CN115534043A - 一种小型风力发电机叶片制作工艺 - Google Patents

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Sunite Zuoqi Boyang Equipment Manufacturing Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种小型风力发电机叶片制作工艺，主要由木芯叶片、聚氨酯薄膜制成。再经过木材选料、干燥、下料、铣床铣削加工、聚氨酯涂料喷涂、加热干燥、平衡检验等工艺过程。木芯叶片为樟子松板材粘接原料；外表为聚氨酯喷涂薄膜，替代外包玻璃纤维布。本发明优点在于：有效地减轻叶片重量，延长使用寿命，选用聚氨酯为表面覆盖薄膜，提高叶片强度、刚度、抗潮湿和耐腐蚀性；节省建模和成型复杂工序和时间，使加工制造过程简便。可采用数控铣床一次铣削叶片翼型截面成型，成型效率高，易于保证产品质量。木芯及喷涂橡塑叶片是产业化生产易于回收的环保型材料，不产生污染。本发明可在50W～20000W各种中小型风力发电机叶片制作中应用。

Description

一种小型风力发电机叶片制作工艺
技术领域
本发明涉及一种小型风力发电机，特别指一种小型风力发电机叶片制作工艺。
背景技术
风力发电机的叶轮是其重要部件，而叶轮是由若干叶片组成。风力发电机要获得较大的发电功率，其关键在于要有能轻快旋转的叶片。所以，叶片技术是风力发电机组的核心技术。首先，叶片的外形决定了整个机组的空气动力性能，一个具有良外形的叶片，可以使机组的能量转换效率更高，获得更多的风能；其次，叶片又承受着很大的载荷(风力和质量力）,自然界中的风况复杂多变，不同地区气候、湿度、空气中的成分对风力发电机叶片工作寿命影响很大。所以叶片要求必须要有足够的强度、刚度和耐腐蚀性。由此可见，叶片的材料、结构和制作工艺是非常关键的。材料和结构保证叶片的强度、刚度和耐腐蚀性，并且，还要求重量轻，制作工艺简便，保证能够做出带有复杂的外形、符合空气动力学原理的外形。
目前，在制作中小型风力发电机叶片中，大多使用木材、合金钢和铝合金、纤维增强复合材料、玻璃钢、碳纤维等复合材料。实践证明，除木材外，其他合金钢和上述复合材料制成的风力发电机叶片制造工艺复杂，成型繁琐，需要建模，对模型加工和操作的技术条件要求高。中小型风力发电机主要用于偏远农牧区、海岛边防哨所、气象站等单位。所以，减轻重量，延长使用寿命是今后制作中小型风力发电机叶片的发展趋势。
发明专利《小型风力发电机木芯玻璃纤维叶片制作工艺》（专利号2018109375970），其叶片由木芯、S—玻璃纤维制作，首先选用樟子松板材粘接原料制成叶片木芯，在木芯叶片毛坯表面刷加入固化剂的环氧树脂，然后用无硷斜纹S－玻璃纤维布在木芯叶片表面连续缠绕后干燥成型。其优点是叶片重量轻，使用寿命长，加工制造过程简便。但经过几年使用验证，由于玻璃纤维布性质脆、耐磨性较差，在北方夏季以及南方长时间潮湿高温气候条件下，叶片外表面缠绕的玻
璃纤维布容易开裂脱落，使叶片受损，最终导致风力发电机不能工作。所以，如何防止叶片过早被腐蚀是需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的目的是针对上述目前风力发电机叶片制作工艺和使用中所存在的问题，提供一种小型风力发电机叶片制作工艺，从选材到加工工艺，达到制作叶片重量轻、防潮湿、耐腐蚀，使用寿命长，加工制造过程简便，材料可回收之目的。
