CN118008678A - 一种预埋螺套组件、成型方法及叶根预埋连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种预埋螺套组件、成型方法及叶根预埋连接结构，该预埋螺套组件包括UD套筒和预埋组件，预埋组件预埋于UD套筒中，预埋组件包括叶根螺套、金属过孔轴套和楔子；叶根螺套内部具有与叶根螺栓适配的螺纹，金属过孔轴套与叶根螺套的前端过盈连接，楔子与叶根螺套的后端抵接；其中，UD套筒由纱线拉挤成型，且在成型时沿轴向分为上下两部分，先拉挤成型下半部分将预埋组件放置在下半部分内，然后再与上半部分共同成型固化。本发明通过将UD套筒在制作过程中，先拉挤成型下半部分，然后将预埋组件放置在下半部分以后，再进行上半部分的共同成型工艺，实现预埋螺套组件的连续成型，保障了质量同时也提高了生产效率。

Description

一种预埋螺套组件、成型方法及叶根预埋连接结构

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种预埋螺套组件、成型方法及叶根预埋连接结构。

背景技术

预埋螺套是一种风力发电机叶片根部金属预埋连接件，用于连接、紧固风电叶片与主机轮毂，因此，预埋螺套的连接质量成为了影响风电叶片连接可靠性的重要因素；传统的工艺是将预埋螺套和UD棒放置入叶片根部的预埋螺套孔内，然后通过灌注成型；然而该种结构存在灌注质量难以保证的问题；

现有技术中，为了消除上述缺陷，采用了模具生产的方法，即将UD棒放置在螺套两侧，再将楔子放置于预埋螺套前方，然后覆盖玻璃纤维布，接着通过抽真空浇注树脂的方式使得预埋螺套组件成型，最后将预埋螺套组件整体插入至叶根的基座孔中。

然而发明人发现，上述通过模具制备的方式，虽然提高了连接结构强度，但是生产方法较为繁琐，与传统方案相比，降低了生产的效率。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种预埋螺套组件、成型方法及叶根预埋连接结构，采用工艺的改进以提高生产效率和质量。

根据本发明的第一方面，提供一种预埋螺套组件，包括UD套筒和预埋组件，所述预埋组件预埋于所述UD套筒中，所述预埋组件包括叶根螺套、金属过孔轴套和楔子；

所述叶根螺套内部具有与叶根螺栓适配的螺纹，所述金属过孔轴套与所述叶根螺套的前端过盈连接，所述楔子与所述叶根螺套的后端抵接；

其中，所述UD套筒由纱线拉挤成型，且在成型时沿轴向分为上下两部分，先拉挤成型下半部分将所述预埋组件放置在下半部分内，然后再与上半部分共同成型固化。

在本发明的一些实施例中，所述预埋组件还包括同时套设在所述叶根螺套和金属过孔轴套上的衬套。

在本发明的一些实施例中，所述叶根螺套上还具有若干用于缠绕纱线的环形缠绕槽。

在本发明的一些实施例中，所述叶根螺套靠近所述金属过孔轴套的的一端呈楔形设置，所述叶根螺套靠近所述金属过孔轴套一端的直径小于其靠近所述楔子一端的直径。

在本发明的一些实施例中，所述衬套为玻璃钢材质，且所述衬套的内壁与所述螺套的外壁适配设置。

在本发明的一些实施例中，所述UD套筒的前半段为正棱柱形状，后半段为楔形。

根据本发明的第二方面，还提供了一种如第一方面中任一项所述的预埋螺套组件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

下部成型工序，通过拉挤工艺，成型UD套筒的下半部分；

预埋组件放置工序，将预埋组件组装并放置于UD套筒的下半部分中；

共同成型工序，通过拉挤工艺将UD套筒的上半部分与前道工序成型的部分共同成型；

在本发明的一些实施例中，所述固化切割工序中的切割为将连续成型的多根预埋螺套组件的分割处理。

根据本发明的第三方面，还提供了一种叶根预埋连接结构，在本发明的一些实施例中，包括：

外增强层；

多根如第一方面中任一项所述的预埋螺套组件，多根所述预埋螺套组件并列排布在所述外增强层上；

外UD棒，嵌设在两相邻所述预埋螺套组件与所述外增强层之间的缝隙内；

内增强层，铺设在多根所述预埋螺套组件远离所述外增强层的另一面；

内UD棒，嵌设在两相邻所述预埋螺套组件与所述内增强层之间的缝隙内；

其中，所述外增强层和内增强层之间通过抽真空灌注树脂成型。

在本发明的一些实施例中，所述外UD棒和内UD棒呈三角形截面。

本发明的有益效果为：本发明通过将UD套筒在制作过程中，先拉挤成型下半部分，然后将预埋组件放置在下半部分以后，再进行上半部分的共同成型工艺，与现有技术相比，由于拉挤工艺先浸润树脂后再进行成型，可以保证预埋组件与UD套筒的连接可靠性，并且通过连续的拉挤成型，可实现预埋螺套组件的连续成型，保障了质量的同时也提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中预埋螺套组件的结构示意图；

