CN115059277A - 一种风电领域复合材料铺层装置及其制作和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电领域复合材料铺层装置及其制作和使用方法,包括龙门脚手架、悬挂脚手架和悬挂作业平台,所述龙门脚手架有多个,跨设在待铺层复合材料零部件的上方,并沿待铺层复合材料零部件的纵向间隔布置,多个龙门脚手架连接成为一个整体,相邻两个龙门脚手架的横梁之间悬挂有多个悬挂脚手架,且所述悬挂脚手架位于待铺层复合材料零部件的上方,多个悬挂脚手架连接成为一个整体,每个悬挂脚手架的底部均连接有一个悬挂作业平台,每个悬挂作业平台的形状根据其下方待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计。本发明能够适应风电领域大型复合材料零部件的生产,同时能够有效提高产品制造质量、提升产品制造效率。

Description

一种风电领域复合材料铺层装置及其制作和使用方法
技术领域
本发明涉及风电领域大型复合材料零部件生产制造的技术领域,尤其是指一种风电领域复合材料铺层装置及其制作和使用方法。
背景技术
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环保的能源之一,近些年来,风力发电正在世界上形成一股热潮,受到了更多的青睐。风力发电的原理,是利用风力带动风力发电机叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提高,带动发电机转动发电。把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。
风力发电中很多关键、重要的零部件由复合材料制造而成,包括叶片、叶片模具、海上浮筒等,其性能的好坏直接影响着整个机组的运行。近年来随着海上叶片的发展,风电机组单机容量的不断扩大,叶片长度越来越大,国内外叶片长度超过120米,叶根直径超过6米已成为必然趋势;同时海上发电不断向中海、深海领域延伸,漂浮式风电平台技术不可或缺,浮筒作为漂浮式风电平台关键零部件,它的宽高可达11×7米。这种产品大型化的趋势,会给产品制造带来一系列的问题,如安全隐患、质量问题、生产周期。
由于产品尺寸增大,人工作业高度增加,如某海上浮筒,大部分作业高度超过9米,即大部分都为高空异型作业。针对高空异型作业,现有的作业平台为普通的平板平台,部分区域存在平台与铺层位置间距过大够不着的问题,造成制造人员操作难度大,导致产品的质量降低,效率降低。同时由于产品超大,人员操作困难,效率降低,导致产品制作时间超长,某海上浮筒项目单件制造15天左右。因此,如何保证人员操作安全,提高产品制造质量和效率,已成为产品制造过程中的瓶颈。
目前,风电领域复合材料铺层方法主要有两种:
1)在叶片模具边缘两侧布置作业平台,在叶片模具的钢架两侧焊接模具平台,在作业平台外端焊接护栏,叶片制造过程中人员站在作业平台上进行叶片边缘铺布,人员站在模具平台上进行叶片内部铺布。采用这种方法,随着叶片尺寸越来越大,由于叶片内部叶根、盾尾缘区域坡度较陡,尺寸较大,人员需爬行进行铺布作业,但坡度较陡爬行困难,进而导致铺布作业更加困难,且效率低下,作业质量下降,且人员爬行作业,存在极大的安全隐患;
2)为解决尺寸不够,够不到问题,通常需要使用工装/工具,人员站在现有的作业平台上使用工装/工具对重要部位进行操作。但随着叶片尺寸加大,不方便的操作区域越来越多,所需设计的工装会越来越多且结构越来越复杂,成本增加,同时操作缓慢,效率极其低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种风电领域复合材料铺层装置及其制作和使用方法,能够适应风电领域大型复合材料零部件(如大型叶片、模具、浮筒)的生产,在保证人员操作安全情况下,极大的提高产品制造质量、提升产品制造效率。
为实现上述目的,本发明所提供的技术方案为:一种风电领域复合材料铺层装置,包括龙门脚手架、固定管、悬挂脚手架、柔性拉紧带和悬挂作业平台,所述龙门脚手架有多个,跨设在待铺层复合材料零部件的上方,并沿待铺层复合材料零部件的纵向间隔布置,多个龙门脚手架采用固定管连接成为一个整体,相邻两个龙门脚手架的横梁之间悬挂有多个悬挂脚手架,且所述悬挂脚手架位于待铺层复合材料零部件的上方,多个悬挂脚手架采用柔性拉紧带连接成为一个整体,每个悬挂脚手架的底部均连接有一个悬挂作业平台,每个悬挂作业平台的形状根据其下方待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计。