本发明通过如下方式实现：一种小型风力发电机叶片制作工艺，包括木材选料、原料干燥、下料、木芯叶片主体铣削加工、聚氨酯喷涂、干燥、平衡检验、成品检验包装。
本小型风力发电机叶片制作工艺，采用以下技术方案：
步骤1：木芯叶片选料：精选上好的樟子松板材粘接作原料，要求板材上的每个节子直径小于2cm，裂纹长度不超过10 cm；
步骤2：原料干燥：要求成品水分小于10%；
步骤3：下料：按图纸长度、宽度尺寸下料，其厚度要考虑铣削加工的加工余量；
步骤4：木芯叶片主体翼型截面数控铣床铣削加工；
包括：制作叶片A面凹形模具、铣削叶片A面和铣削叶片B面；
具体操作如下：
a. 制作叶片A面凹形模具：用铝合金材料，按叶片A面加工出凹形模具，其用途是装卡固定叶片半成品，以便加工B 面；
b.铣削叶片A面：首先，根据设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心。将原料放置在专用三维数控铣床上，必须沿长度方向按输入的翼型面程序放置，通过真空负压吸合在工作台上，先铣削A面，本发明工序可同时加工3～5个叶片；
c.铣削B面：同上，首先，根据设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心。将铣削过A面半成品叶片放在凹形A面模具上，通过真空负压吸合在模具上，铣削B面；
步骤5：聚氨酯涂料喷涂：
a.喷涂前，木芯叶片表面要干净，不能有灰尘；
b.聚氨酯涂料溶化：加热到110°～120°C溶化；
c.. 注入专用聚氨酯涂料喷涂机；
d. 将木叶片从叶片从叶片根部、连接孔处，立式吊装在专用聚氨酯喷涂机内，喷涂时，不断施转，以使聚氨酯喷涂均匀，喷涂涂层厚度为2mm～3mm，
在尾翼后部拐角处可喷至2.5mm～3.5mm；
e．用风扇吹干。
步骤6：加热干燥叶片：将喷涂好的叶片叶片从叶片根部、连接孔处，吊在专用夹具上进行加热干燥，在25～30℃条件下，风扇吹干，表干2h，实干24h 。
步骤7：平衡检验：按重量重心法平衡叶片，当重心一致，重量不超过10克的为一组叶片；
步骤8：检验、包装：将一组平衡后的叶片，经外型检验合格后包装入库。
本发明的制作工艺优点在于：1.本工艺所制作的叶片重量轻，防潮湿，使用寿命长。由于木芯叶片表面喷涂合成聚胺酯薄膜，可经受风沙打磨，海风侵蚀，长时间风吹日晒，对温度、湿度不敏感，不易开裂，投入使用后不需要维护；2.喷涂固化速度快，容易成型，连续喷涂不流挂。薄膜厚度均匀，不改变叶片曲面形状；加工制造过程简便，节省制模复杂工序和时间，与玻璃钢叶片制作工艺相比，本发明减少上下模具的建模、制模、涂脱模剂、一层层粘贴玻璃纤维布、安装泡沫芯、上下合模、加热定型等工序，大大减少各种工装设备及投资，加快叶片制作工期，提高生产率；3.采用数控铣床按翼型截面一次加工成型，成型效率高，易于保证产品质量，废品率低；4. 木芯叶片是易于回收的环保型材料，与聚胺酯芯、聚苯乙稀芯相比，木芯回收可作为生物燃料，橡塑回收可再生利用，不产生污染，是大批量产业化生产最为环保的材料；5.本发明可在50W～20000W各种中小型风力发电机叶片制作中应用。
附图说明
图1 一种小型风力发电机叶片制作工艺叶片外观主视图
