CN114311453A - 一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 - Google Patents
一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114311453A CN114311453A CN202111360421.1A CN202111360421A CN114311453A CN 114311453 A CN114311453 A CN 114311453A CN 202111360421 A CN202111360421 A CN 202111360421A CN 114311453 A CN114311453 A CN 114311453A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- web
- plate
- wind power
- vacuum
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 34
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 22
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，包括以下步骤：腹板预铺设；叶片迎风面及背风面制作；腹板放置及定位；叶片真空灌注固化；将与背风面壳体一体成型的腹板与迎风面壳体进行进行合体，得产品，本发明提供一种风电叶片腹板随背风面壳体一体灌注，该方法在风电叶片灌注成型过程中，使得腹板随背风面壳体一体灌注成型，从而省去部分粘接腹板所需的粘接剂，降低叶片重量和生产成本，减少腹板模具成本投入及提升腹板转运过程的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片腹板加工技术领域，具体涉及一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法。
背景技术
风电叶片作为风力发电机捕捉风能的直接部件，通常要求具有良好的空气动力学外形，而其作为功能部件，又必须具备轻质、高强等结构特点，这就使风电叶片通常设计为外形闭合、内部空心的结构。为了保证叶片有足够的刚度，在叶片设计的时候内腔中都有一个或多个腹板对叶片内腔进行支撑，从而使叶片内部形成一个工字梁结构，达到相应的刚度和强度要求。
风电叶片尺寸通常较大（目前最大的风电叶片已经达到108m长），大型风电叶片的制造一般是先分别成型叶片的两个半片：迎风面和背风面，然后通过腹板以及其他粘接部件使用粘接剂将两个半片粘接在一起。这就导致在风电叶片成型过程中需要使用更多的粘接剂（大型叶片粘接剂用量一般在750kg以上）。而随着风电叶片的大型化趋势，因为长度和重量的增加，其安全余量也越来越小，这其中如何降低风电叶片重量则是关键。同时随着风电叶片平价上网时代的到来，风电叶片成本压力也越来越大，如何实现成本降低，增强市场竞争力，也是各企业关注的重点。
发明内容
针对风电叶片在成型过程中会产生较大胶粘剂用量，导致叶片重量增加，安全余量减小，同时也对整个叶片生产增加到了较大成本的问题，本发明提供一种风电叶片腹板随背风面壳体一体灌注，该方法在风电叶片灌注成型过程中，使得腹板随背风面壳体一体灌注成型，从而省去部分粘接腹板所需的粘接剂，降低叶片重量和生产成本，减少腹板模具成本投入及提升腹板转运过程的便利性。
本发明所采用的技术方案是：一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，包括以下步骤：
步骤一、腹板预铺设；将腹板成型所需的玻璃纤维布、芯材铺设于随型芯模上，并进行固定；
步骤二、叶片迎风面及背风面制作；分别在叶片迎风面模具及背风面模具上铺设铺层结构，铺层结构包括玻璃纤维布、预制件、芯材，在叶片迎风面模具上铺设真空辅助材料;
步骤三、腹板放置及定位；将腹板随步骤一中的芯模一同放置于背风面模具上，并使用定位工装进行腹板位置及角度定位；
步骤四、叶片真空灌注固化；移去定位工装，在步骤二的背风面模具上方及腹板的外表面铺设真空辅助材料，建立灌注成型用真空系统，确认真空系统无误后，使用在线灌注设备，对叶片进行真空灌注，叶片灌注完成后，开启模具加热系统，使叶片固化成型；待制品固化后，将芯模去除, 得到完整的叶片迎风面壳体和背风面壳体；
步骤五、将与背风面壳体一体成型的腹板5与叶片迎风面壳体进行黏接，得产品。
进一步的，真空辅助材料包括从下到上依次铺设的带孔隔离膜、导流网及真空袋膜，且在导流网及真空袋膜之间铺设有注胶管及抽真空管。
进一步的，定位工装包括定位支架，该定位支架是由竖直板和水平板首尾依次连接组成的L型支架。
进一步的，竖直板和水平板间的角度为90℃，且竖直板和水平板间设置有加强板。
进一步的，竖直板在竖直方向上紧贴腹板设置，水平板远离竖直板的一端与支撑架相连。
