CN113910642B

CN113910642B - 一种修补螺栓成型方法及其成型模具

Info

Publication number: CN113910642B
Application number: CN202111144770.XA
Authority: CN
Inventors: 谈源; 徐华; 王瑞; 汤娟; 周敏杰
Original assignee: Changzhou New Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Changzhou New Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2041-09-28
Also published as: CN113910642A

Abstract

本发明提供了一种修补螺栓成型方法，包括，步骤S1：在金属结构外侧沿长度方向由环向缠绕纤维纱线或纤维织物，形成第一结构；步骤S2：在第一结构外侧设置上层织物和下层织物，形成第二结构，所述上层织物和下层织物的两侧延伸至第一结构外侧，形成延展部；步骤S3：将第二结构放入修补螺栓成型模具内固化；步骤S4：切除延展部，形成修补螺栓。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的修补螺栓成型方法及成型模具，通过将修补螺栓最外层的织物由环向缠绕改为上下两部分，并在边缘留出一定宽度的加工余量，解决RTM工艺回转缠绕体合模过程中的夹纱问题，提高合模质量，保证产品尺寸稳定性。

Description

一种修补螺栓成型方法及其成型模具

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，具体而言，涉及一种修补螺栓成型方法及成型模具。

背景技术

近几年，风力发电机组的需求不断增加，同时，风机叶片的长度也越来越长，在使用过程中，叶根螺栓由于长时间磨损容易发生断裂现象，这和叶根螺栓本身的质量有关，即使叶根螺栓不发生断裂，在长达十几年的使用时间后，油污或者海水腐蚀会破坏复合材料界面，造成分层现象，威胁机组运行，严重者甚至造成风力发电机组倒塌。

现有的修补方法，若叶根螺栓断裂，则将金属取出，更换修补螺栓，若只是发生金属与纤维织物分层现象，则将金属取出，在原金属外侧缠绕纤维织物，制作成修补螺栓，同时将取出金属的孔进一步扩大，即扩孔，最后将修补螺栓放入该孔中再次固话成型。

修补螺栓最外层的UD织物一般呈环向缠绕，在采用RTM 工艺成型时，回转缠绕体在合模过程中，边缘容易夹在上模和下模之间，造成夹纱现象，影响成型质量。

有鉴于上述缺陷，本申请人积极主动加以研究，以期创设一种修补螺栓成型方法及成型模具，使其更具使用价值。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种修补螺栓成型方法及成型模具，旨在解决现有技术中，修补螺栓成型过程中容易发生夹纱的技术问题。

本发明提出了一种修补螺栓成型方法，包括如下步骤：

步骤S1：在金属结构外侧沿长度方向由环向缠绕纤维纱线或纤维织物，形成第一结构；

步骤S2：在第一结构外侧设置上层织物和下层织物，形成第二结构，所述上层织物和下层织物的两侧延伸至第一结构外侧，形成延展部；

步骤S3：将第二结构放入修补螺栓成型模具内固化；

步骤S4：切除延展部，形成修补螺栓。

进一步地，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sa：

步骤Sa：在所述上层织物和所述下层织物交接处沿所述第一结构长度方向设置捻子条，对间隙进行填充。

进一步地，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sb：

步骤Sb：在所述第二结构沿轴身方向设置若干间隔分布的凸台。

本发明还提出了一种修补螺栓成型模具，包括上模、下模；

所述上模上设置有第一型腔，所述下模上设置有第二型腔，二者对扣形成供修补螺栓固化的成型型腔；

所述上模上设置有进胶口和出胶口，所述进胶口、出胶口和所述第一型腔连通；

所述第一型腔两侧设置有供延展部放置的第三型腔；

所述第二型腔两侧设置有供延展部放置的第四型腔。

进一步地，还包括侧板，所述侧板设置在成型型腔的敞口端，对所述上模、下模封边，所述侧板上设置有供金属结构穿过的通孔。

进一步地，所述上模和所述下模之间、所述侧板和所述上模、下模之间还设置有圆形密封条，用以防止胶液向四周溢流。

进一步地，还包括对所述金属结构限位的定位螺钉，所述定位螺钉的头部设置在所述侧板外侧，尾部穿设在金属结构内，且与所述金属结构螺纹连接。

进一步地，所述定位螺钉的头部与所述侧板之间设置有用以密封的硅胶密封垫片。

进一步地，所述上模和所述下模相对位置设置有锥度精定位销，用以所述上模和所述下模的快速精确定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的修补螺栓成型方法及成型模具，通过将修补螺栓最外层的织物由环向缠绕改为上下两部分，并在边缘留出一定宽度的加工余量，解决RTM工艺回转缠绕体合模过程中的夹纱问题，提高合模质量，保证产品尺寸稳定性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的金属结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的第二结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的用于体现捻子条设置位置的示意图；