图2 一种小型风力发电机叶片制作工艺叶片外观侧视图
图3一种小型风力发电机叶片制作工艺截面翼形示意图
图4一种小型风力发电机叶片制作工艺叶片结构示意图（图中F-F为A和B 面分界面）
附图标记说明：1木芯叶片 2聚氨酯薄膜 3连接孔 4叶片根部。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明做详细阐述，以使本叶片制作工艺的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为明确的界定。
如图1—图4所示，本发明要解决的技术问题由以下结构实现：一种小型风力发电机叶片制作工艺，主要由木芯叶片1、聚氨酯薄膜2组成。
所述木芯叶片1由樟子松板材粘接原料制成。
步骤1：木材选料：精选上好的樟子松板材粘接作原料，要求板材上的每个节子直径小于2cm，裂纹长度不超过10 cm；
步骤2：原料先经干燥处理，要求成品水分小于10%；
步骤3：下料：按图纸长度、宽度尺寸下料，其厚度要考虑铣削加工的加工余量；
步骤4：木芯叶片主体翼型截面数控铣床铣削加工；
以5000W风力发电机木芯叶片为例，如图3和表1-表6所示，木芯叶片为翼型叶片，所述木芯叶片获取各截面叶素数据，计算弦长和安装角等主要参数，然后基于点的坐标的几何变换求出叶片各截面在空间实际位置的三维坐标，最后基于3D建模理论完成叶片计算机3D绘图。其主体A-A、B-B、C-C、D-D、E-E各翼型截面尺寸如下表所列，由数控机床一次铣削加工成型：
表1 表2
Figure 998928DEST_PATH_IMAGE001
表3 表4
Figure 875617DEST_PATH_IMAGE002
表5
Figure 49810DEST_PATH_IMAGE003
表6
截面 A-A B-B C-C D-D E-E
弦长（M） 125 170 205 241 280
安装角(α) 2° 4° 7° 8.6° 10.5°
首先，铣削木芯叶片1的A面：根据图3所示设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心。将原料放置在专用三维数控铣床上，沿长度方向按输入的翼型面程序放置，通过真空负压吸合在工作台上，先铣削A面，本发明工序可同时加工3～5个叶片；
其次，铣削木芯叶片1的B面：
同上，首先，根据设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心。将铣削过A面半成品叶片放在凹形A面模具上，通过真空负压吸合在模具上，铣削B面；
步骤5：聚氨酯涂料喷涂：
a.喷涂前，木芯叶片表面要干净，不能有灰尘；
b.聚氨酯涂料溶化：加热到110°～120°C溶化；
c.. 注入专用聚氨酯涂料喷涂机；
d. 将木叶片从叶片根部4连接孔3处，立式吊装在专用聚氨酯喷涂机内，喷涂时，不断施转，以使聚氨酯喷涂均匀，喷涂涂层厚度为2mm～3mm，
在尾翼后部拐角处可喷至2.5mm～3.5mm；
e．用风扇吹干。
步骤6：加热干燥叶片：将喷涂好的叶片从叶片根部4连接孔3处，吊在专用夹具上进行加热干燥，在25～30℃条件下，风扇吹干，表干2h，实干24h 。
步骤7：平衡检验：按重量重心法平衡叶片，当重心一致，重量不超过10克的为一组叶片；
步骤8：检验、包装：将一组平衡后的叶片，经外型检验合格后包装入库。