进一步的，背风面模具安装在支撑架上。
本发明具有以下有益效果表现在以下方面：本发明的优点在于提供一种方法来实现腹板随壳体一体灌注成型，从而降低风电叶片在成型过程中粘接剂的用量，并降低叶片重量，减少腹板模具成本的投入，降低叶片成本，增强市场竞争力。
附图说明
图1是发明的腹板铺设的结构示意图；
图2是发明的腹板放置在背风面模具的结构示意图；
图3发明的定位工装与支撑架连接的结构示意图；
图4发明的腹板芯模去除后背风面模具的结构示意图；
图示标记，1、玻璃纤维布，2、腹板芯材，3、芯模，5、腹板，6、铺层结构，7、背风面模具，8、支撑架，9、定位支架，10、竖直板，1001、水平板，1002、加强板，11、真空辅助材料，12、带孔隔离膜，13、背风面壳体，14、导流网，15、真空袋膜，16、注胶管。
具体实施方式
下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，包括以下步骤：
步骤一、腹板预铺设；将腹板5成型所需的玻璃纤维布1、芯材2铺设于随型芯模3上，并进行固定；
步骤二、叶片迎风面及背风面制作；分别在叶片迎风面模具及背风面模具7上铺设铺层结构6，铺层结构6包括玻璃纤维布、预制件、芯材，在叶片迎风面模具上铺设真空辅助材料11；真空辅助材料11包括从下到上依次铺设的带孔隔离膜12、导流网14及真空袋膜15，且在导流网14及真空袋膜15之间铺设有注胶管16及抽真空管；
步骤三、腹板放置及定位；背风面模具7安装在支撑架8上，将腹板5随步骤一中的芯模3一同放置于背风面模具7上，并使用定位工装进行腹板5位置及角度定位；
步骤四、叶片真空灌注固化；移去定位工装，在步骤二的背风面模具7上方及腹板5的外表面铺设真空辅助材料11，建立灌注成型用真空系统，确认真空系统无误后，使用在线灌注设备，对叶片进行真空灌注，叶片灌注完成后，开启模具加热系统，使叶片固化成型；待制品固化后，将芯模3去除, 得到完整的叶片迎风面壳体和背风面壳体13；
步骤五、将与背风面壳体13一体成型的腹板5与叶片迎风面壳体进行黏接，得产品。
定位工装包括定位支架9，该定位支架9是由竖直板10和水平板1001首尾依次连接组成的L型支架；竖直板10和水平板1001间的角度为90℃，且竖直板10和水平板1001间设置有加强板；竖直板10在竖直方向上紧贴腹板5设置，水平板1001远离竖直板10的一端与支撑架8相连。
实施例1
一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，包括以下步骤：
步骤一、腹板5预铺设；将腹板5成型所需的玻璃纤维布1、芯材2铺设于随型芯模3上，并进行固定；其步骤具体表现在以下过程：将芯模4表面均匀涂抹脱模剂，待其固化成膜厚，将腹板玻璃纤维布1、芯材2分别按表1、表2、表3结构铺设成型腹板且固定牢固，并用吊装工装进行吊装准备；
铺设成型腹板的结构包括铺设在芯模两侧的侧板及铺设在芯模顶面的横板，两侧板与横板首尾依次连接，侧板由玻璃纤维布1组成，横板包括玻璃纤维布1及填充在玻璃纤维布1内的芯材，芯材下方的玻璃纤维布的铺层顺序及要求见表1；芯材上方的玻璃纤维布的铺层顺序及要求见表3；腹板芯材铺设顺序及要求见表2；
表1.芯材下玻纤铺设顺序及要求
表1 中的第一列为先后铺层的顺序，第二列为每层的铺层铺设的位置，以第一层为例，起始位置1m~终止位置38.2m，起始~终止表示从根部到尖部方向的铺设，它是一块长40米或者两块20米的布，铺设的时候都是把铺层放到距离根部1m处的位置，从该位置将铺层拉到38.2米位置，铺设好，该层铺层就完成了；第三列为对每一层铺层的编号，方便后续找对应的布层；后续表中的参数均参照表1；
表2.腹板芯材铺设顺序及要求
表3.芯材上玻纤铺设顺序及要求
步骤二、叶片迎风面及背风面铺设；分别在叶片迎风面模具及背风面模具7上铺设铺层结构6，铺层结构6包括玻璃纤维布、预制件、芯材，在叶片迎风面模具上铺设真空辅助材料11，具体如表4所示。
表4.PS/SS壳体铺层顺序表
表4中的起始位置~终止位置，起始~终止表示从叶片根部到叶片尖部方向的铺设，比如第一铺层中起始位置-0.1m~终止位置58.5m，
它是一块长58.5米或者两块30米的布，铺设的时候都是把布放到根部，从根部拉到58.5米位置，铺设好，该层铺层就完成了；铺层结构6包括玻璃纤维布、预制件、芯材，在叶片迎风面模具上铺设真空辅助材料11；真空辅助材料11包括从下到上依次铺设的带孔隔离膜12、导流网14及真空袋膜15，且在导流网14及真空袋膜15之间铺设有注胶管16及抽真空管；
步骤三、腹板5放置及定位；背风面模具7安装在支撑架8上，提前将腹板径向，弦向定位工装放置于背风面模具7上固定，具体如图4所示，通过将弦向定位工装的水平板使用插销式方式连接至模具支撑架使其固定，再将芯模及腹板放置过程中紧贴定位工装的垂直板，从而使腹板弦向定位及角度满足工艺要求）。使用吊装工装将腹板吊装至背风面大梁10上放置，使得腹板5与定位工装9紧贴，确保腹板5弦向定位与角度满足工艺要求。