图2为本发明实施例中预埋螺套组件的爆炸分解结构示意图；

图3为本发明实施例中图1中的A-A向剖视图；

图4为本发明实施例中衬套与预埋螺套和金属过孔轴套的连接轴向剖视图；

图5为本发明实施例中预埋螺套组件成型方法的步骤流程图；

图6为本发明实施例中预埋螺套组件的成型方法中的横截面示意图；

图7为本发明实施例中下部成型工序的设备示意图；

图8为本发明实施例中预埋组件放置工序的设备示意图；

图9为本发明实施例中共同成型工序的设备示意图；

图10为本发明实施例中切割结构示意图；

图11为本发明实施例中叶根预埋连接结构的示意图；

图12为本发明实施例中图11中的爆炸分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示的预埋螺套组件，包括UD套筒1和预埋组件2，预埋组件2预埋于UD套筒1中，预埋组件2包括叶根螺套21、金属过孔轴套22和楔子23；这里需要指出的是，在本发明的实施例中，预埋组件2埋设于UD套筒1内，UD套筒1通过拉挤成型工艺分步成型，UD套筒1的前端与预埋组件2对齐，后端与楔子23共面呈倾斜面结构；

叶根螺套21内部具有与叶根螺栓适配的螺纹，金属过孔轴套22与叶根螺套21的前端过盈连接，楔子23与叶根螺套21的后端抵接；其中，UD套筒1由纱线拉挤成型，且在成型时沿轴向分为上下两部分，先拉挤成型下半部分将预埋组件2放置在下半部分内，然后再与上半部分共同成型固化。具体结构如图6中所示，下半部分是指沿着UD套筒1的直径方向进行切割，由于拉挤工艺是沿着水平方向进行拉挤的，故处于下方的部分为下半部分。

在上述实施例中，通过将UD套筒1在制作过程中，先拉挤成型下半部分，然后将预埋组件2放置在下半部分以后，再进行上半部分的共同成型工艺，与现有技术相比，由于拉挤工艺先浸润树脂后再进行成型，可以保证预埋组件2与UD套筒1的连接可靠性，并且通过连续的拉挤成型，可实现预埋螺套组件的连续成型，保障了质量的同时也提高了生产效率。

请参照图2至图4，在上述实施例的基础上，预埋组件2还包括同时套设在叶根螺套21和金属过孔轴套22上的衬套24。在本发明的一些实施例中，衬套24为玻璃钢材质，其套设在叶根螺套21和金属过孔轴套22上的作用在于进一步增强二者的连接结构强度，避免二者在径向或者轴向产生偏移；如图2和图4中所示，叶根螺套21上还具有若干用于缠绕纱线的环形缠绕槽21a。在具体进行制作时，需要在环形缠绕槽21a上缠绕纱线，以进一步增加轴向的结合力；此外，如图4中所示，叶根螺套21靠近金属过孔轴套22的的一端呈楔形设置，叶根螺套21靠近金属过孔轴套22一端的直径小于其靠近楔子23一端的直径。通过如此楔形的设置，能够进一步提高预埋螺套的抗拉拔性能，借助楔形面将拉拔力传递至衬套24上，由于衬套24为玻璃钢材质，才拉挤成型工艺中，浸润了树脂的碳纤维中的树脂也会与玻璃钢衬套24以及内部表面结合，如此，通过倾斜面，玻璃钢衬套24以及环形缠绕槽21a上缠绕纱线的结构特征，增强了预埋组件2的连接可靠性。进一步的，请继续参照图4，在本发明的一些实施例中，衬套24的内壁与螺套的外壁适配设置。这里的适配是指在叶根螺套21的楔形部分，衬套24内壁的厚度发生是影响力的调整，而且在环形缠绕槽21a部分，衬套24内壁上可以设置对应的凸起或者凹槽来进一步提高结合强度。

此外，这里需要指出的是，为了提高预埋螺套组件与外界的连接可靠性，在本发明的一些实施例中，UD套筒1的前半段为正棱柱形状，后半段为楔形。这里的前半段是指金属过孔轴套22所在的一端，后半部分指的是楔子23所在的一端，在本发明的一些实施例中，楔子23的材质可以是PVC、PET或聚氨酯材料等。

在本发明实施例中，还提高了一种上述预埋螺套组件的成型方法，如图5中所示，包括以下步骤：

S10：下部成型工序，通过拉挤工艺，成型UD套筒1的下半部分；这里需要指出的是如图6至图9，为连续的拉挤工艺，在UD套筒1的下半部分成型时，从预成型板上拉出的形状还未完全固化，下半部分的UD套筒1为敞口形状，以便于后续预埋组件2的放置；