图5为本发明实施例提供的用于体现第二结构在成型模具内的位置图；

图6为本发明实施例提供的用于体现圆形密封条设置位置的示意图；

图7为本发明实施例提供的成型模具的侧视图；

图8为本发明实施例提供的用于体现锥度精定位销位置的剖视图；

图9为本发明实施例提供的上模的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的下模的结构示意图；

附图标记：1、修补螺栓；11、金属结构；12、第一结构；13、上层织物；14、下层织物；15、第二结构；16、延展部；21、上模；211、第一型腔；213、第三型腔；214、进胶口；215、出胶口；22、下模；221、第二型腔；222、第四型腔；23、侧板；24、定位螺钉；25、硅胶密封垫片；26、锥度精定位销；27、圆形密封条；3、捻子条；4、凸台。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1至图10，由图可知，本发明实施例提出的修补螺栓成型方法，包括如下步骤：

步骤S1：在金属结构11外侧沿长度方向由环向缠绕纤维纱线或纤维织物，形成第一结构12（如附图2所示）；

步骤S2：在第一结构12外侧设置上层织物13和下层织物14，形成第二结构15（如附图3所示），上层织物13和下层织物14的两侧延伸至第一结构12外侧，形成延展部16；

步骤S3：将第二结构15放入修补螺栓成型模具2内固化；

步骤S4：切除延展部16，形成修补螺栓1。

在实际修补过程中，将叶根端部未断裂的金属部件重新塞入修补螺栓1中，将取出金属部件的孔扩大，将修补螺栓放入该孔中，再对其进行整体固化，完成低成本修补，本实施例中，通过将修补螺栓最外层的织物由环向缠绕改为上下两部分，并在边缘留出一定宽度的加工余量，解决RTM工艺回转缠绕体合模过程中的夹纱问题，提高合模质量，保证产品尺寸稳定性。需要解释的是，此处的夹纱现象，指的是在环向缠绕后，纱线的端部或者处于上模具和下模具交界处的纱会随着注胶时树脂的流动夹在上模具和下模具的缝隙之间，最终固化成型后的表面会发生褶皱等现象，影响最终的成品率。

本实施例中，步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sa：

步骤Sa：在上层织物13和下层织物14交接处沿第一结构12长度方向设置捻子条3，对间隙进行填充（如图4所示），此处的捻子条3同样为纤维复合材料，最终会与上层织物13和下层织物14共同固化，捻子条3的设置，使得整体的强度、稳定性得到提高，上层织物13和下层织物14交接处不容易发生层间撕裂的现象。

本实施例中，步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sb：

步骤Sb：在第二结构15沿轴身方向设置若干间隔分布的凸台4，在具体成型时，采用结构胶单独成型后，以喷胶固定于成型模具表面对应的凹槽内，最终与第二结构15固化成型，结构胶成型的凸台4有足够的韧性，一同固化成型则避免了机械加工定位块成本高、效率低下、质量稳定性差等问题。

本发明实施例还提出了一种修补螺栓成型模具，具体包括上模21、下模22，其中，上模21上设置有第一型腔211，下模22上设置有第二型腔221，二者对扣形成供修补螺栓1固化的成型型腔，上模21上设置有进胶口214和出胶口215，进胶口214、出胶口215和第一型腔211连通，第一型腔211两侧设置有供延展部16放置的第三型腔213，第二型腔221两侧设置有供延展部16放置的第四型腔222。本实施例通过设置第三型腔213、第四型腔222来解决夹纱问题（具体原理已阐述，在此不做赘述）。

