CN117183399A - 一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法，叶片包括迎风面、背风面、腹板、主梁，腹板用于连接叶片的迎风面和背风面，腹板通过粘接法兰粘接在叶片的主梁结构上，腹板粘接法兰包括锐角粘接法兰和钝角粘接法兰，脱模模具包括腹板模具挡边和腹板模具平台，腹板模具挡边焊接在腹板模具平台上形成整个腹板模具，腹板通过腹板模具平台和腹板模具挡边制作，在腹板模具挡边朝向内侧的位置设置橡胶模具，橡胶模具紧贴腹板模具挡边，在橡胶模具内侧铺设腹板生产所需玻纤和夹芯材料。本发明能够解决腹板锐角法兰不易脱模及长期使用导致的腹板模具挡边角度变形问题，改善腹板成型质量，减少腹板模具挡边变形风险及腹板间隙不稳定的风险。

Description

一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法

技术领域

本发明涉及风电叶片制造领域，具体而言，涉及一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法。

背景技术

近年来，随着石油、煤炭等自然资源的逐渐枯竭，绿色能源的开发与利用越来越受到人类的重视，风能作为一种绿色清洁的可再生资源，风电产业已逐渐成为当今及未来的重点发展对象。风电叶片作为风力发电机组核心部件之一，其安全运转及自身的可靠性不言而喻。腹板作为叶片的关键结构件，主要用于对迎风面和背风面壳体起到联接和传递剪力的作用，其自身质量和粘接质量直接影响叶片寿命。随着风电机组发电功率越来越大，叶片扫风面积越来越大，叶片内部腹板结构也越来越长。由于设计难度受限，通常会出现腹板的平面和腹板粘接法兰形成锐角的情况，腹板采用阴模一体成型，传统腹板模具对于这类锐角粘接法兰的脱模带来了困难，容易对腹板法兰造成损伤，长期使用也会使腹板模具的挡边发生变形，影响腹板法兰角度的准确性，进而影响腹板粘接间隙和质量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法，以解决现有技术中腹板的平面和腹板粘接法兰形成锐角时难以脱模的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，所述风电叶片包括迎风面、背风面、至少一个腹板、叶片的主梁结构，其中所述腹板用于连接叶片的迎风面和背风面，所述腹板通过粘接法兰粘接在叶片的主梁结构上，所述腹板粘接法兰包括锐角粘接法兰和钝角粘接法兰，所述脱模模具包括腹板模具挡边和腹板模具平台，所述腹板模具挡边焊接在所述腹板模具平台上用于形成整个腹板模具，所述腹板通过所述腹板模具平台和腹板模具挡边制作，在所述腹板模具挡边朝向内侧的位置设置橡胶模具，所述橡胶模具紧贴所述腹板模具挡边，在所述橡胶模具内侧铺设所述腹板生产所需玻纤和夹芯材料。

进一步的，所述腹板包括第一腹板和第二腹板，所述第一腹板设置在靠近后缘的一侧，所述第二腹板设置在靠近前缘的一侧，在所述第一腹板的至少一端与主梁的连接处设置有锐角粘接法兰。

进一步的，所述腹板模具挡边位于所述腹板模具平台上部，两个腹板模具挡边之间设置腹板成型的空间，在所述腹板上部靠近两端的位置分别设置锐角粘接法兰和钝角粘接法兰。

进一步的，所述腹板模具挡边的下部与所述腹板模具平台连接，所述锐角粘接法兰和钝角粘接法兰的下部均与腹板上表面接触，即所述腹板模具挡边的下端低于所述锐角粘接法兰和钝角粘接法兰的下端。

进一步的，所述钝角粘接法兰与最近的腹板模具挡边平行，所述锐角粘接法兰与最近的腹板模具挡边成锐角夹角α，在所述锐角粘接法兰与最近的腹板模具挡边之间设置橡胶模具，所述橡胶模具设置为倒三角形结构。

进一步的，所述橡胶模具的角度设置为β，α+β大于90°。

进一步的，β设置为15～30°。

本发明还提供了一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模方法，包括以上所述的脱模模具，所述方法包括：

在腹板模具平台上按照预设角度固定好锐角粘接法兰和钝角粘接法兰；

在锐角粘接法兰一侧通过橡胶模具调节腹板模具挡边的角度，使得对锐角粘接法兰对应的腹板模具挡边与腹板模具平台的夹角为钝角；

腹板制作前，使用脱模剂均匀地涂抹在橡胶模具上，再将橡胶模具紧贴腹板模具挡边，沿着橡胶模具整体覆盖一层无孔隔离膜和脱模布，之后进行腹板的制备。

进一步的，按照工艺文件要求铺设腹板生产所需玻纤和夹芯材料，铺设完成后按照腹板粘接法兰宽度进行修剪玻纤；再铺设真空辅助材料。

进一步的，所述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。

相对于现有技术，本发明所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具及方法具有以下优势：

本发明通过提出一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模的方法及模具，将具有良好弹性和形变的耐高温橡胶模具紧贴腹板模具挡边，橡胶模具具有一定角度，用于调节腹板挡边角度。橡胶模具和腹板模具挡边贴实后，正常进行腹板的制备，铺设玻纤布及夹芯材料，真空灌注成型，腹板加热固化后进行腹板脱模，该发明方法及结构简单，能够解决腹板锐角法兰不易脱模及长期使用导致的腹板模具挡边角度变形问题，改善腹板成型质量，减少腹板模具挡边变形风险及腹板间隙不稳定的风险，橡胶模具可以重复使用，节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例所述的风电叶片结构示意图；