进一步,还包括爬梯,所述爬梯与悬挂作业平台对接,通过爬梯进入悬挂作业平台。
进一步,所述龙门脚手架包括两个竖梁以及连接于两个竖梁之间的横梁,所述竖梁和横梁均采用桁架结构,所述竖梁上焊接有多个用于连接固定管的固定块,所述横梁上焊接有多个用于连接悬挂脚手架的连接块。
进一步,所述龙门脚手架的底部安装有固定调节脚和行走轮。
进一步,所述悬挂脚手架由多个横管和多个立管连接组成。
进一步,所述悬挂作业平台的两侧安装有护栏,其上设有踢脚板。
上述风电领域复合材料铺层装置的制作和使用方法,包括步骤:
在待铺层复合材料零部件的上方沿待铺层复合材料零部件的纵向保持均匀间隔搭建多个龙门脚手架;
搭建多个悬挂脚手架,并在每个悬挂脚手架的底部安装一个悬挂作业平台,每个悬挂作业平台的形状根据待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计;
根据悬挂作业平台与待铺层复合材料零部件的铺层面的对应关系将悬挂脚手架悬挂在龙门脚手架上;
在位于最外侧的悬挂脚手架处搭建爬梯,并将爬梯与悬挂作业平台对接;
将多个龙门脚手架使用固定管连接成为一个整体,将所有悬挂脚手架使用柔性拉紧带连接成为一个整体,对所有相邻的悬挂作业平台进行两两对接;
人员由爬梯进入悬挂作业平台,进而在悬挂作业平台上对待铺层复合材料零部件依次进行铺层、灌注、打磨和喷涂作业,从而完成复合材料零部件的制作。
本发明与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
1、本发明的铺层装置结构简单,其作业平台采用悬挂式结构,且作业平台是根据复合材料零部件的铺层面随型设计,人员站在作业平台上即可对任意尺寸产品的任意位置进行铺层作业,适用性广,同时极大的提高产品制造质量、提升产品制造效率。
2、本发明的铺层装置的悬挂脚手架搭建好后,采用柔性连接将悬挂脚手架连接在一起,提高作业平台的整体稳定性,保证人员操作安全。
附图说明
图1为本发明的铺层装置的整体结构示意图。
图2为本发明的龙门脚手架的结构示意图。
图3为本发明的悬挂脚手架和悬挂作业平台的连接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的使用方式不限于此。
如图1所示,本实施例所述的风电领域复合材料铺层装置,包括龙门脚手架1、固定管2、悬挂脚手架3、柔性拉紧带(图中未示出)、爬梯4和悬挂作业平台5。
龙门脚手架1有多个,跨设在待铺层复合材料零部件的上方,并沿待铺层复合材料零部件的纵向间隔布置,多个龙门脚手架1采用固定管2连接成为一个整体,为铺层装置主要的承重结构,本实施例中龙门脚手架1的搭建不再依托待铺层复合材料零部件的模具,而是直接支撑在地面上,且龙门脚手架1采用通用化设计、模块化安装,可以适应不同产品、不同型号的需要。
相邻两个龙门脚手架1的两个横梁102之间悬挂有多个悬挂脚手架3,且所述悬挂脚手架3位于待铺层复合材料零部件的上方,多个悬挂脚手架3采用柔性拉紧带连接成为一个整体,提高稳定性,保证人员操作安全;每个悬挂脚手架3的底部均连接有一个悬挂作业平台5,每个悬挂作业平台5的形状根据其下方待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计,便于人员进行铺层作业;悬挂脚手架3与悬挂作业平台5采用模块化设计,通过在地面上将悬挂脚手架3与悬挂作业平台5组装好后,再将悬挂脚手架3悬挂在龙门脚手架1上,减少安装拆卸时间,提高生产效率。
爬梯4与位于最外侧的悬挂作业平台5对接,人员通过爬梯4进出悬挂作业平台5。
如图2所示,龙门脚手架1包括两个竖梁101以及连接于两个竖梁101之间的横梁102;为减轻重量,提高稳定性,竖梁101采用桁架结构;横梁102横跨在待铺层复合材料零部件上方,主要承受本身自重、悬挂脚手架3及作业过程中的人员、工具的重量,考虑到横梁102跨度较大,为了安全性考虑,提高强度,同时减轻自重,横梁102采用桁架结构。进一步的,竖梁101和横梁102上分别有多个接口,每个竖梁101上通过接口焊接有多个用于连接固定管的固定块103,横梁102上通过接口焊接有用于多个连接悬挂脚手架的连接块104。
龙门脚手架1的底部安装有用于调节其高度和水平的固定调节脚105和便于移动的行走轮106,以方便安装和调整位置,同时保证整个装置的稳定性。
如图3所示,悬挂脚手架3由多个横管301和多个立管302连接组成,横管301的两端悬挂在两个相邻的龙门脚手架1的横梁102之间,通过龙门脚手架提供足够的承重强度,立管302的底部固定悬挂作业平台5。
悬挂作业平台5的两侧安装有护栏501,其上设有踢脚板502,保证人员操作安全性。进一步的,每个悬挂作业平台5的两端均预留接口,与相邻悬挂作业平台5对接。