步骤四、叶片真空灌注固化；移去定位工装，在步骤二的背风面模具7上方及腹板5的外表面铺设真空辅助材料11，建立灌注成型用真空系统，调整真空袋膜16至与腹板5完全贴合状态后，使得真空系统负压建立（压力需达到≤-0.095MPa，且10min内压力降幅不超过0.002MPa，环境温度需保持在15℃-35℃之间），并完成真空灌注及加热固化成型，待制品固化后，将其表面的导流介质12去除，芯模3去除，得到完整的叶片迎风面壳体和背风面壳体13；
步骤五、将与背风面壳体13一体成型的腹板5与叶片迎风面壳体进行黏接，得产品。
除上述实施例外，本发明还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、腹板预铺设；将腹板成型所需的玻璃纤维布、腹板芯材铺设于随型芯模上，并进行固定；
步骤二、叶片迎风面及背风面制作；分别在叶片迎风面模具及叶片背风面模具上铺设铺层结构，铺层结构包括玻璃纤维布、预制件、芯材，在叶片迎风面模具上铺设真空辅助材料;
步骤三、腹板放置及定位；将腹板随步骤一中的芯模一同放置于叶片背风面模具上，并使用定位工装进行腹板位置及角度定位；
步骤四、叶片真空灌注固化；移去定位工装，在步骤二的叶片背风面模具上方及腹板的外表面铺设真空辅助材料，建立灌注成型用真空系统，确认真空系统无误后，使用在线灌注设备，对叶片进行真空灌注，叶片灌注完成后，开启模具加热系统，使叶片固化成型；待制品固化后，将芯模去除；
步骤五、将与叶片背风面一体成型的腹板与叶片迎风面进行黏接，得产品。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：真空辅助材料包括从下到上依次铺设的带孔隔离膜、导流网及真空袋膜，且在导流网及真空袋膜之间铺设有注胶管及抽真空管。
3.根据权利要求1述的一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：定位工装包括定位支架，该定位支架是由竖直板和水平板首尾依次连接组成的L型支架。
4.根据权利要求3所述的一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：竖直板和水平板间的角度为90℃，且竖直板和水平板间设置有加强板。
5.根据权利要求1所述的一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：叶片背风面模具安装在支撑架上。
6.根据权利要求3所述的一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法，其特征在于：竖直板在竖直方向上紧贴腹板设置，水平板远离竖直板的一端与支撑架相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111360421.1A CN114311453B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111360421.1A CN114311453B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114311453A true CN114311453A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114311453B CN114311453B (zh) | 2024-06-28 |
Family
ID=81047447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111360421.1A Active CN114311453B (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114311453B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114986934A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-09-02 | 吉林重通成飞新材料股份公司 | 一种风电叶片灌注方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103042700A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种分段叶片一体化成型方法及装置 |
| CN103042701A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种风电叶片一体化成型装置及方法 |
| CN105128358A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-09 | 洛阳双瑞风电叶片有限公司 | 一种风电叶片的制备方法 |