本发明实施例中，为了对胶液进行密封同时对金属结构11进行固定，还包括侧板23，侧板23设置在成型型腔的敞口端，对上模21、下模22封边，侧板23上设置有供金属结构11穿过的通孔，当金属结构11穿设在通孔内后，再通过定位螺钉24进行固定和限位，具体为，定位螺钉24的头部设置在侧板23外侧，尾部穿设在金属结构11内，且与金属结构11螺纹连接（如图5所示）。此处，定位螺钉24与金属结构11通过螺纹连接，可以避免固化过程中由于定位螺钉24松动造成的胶液溢流，同时避免金属结构11发生位移。

作为一种优选实施例，定位螺钉34的头部与侧板23之间设置有用以密封的硅胶密封垫片25。

作为一种优选实施例，上模21和下模22之间、侧板23和上模21、下模22之间还设置有圆形密封条27，用以防止胶液向四周溢流，本实施例中，为了保证密封效果，圆形密封条27设置两圈（如图6所示）。

本实施例中，上模21和下模22相对位置设置有锥度精定位销26，用以上模21和下模22的快速精确定位（如图8所示）。

需要注意的是，为了方便脱模，本事实例中，需要脱模的部分会预先擦拭脱模剂。

继续参阅图7或者图9，上模21和下模22之间，为了方便脱模，四个边角处设置有供撬具嵌入的凹口。

继续参阅图9，上模21和下模22上设置有凸起的压边，来提高该区域纤维体积含量，避免树脂在压边区域外形成树脂流道，使成型模腔内的空气能够充分排出，提高制件质量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种修补螺栓成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：在金属结构（11）外侧沿长度方向由环向缠绕纤维纱线或纤维织物，形成第一结构（12）；

步骤S2：在第一结构（12）外侧设置上层织物（13）和下层织物（14），形成第二结构（15），所述上层织物（13）和下层织物（14）的两侧延伸至第一结构（12）外侧，形成延展部（16）；

步骤S3：将第二结构（15）放入修补螺栓成型模具（2）内固化；

步骤S4：切除延展部（16），形成修补螺栓（1）；

其中，步骤S3中，所述修补螺栓成型模具（2）包括：上模（21）、下模（22）；

所述上模（21）上设置有第一型腔（211），所述下模（22）上设置有第二型腔（221），二者对扣形成供修补螺栓（1）固化的成型型腔；

所述上模（21）上设置有进胶口（214）和出胶口（215），所述进胶口（214）、出胶口（215）和所述第一型腔（211）连通；

所述第一型腔（211）两侧设置有供延展部（16）放置的第三型腔（213）；

所述第二型腔（221）两侧设置有供延展部（16）放置的第四型腔（222）。

2.根据权利要求1所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sa：

步骤Sa：在所述上层织物（13）和所述下层织物（14）交接处沿所述第一结构（12）长度方向设置捻子条（3），对间隙进行填充。

3.根据权利要求1所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括步骤Sb：

步骤Sb：在所述第二结构（15）沿轴身方向设置若干间隔分布的凸台（4）。

4.根据权利要求1所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，在所述修补螺栓成型模具（2）中，还包括侧板（23），所述侧板（23）设置在成型型腔的敞口端，对所述上模（21）、下模（22）封边，所述侧板（23）上设置有供金属结构（11）穿过的通孔。

5.根据权利要求4所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，在所述修补螺栓成型模具（2）中，所述上模（21）和所述下模（22）之间、所述侧板（23）和所述上模（21）、下模（22）之间还设置有圆形密封条（27），用以防止胶液向四周溢流。

6.根据权利要求5所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，在所述修补螺栓成型模具（2）中，还包括对所述金属结构（11）限位的定位螺钉（24），所述定位螺钉（24）的头部设置在所述侧板（23）外侧，尾部穿设在金属结构（11）内，且与所述金属结构（11）螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，在所述修补螺栓成型模具（2）中，所述定位螺钉（34）的头部与所述侧板（23）之间设置有用以密封的硅胶密封垫片（25）。

8.根据权利要求1所述的修补螺栓成型方法，其特征在于，在所述修补螺栓成型模具（2）中，所述上模（21）和所述下模（22）相对位置设置有锥度精定位销（26），用以所述上模（21）和所述下模（22）的快速精确定位。