图2为本发明实施例所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具结构示意图；

图3为本发明实施例所述的脱模工艺示意图。

附图标记说明：

迎风面1，背风面2，腹板3，第一腹板31，第二腹板32，主梁4，锐角粘接法兰5，钝角粘接法兰6，橡胶模具7，腹板模具挡边8，腹板模具平台9，前缘10，后缘11，导流网12，真空袋膜13，注胶管14，抽气管15，密封胶带16

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，包括叶片的迎风面1、叶片的背风面2、至少一个腹板3、叶片的主梁结构4、腹板粘接法兰、腹板模具挡边8和腹板模具平台9，其中腹板3用于连接叶片的迎风面1和背风面2，腹板3通过粘接法兰使用结构胶粘接在叶片的主梁结构4上，叶片的不同区域会存在不同角度的腹板粘接法兰，某些特定区域时叶片外形导致腹板存在腹板粘接法兰为锐角的情况，对于锐角的腹板粘接法兰，在常规的腹板阴模模具平台上极难脱模，容易造成腹板粘接法兰损伤，因此对于特定区域腹板粘接法兰为锐角时如何对模具进行改进以避免脱模时出现的腹板粘接法兰损伤是本领域亟待解决的问题。

如图2所示，本发明提供了一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，风电叶片包括迎风面1、叶片的背风面2、至少一个腹板3、叶片的主梁结构4，其中腹板3用于连接叶片的迎风面1和背风面2，腹板3通过粘接法兰粘接在叶片的主梁结构4上，腹板粘接法兰包括锐角粘接法兰5和钝角粘接法兰6，所述脱模模具包括腹板模具挡边8和腹板模具平台9，腹板模具挡边8焊接在腹板模具平台9上用于形成整个腹板模具，腹板3通过腹板模具平台9和腹板模具挡边8制作，在腹板模具挡边8朝向内侧的位置设置橡胶模具7，橡胶模具7紧贴腹板模具挡边8，在橡胶模具7内侧铺设腹板3生产所需玻纤和夹芯材料。将具有良好弹性和形变的耐高温橡胶模具紧贴腹板模具挡边，橡胶模具具有一定角度，用于调节腹板挡边角度。橡胶模具和腹板模具挡边贴实后，正常进行腹板的制备，铺设玻纤布及夹芯材料，真空灌注成型，腹板加热固化后进行腹板脱模，结构简单，能够解决腹板锐角法兰不易脱模及长期使用导致的腹板模具挡边角度变形问题，改善腹板成型质量，减少腹板模具挡边变形风险及腹板间隙不稳定的风险，橡胶模具可以重复使用，节约成本。

进一步的，叶片腹板也会存在钝角粘接法兰6，钝角粘接法兰6比较容易脱模的，不会引起脱模损伤和其它风险。

在本实施例中，腹板3包括第一腹板31和第二腹板32，第一腹板31设置在靠近后缘11的一侧，第二腹板32设置在靠近前缘10的一侧，在第一腹板31的至少一端与主梁的连接处设置有锐角粘接法兰5。

所述脱模模具中，腹板模具挡边8位于腹板模具平台9上部，两个腹板模具挡边8之间设置腹板3成型的空间，在腹板3上部靠近两端的位置分别设置锐角粘接法兰5和钝角粘接法兰6，其中腹板模具挡边8的下部与腹板模具平台9连接，锐角粘接法兰5和钝角粘接法兰6的下部均与腹板上表面接触，即腹板模具挡边8的下端低于锐角粘接法兰5和钝角粘接法兰6的下端。

其中钝角粘接法兰6与最近的腹板模具挡边8平行且紧贴该模具挡边；锐角粘接法兰5与最近的腹板模具挡边8成锐角夹角α，在锐角粘接法兰5与最近的腹板模具挡边8之间设置橡胶模具7，橡胶模具7设置为倒三角形结构，橡胶模具用于调节腹板模具挡边的角度。

橡胶模具7的材质设置为耐高温橡胶，橡胶模具7具有一定角度，橡胶模具7的角度设置为β，α+β大于90°，即在橡胶模具的使用情况下，锐角粘接法兰对应部位的腹板模具挡边8与腹板之间的夹角为钝角，使得腹板能够顺利脱模，不会对腹板法兰造成损伤，也能够解决腹板模具挡边受力变形的问题。

优选的，β设置为15～30°，更优选的，β设置为20°。耐高温橡胶可以承受的最高温度为180～300℃，弹性模量为500-1000MPa，硬度值为45-50，使得在加热固化腹板时，橡胶模具不会发生变形，保证顺利脱模。