上述铺层装置的制作和使用方法,包括步骤:
S1、在待铺层复合材料零部件的上方沿待铺层复合材料零部件的纵向保持均匀间隔搭建多个龙门脚手架;
S2、采用模块化设计搭建多个悬挂脚手架和悬挂作业平台,且悬挂作业平台的形状根据待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计,在地面上预先将悬挂脚手架与对应的悬挂作业平台组装好;
S3、根据悬挂作业平台与待铺层复合材料零部件的铺层面的对应关系依次将悬挂脚手架可拆卸式悬挂在龙门脚手架的两个横梁之间,每个悬挂脚手架是独立悬挂在龙门脚手架的对应位置上,减少安装拆卸时间,提高生产效率;
S4、在位于最外侧的两个悬挂脚手架处搭建供人员进出的两个爬梯,并将两个爬梯分别与相应的悬挂作业平台对接;
S5、将多个龙门脚手架使用固定管连接成为一个整体,将所有悬挂脚手架使用柔性拉紧带连接成为一个整体,对所有相邻的悬挂作业平台进行两两对接;
S6、人员由爬梯进入悬挂作业平台,进而在悬挂作业平台上对待铺层复合材料零部件依次进行铺层、灌注、打磨和喷涂作业,从而完成复合材料零部件的制作。
本发明的铺层装置结构简单,操作简单,可设计性强,通过龙门脚手架竖立在地面上,在龙门脚手架上整体搭建悬挂脚手架,每个悬挂脚手架上连接有根据待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计的悬挂作业平台,在位于出入口处的悬挂作业平台的两端对接爬梯,人员通过爬梯进入悬挂作业平台上作业。采用本发明的铺层装置,人员站在作业平台上即可对任意尺寸产品的任意位置进行铺层作业,适用性广,同时极大的提高产品制造质量、提升产品制造效率。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:包括龙门脚手架、固定管、悬挂脚手架、柔性拉紧带和悬挂作业平台,所述龙门脚手架有多个,跨设在待铺层复合材料零部件的上方,并沿待铺层复合材料零部件的纵向间隔布置,多个龙门脚手架采用固定管连接成为一个整体,相邻两个龙门脚手架的横梁之间悬挂有多个悬挂脚手架,且所述悬挂脚手架位于待铺层复合材料零部件的上方,多个悬挂脚手架采用柔性拉紧带连接成为一个整体,每个悬挂脚手架的底部均连接有一个悬挂作业平台,每个悬挂作业平台的形状根据其下方待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计。
2.根据权利要求1所述的风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:还包括爬梯,所述爬梯与悬挂作业平台对接,通过爬梯进入悬挂作业平台。
3.根据权利要求1所述的风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:所述龙门脚手架包括两个竖梁以及连接于两个竖梁之间的横梁,所述竖梁和横梁均采用桁架结构,所述竖梁上焊接有多个用于连接固定管的固定块,所述横梁上焊接有多个用于连接悬挂脚手架的连接块。
4.根据权利要求1所述的风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:所述龙门脚手架的底部安装有固定调节脚和行走轮。
5.根据权利要求1所述的风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:所述悬挂脚手架由多个横管和多个立管连接组成。
6.根据权利要求1所述的风电领域复合材料铺层装置,其特征在于:所述悬挂作业平台的两侧安装有护栏,其上设有踢脚板。
7.根据权利要求1至6任一项所述的风电领域复合材料铺层装置的制作和使用方法,其特征在于,包括:
在待铺层复合材料零部件的上方沿待铺层复合材料零部件的纵向保持均匀间隔搭建多个龙门脚手架;
搭建多个悬挂脚手架,并在每个悬挂脚手架的底部安装一个悬挂作业平台,每个悬挂作业平台的形状根据待铺层复合材料零部件的铺层面随型设计;
根据悬挂作业平台与待铺层复合材料零部件的铺层面的对应关系将悬挂脚手架悬挂在龙门脚手架上;
在位于最外侧的悬挂脚手架处搭建爬梯,并将爬梯与悬挂作业平台对接;
将多个龙门脚手架使用固定管连接成为一个整体,将所有悬挂脚手架使用柔性拉紧带连接成为一个整体,对所有相邻的悬挂作业平台进行两两对接;
人员由爬梯进入悬挂作业平台,进而在悬挂作业平台上对待铺层复合材料零部件依次进行铺层、灌注、打磨和喷涂作业,从而完成复合材料零部件的制作。
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