的俯视图。

图中：1、传动行走支架；2、整机机架；3、定位支架；4、打磨机构；

5、控制系统；6、打磨铣削部件；7、打磨驱动机构；8、合金钢转位刀片；9、铣削罩壳。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种用于风电机组叶片制作时根部打磨设备做进一步详细的描述。

如图1至图3所示，其示为本发明的一种用于风电机组叶片制作时根部自动打磨设备，本发明的叶根自动打磨设备采用自动化加工技术，代替了传统的手工打磨，可以自动将叶片根部打磨加工成给定的工艺尺寸。

进一步，根部自动打磨设备包括定位支架3和整机机架2，通过多个定位支架3支撑整机机架2。整机机架2和定位支架3用于满足设备在加工过程中的载荷要求，以具备足够的强度和刚度。满足多叶片节圆直径的要求，具有通用性可调整。本发明中的设备定位方式采用行车吊装在模具钢架固定定位模式，易装易拆操作简便，单片模具定位时间控制在10分钟之内。

进一步，定位支架3的底座下设置有万向轮，在更换叶片制作模具时，整机支架和定位支架可吊到地面上人工推行，并配备有柔性吊索。

进一步，整机机架2呈水平设置，且与叶片制作模具相对固定，传动行走支架1分别设置在整机机架2的两侧，传动行走支架1的行走方向与叶片制作模具的轴向方向平行。

进一步，整机机架2的一端设置在相连的打磨铣削部件6与打磨驱动部件7，打磨铣削部件6位于叶片制作模具合模缝的上方两侧，通过打磨驱动部件7驱动，从而对叶片合模粘接区域进行铣削切割，以实现叶片叶根粘接区域加工过程中的铣削与粉尘收集功能。

进一步，打磨铣削部件6可拆卸的设置在叶片制作模具的两侧，用于分别加工处理叶片制作模具的迎风面和背风面。单片模具安装时间小于10分钟，两台设备为一组，可以同时对叶片根部的前缘和后缘进行打磨，打磨数据可以上传到现场总线。叶根打磨设备属于移动使用设备，有加工需求时，通过行车吊装系统协助安装位，单次打磨的厚度可以达到10-15mm，主轴跳动小于0.1mm。

进一步，打磨铣削部件6包括合金钢转位刀片8，通过合金钢转位刀片8对叶片制作模具进行单边滚铣削，且每一轴行程要足够满足切割要求，重复定位精度≤0.2mm，以实现在X轴、Y轴、Z轴上自动控制和手动调整。并且，打磨铣削部件6的外部套设有铣削罩壳9。

进一步，打磨驱动部件7包括伺服电机、丝杠、导轨和防尘套，以提高在三个方向上运行的精度。机床工作完成后，有相应程序以保证铣头进入机床平衡位置，保证起吊平稳。通过2-3次铣削完成30-40mm的玻璃钢高度，单次铣削厚度10-15mm)，主轴跳动＜0.1mm。

进一步，还包括吸尘单元，采用工业吸尘器，通过吸尘管与铣削罩壳9相连通，以确保设备工作过程中产生的粉尘能被有效的吸收，在设备工作时，防尘罩外不产生肉眼可见粉尘飞扬。

进一步，还包括控制系统5，设置在整机机架2的一侧，采用CNC控制系统，用于风电叶片的半蒙皮单边滚铣方式加工，解决了切割设备受限于叶根基圆变化，能够在不同叶片型号或不同叶型基圆间相互使用。其中，控制系统5的控制精度0.001mm，叶片根部打磨加工尺寸误差小于0.2mm。打磨刀具的转动使用可调速系统，速度可以根据工艺要求设定。根据叶片根部的依照叶形技术参数在自动加工状态时能够自动完成叶根打磨。可以打磨多种不同的叶片型号。

本发明的一种用于风电机组叶片制作时根部打磨设备，叶片根部滚铣设备能够有效的控制加工过程中的粉尘，达到改善员工工作环境，降低制作人工成本的目的；叶根的前后缘区域再制作完成后，前后缘粘接部位有一定程度的玻璃钢层需要切割打磨处理方能进行粘接，切割切磨过程需要大量的人力和时间，通过叶片根部滚铣设备应用，不仅取代了人工操作，而且减少了操作时间，降低了人工成本；取消了人工打磨的操作工艺，提供了一种机械化操作工艺更稳定环境更友好的操作方式。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于风电机组叶片制作时的根部合模缝打磨设备，其特征在于，包括：

整机机架(2)和定位支架(3)，整机机架(2)设置在定位支架(3)的顶部；

传动行走支架(1)，设置在整机机架(2)的两侧；

打磨铣削部件，设置在叶片制作模具的两侧；以及

打磨驱动部件，与打磨铣削部件相连，用于驱动打磨铣削部件分别在X轴、Y轴、Z轴上对叶片制作模具进行打磨。

2.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，定位支架(2)的底座下设置有万向轮。

3.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，整机机架(2)呈水平设置，与叶片制作模具相对固定。

4.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，打磨铣削部件(6)位于叶片制作模具合模缝的上方两侧。

5.根据权利要求4所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，打磨铣削部件(6)包括合金钢转位刀片，通过合金钢转位刀片(8)的单边滚铣削以实现对叶片制作模具的X轴、Y轴、Z轴铣削。

6.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，打磨驱动部件(7)包括伺服电机、丝杠、导轨和防尘套。

7.根据权利要求5所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，打磨铣削部件(6)的外部套设有铣削罩壳(9)。

8.根据权利要求7所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，还包括吸尘单元，通过吸尘管与铣削罩壳(9)相连通。

9.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，还包括控制系统(5)，设置在整机机架(2)的一侧。

10.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备，其特征在于，控制系统(5)为CNC控制系统。

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