Claims (3)

1.一种小型风力发电机叶片制作工艺，由木芯叶片(1)、聚氨酯薄膜(2)制成，其特征在于，制作工艺如下：
步骤1：木材选料：精选上好的樟子松板材粘接作原料，要求板材上的每个节子直径小于2cm，裂纹长度不超过10cm；
步骤2：原料先经干燥处理，要求成品水分小于10％；
步骤3：下料：按图纸长度、宽度尺寸下料，其厚度要考虑铣削加工的加工余量；
步骤4：木芯叶片主体翼型截面数控铣床铣削加工；
包括：制作叶片A面凹形模具、铣削叶片A面和铣削叶片B面；
具体操作如下：
a.制作叶片A面凹形模具：用铝合金材料，按叶片A面加工出凹形模具，其用途是装卡固定叶片半成品，以便加工B面；
b.铣削叶片A面：首先，根据设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心，将原料放置在专用三维数控铣床上，必须沿长度方向按输入的翼型面程序放置，通过真空负压吸合在工作台上，先铣削A面，本发明工序可同时加工3～5个叶片；
c.铣削B面：同上，首先，根据设计理论设计出符合翼型截面要求的叶片，利用Pro/E三维建模软件建立叶片的三维实体模型，利用Mastercam数控仿真软件进行加工仿真并生成数控代码，然后将数控代码传输至数控加工中心，将铣削过A面半成品叶片放在凹形A面模具上，通过真空负压吸合在模具上，铣削B面；
步骤5：聚氨酯涂料喷涂：
a.喷涂前，木芯叶片表面要干净，不能有灰尘；
b.聚氨酯涂料溶化：加热到110°～120℃溶化；
c..注入专用聚氨酯涂料喷涂机；
d.将木叶片从叶片根部(4)连接孔(3)处，立式吊在专用聚氨酯喷涂机内，喷涂时，不断施转，以使聚氨酯喷涂均匀；
e.用风扇吹干；
步骤6：加热干燥叶片：将喷涂好的叶片从叶片根部(4)连接孔(3)处，吊在专用夹具上进行加热干燥，在25～30℃条件下，风扇吹干，表干2h，实干24h；
步骤7：平衡检验：按重量重心法平衡叶片，当重心一致，重量不超过10克的为一组叶片。
2.如权利要求1所述的一种小型风力发电机叶片制作工艺，其特征在于，所述木芯叶片(1)选料，要求板材上的节子直径小于2cm，裂纹长度不超过10cm。
3.如权利要求1所述的一种小型风力发电机叶片制作工艺，其特征在于，喷涂涂层厚度为2mm～3mm，在尾翼后部拐角处可喷至2.5mm～3.5mm。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102260440A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 北京文德思维科贸有限公司 风力发电机叶片专用涂料及其施工工艺
CN103128825A (zh) * 2013-02-22 2013-06-05 中山市港联华凯电器制品有限公司 一种扇叶片的生产方法
CN107446399A (zh) * 2017-08-22 2017-12-08 内蒙古农业大学 风力叶片机的迎风面用聚氨酯涂料及其制备方法
CN109177241A (zh) * 2018-08-15 2019-01-11 呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司 一种小型风力发电机木芯玻璃钢叶片制作工艺
CN209228526U (zh) * 2018-08-15 2019-08-09 呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司 一种小型风力发电机木芯玻璃纤维叶片
CN111958711A (zh) * 2020-08-31 2020-11-20 常州兆庚新材料有限公司 风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法
CN113400670A (zh) * 2021-06-17 2021-09-17 无锡互盛智能科技有限公司 一种风电叶片的制造方法
CN216609368U (zh) * 2021-08-20 2022-05-27 江门市昶霖木业有限公司 一种用作吊扇扇叶的多层实木板及实木吊扇扇叶

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102260440A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 北京文德思维科贸有限公司 风力发电机叶片专用涂料及其施工工艺
CN103128825A (zh) * 2013-02-22 2013-06-05 中山市港联华凯电器制品有限公司 一种扇叶片的生产方法
CN107446399A (zh) * 2017-08-22 2017-12-08 内蒙古农业大学 风力叶片机的迎风面用聚氨酯涂料及其制备方法
CN109177241A (zh) * 2018-08-15 2019-01-11 呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司 一种小型风力发电机木芯玻璃钢叶片制作工艺
CN209228526U (zh) * 2018-08-15 2019-08-09 呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司 一种小型风力发电机木芯玻璃纤维叶片
CN111958711A (zh) * 2020-08-31 2020-11-20 常州兆庚新材料有限公司 风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法
CN113400670A (zh) * 2021-06-17 2021-09-17 无锡互盛智能科技有限公司 一种风电叶片的制造方法
CN216609368U (zh) * 2021-08-20 2022-05-27 江门市昶霖木业有限公司 一种用作吊扇扇叶的多层实木板及实木吊扇扇叶

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