| CN108638541A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-12 | 江苏金风科技有限公司 | 叶片壳体和腹板一体成型以及叶片成型的方法 |
-
2021
- 2021-11-17 CN CN202111360421.1A patent/CN114311453B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103042700A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种分段叶片一体化成型方法及装置 |
| CN103042701A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种风电叶片一体化成型装置及方法 |
| CN105128358A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-09 | 洛阳双瑞风电叶片有限公司 | 一种风电叶片的制备方法 |
| CN108638541A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-12 | 江苏金风科技有限公司 | 叶片壳体和腹板一体成型以及叶片成型的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114986934A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-09-02 | 吉林重通成飞新材料股份公司 | 一种风电叶片灌注方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114311453B (zh) | 2024-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109203515B (zh) | 一种风电叶片及其制造方法 | |
| CN101905538B (zh) | 兆瓦级风轮叶片整体制作工艺 | |
| CN109109341B (zh) | 一种风电叶片的制备方法 | |
| CN103921457A (zh) | 一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法 | |
| CN108891040B (zh) | 一种中小型无人机复合材料水平尾翼制造方法 | |
| CN101486258A (zh) | 一种兆瓦级风力发电机叶片根部的制作方法 | |
| CN105346105B (zh) | 一种风电叶片的制作模具及制作方法 | |
| CN105346070A (zh) | 一种金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构的制备方法 | |
| CN108248071A (zh) | 口形梁的制造方法 | |
| CN114311453A (zh) | 一种风电叶片腹板随壳体一体灌注的方法 | |
| CN102226446A (zh) | 一种兆瓦级风机叶片剪腹板及其辅助粘接角的制备方法 | |
| CN103958142A (zh) | 预成形件的制造方法和纤维强化塑料成形体的制造方法 | |
| CN109203516B (zh) | 一种风电叶片的制造方法 | |
| CN109551789A (zh) | 一种兆瓦级风力发电机叶片的带聚氨酯支撑粘贴角的制备方法 | |
| CN209141488U (zh) | 一种风电叶片后缘粘接角成型装置 | |
| CN105673358B (zh) | 一种大型尾缘分段风力机叶片连接结构及制作工艺 | |
| CN113977984A (zh) | 一种管状双曲面复合材料结构件的制备方法 | |
| CN105751530A (zh) | 一种叶片制作方法 | |
| CN102514132B (zh) | 复合材料构件缠绕成型用形状记忆聚合物芯模的制作方法 | |
| CN102173059B (zh) | 兆瓦级风轮叶片大梁定位方法 | |
| CN110303693A (zh) | 一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法 | |
| CN112060628B (zh) | 使用翻边模具解决叶片叶根端面应力纹、褶皱的方法 | |
| CN1721161A (zh) | 大型风力机叶片真空辅助灌注方法 | |
| CN112848368B (zh) | 一种热隔膜预成型方法 | |
| CN105437567B (zh) | 叶片根端成型装置及方法 |
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 |