作为本发明实施例的一部分，还提供了一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模的方法，包括：

在腹板模具平台9上按照预设角度固定好锐角粘接法兰5和钝角粘接法兰6；

在锐角粘接法兰5一侧通过一定角度的橡胶模具7调节腹板模具挡边8的角度，使得对锐角粘接法兰5对应的腹板模具挡边8与腹板模具平台9的夹角为钝角，将腹板模具挡边8焊接在腹板模具平台9上形成整个腹板模具；

腹板3制作前，使用脱模剂均匀地涂抹在橡胶模具7上，利于脱模，再将橡胶模具7紧贴腹板模具挡边8，沿着橡胶模具7整体覆盖一层无孔隔离膜和脱模布；

之后正常进行腹板3的制备，按照工艺文件要求铺设腹板3生产所需玻纤和夹芯材料，铺设完成后按照腹板粘接法兰宽度进行修剪玻纤；

再铺设真空辅助材料(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12及真空袋膜13，且在导流网12及真空袋膜13之间铺设有注胶管14及抽气管15)、使用密封胶带16建立1层真空系统，达到一定真空度时使用在线灌注设备将环氧树脂注入真空系统灌注成型，开启腹板模具加热系统，加热固化。

完全固化后，去除真空辅助材料，按工艺操作规程进行腹板3脱模。

本发明所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模方法，由于橡胶模具7具有良好弹性和形变，将腹板3脱模时会将橡胶模具7从腹板模具平台9一同带出，从而解决脱模困难问题、腹板模具挡边8脱模受力形变问题。橡胶模具7在腹板3脱模时不会产生破坏，可以重复使用。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，所述风电叶片包括迎风面(1)、背风面(2)、至少一个腹板(3)、叶片的主梁结构(4)，其中所述腹板(3)用于连接叶片的迎风面(1)和背风面(2)，所述腹板(3)通过粘接法兰粘接在叶片的主梁结构(4)上，其特征在于，所述腹板粘接法兰包括锐角粘接法兰(5)和钝角粘接法兰(6)，所述脱模模具包括腹板模具挡边(8)和腹板模具平台(9)，所述腹板模具挡边(8)焊接在所述腹板模具平台(9)上用于形成整个腹板模具，所述腹板(3)通过所述腹板模具平台(9)和腹板模具挡边(8)制作，在所述腹板模具挡边(8)朝向内侧的位置设置橡胶模具(7)，所述橡胶模具(7)紧贴所述腹板模具挡边(8)，在所述橡胶模具(7)内侧铺设所述腹板(3)生产所需玻纤和夹芯材料。

2.根据权利要求1所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，所述腹板(3)包括第一腹板(31)和第二腹板(32)，所述第一腹板(31)设置在靠近后缘(11)的一侧，所述第二腹板(32)设置在靠近前缘(10)的一侧，在所述第一腹板(31)的至少一端与主梁(4)的连接处设置有锐角粘接法兰(5)。

3.根据权利要求1所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，所述腹板模具挡边(8)位于所述腹板模具平台(9)上部，两个腹板模具挡边(8)之间设置腹板(3)成型的空间，在所述腹板(3)上部靠近两端的位置分别设置锐角粘接法兰(5)和钝角粘接法兰(6)。

4.根据权利要求1所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，所述腹板模具挡边(8)的下部与所述腹板模具平台(9)连接，所述锐角粘接法兰(5)和钝角粘接法兰(6)的下部均与腹板上表面接触，即所述腹板模具挡边(8)的下端低于所述锐角粘接法兰(5)和钝角粘接法兰(6)的下端。

5.根据权利要求1所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，所述钝角粘接法兰(6)与最近的腹板模具挡边(8)平行，所述锐角粘接法兰(5)与最近的腹板模具挡边(8)成锐角夹角α，在所述锐角粘接法兰(5)与最近的腹板模具挡边(8)之间设置橡胶模具(7)，所述橡胶模具(7)设置为倒三角形结构。

6.根据权利要求5所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，所述橡胶模具(7)的角度设置为β，α+β大于90°。

7.根据权利要求6所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模模具，其特征在于，β设置为15～30°。

8.一种风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模方法，其特征在于，使用权利要求1至7中任意一项所述的脱模模具，所述方法包括：

在腹板模具平台上按照预设角度固定好锐角粘接法兰和钝角粘接法兰；

在锐角粘接法兰一侧通过橡胶模具调节腹板模具挡边的角度，使得对锐角粘接法兰对应的腹板模具挡边与腹板模具平台的夹角为钝角；

腹板制作前，使用脱模剂均匀地涂抹在橡胶模具上，再将橡胶模具紧贴腹板模具挡边，沿着橡胶模具整体覆盖一层无孔隔离膜和脱模布，之后进行腹板的制备。

9.根据权利要求8所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模方法，其特征在于，按照工艺文件要求铺设腹板生产所需玻纤和夹芯材料，铺设完成后按照腹板粘接法兰宽度进行修剪玻纤；再铺设真空辅助材料。

10.根据权利要求9所述的风电叶片腹板锐角粘接法兰脱模方法，其特征在于，所述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。