S20：预埋组件2放置工序，将预埋组件2组装并放置于UD套筒1的下半部分中；在本发明实施例中，在放置预埋组件2时，为多个预埋组件2首位依次放置，可以通过人工进行放置，也可以通过机械手等实现自动化的放置工序；

S30：共同成型工序，通过拉挤工艺将UD套筒1的上半部分与前道工序成型的部分共同成型；上半部分的UD铜套同样通过碳纤维或者玻璃纤维等纱线的拉挤实现成型由于下半部分的UD套筒1还未完全固化，再与上半部分的UD套筒1共同经过预成型板后挤压成完整的UD套筒1的形状。

S40：固化切割工序，对共同成型的预埋螺套进行固化后，再进行切割工序。

进一步的，如图10中所示，固化切割工序中的切割为将连续成型的多根预埋螺套组件的分割处理。通过上述工序的设置，实现了预埋螺套组件的连续成型工艺，提高了生产效率且保障了产品的结构强度。

请参照图11和图12，本发明实施例中还提供了一种叶根预埋连接结构，包括：

外增强层100；这里的外增强层100以及下文中的内增强层300可以是碳纤维或者玻璃纤维布铺设成型；

多根上述预埋螺套组件，多根预埋螺套组件并列排布在外增强层100上；

外UD棒200，嵌设在两相邻预埋螺套组件与外增强层100之间的缝隙内；

内增强层300，铺设在多根预埋螺套组件远离外增强层100的另一面；

内UD棒400，嵌设在两相邻预埋螺套组件与内增强层300之间的缝隙内；

其中，外增强层100和内增强层300之间通过抽真空灌注树脂成型。

在具体进行制作时，可以先进行外增强层100的铺层，然后将外UD棒200、预埋螺套组件以及内UD棒400进行拼装，最后进行内增强层300的铺设，铺设结束后，再统一进行抽真空灌注；根据制造条件和效率，可以采用2个、3个、4个或者更多个预埋螺套组件为一组进行抽真空的灌注成型工艺。在本发明的一些实施例中，外UD棒200和内UD棒400呈三角形截面。上述UD套筒1的棱柱形状可以是如图11和图12中所示的八棱柱结构，通过该种设置，呈三角形结构的外UD棒200和内UD棒400可以很好的同时与两侧的预埋螺套组件以及另一侧的外增强层100或者内增强层300接触，增加了接触面积，从而进一步提高结构的稳定性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种预埋螺套组件，其特征在于，包括UD套筒和预埋组件，所述预埋组件预埋于所述UD套筒中，所述预埋组件包括叶根螺套、金属过孔轴套和楔子；

所述叶根螺套内部具有与叶根螺栓适配的螺纹，所述金属过孔轴套与所述叶根螺套的前端过盈连接，所述楔子与所述叶根螺套的后端抵接；

其中，所述UD套筒由纱线拉挤成型，且在成型时沿轴向分为上下两部分，先拉挤成型下半部分将所述预埋组件放置在下半部分内，然后再与上半部分共同成型固化。

2.根据权利要求1所述的预埋螺套组件，其特征在于，所述预埋组件还包括同时套设在所述叶根螺套和金属过孔轴套上的衬套。

3.根据权利要求2所述的预埋螺套组件，其特征在于，所述叶根螺套上还具有若干用于缠绕纱线的环形缠绕槽。

4.根据权利要求3所述的预埋螺套组件，其特征在于，所述叶根螺套靠近所述金属过孔轴套的的一端呈楔形设置，所述叶根螺套靠近所述金属过孔轴套一端的直径小于其靠近所述楔子一端的直径。

5.根据权利要求4所述的预埋螺套组件，其特征在于，所述衬套为玻璃钢材质，且所述衬套的内壁与所述螺套的外壁适配设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的预埋螺套组件，其特征在于，所述UD套筒的前半段为正棱柱形状，后半段为楔形。

7.一种如权利要求1至5中任一项所述的预埋螺套组件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

下部成型工序，通过拉挤工艺，成型UD套筒的下半部分；

预埋组件放置工序，将预埋组件组装并放置于UD套筒的下半部分中；

共同成型工序，通过拉挤工艺将UD套筒的上半部分与前道工序成型的部分共同成型；

固化切割工序，对共同成型的预埋螺套进行固化后，再进行切割工序。

8.根据权利要求1所述的预埋螺套组件成型方法，其特征在于，所述固化切割工序中的切割为将连续成型的多根预埋螺套组件的分割处理。

9.一种叶根预埋连接结构，其特征在于，包括：

外增强层；

多根如权利要求1至5中任一项所述的预埋螺套组件，多根所述预埋螺套组件并列排布在所述外增强层上；

外UD棒，嵌设在两相邻所述预埋螺套组件与所述外增强层之间的缝隙内；

内增强层，铺设在多根所述预埋螺套组件远离所述外增强层的另一面；

内UD棒，嵌设在两相邻所述预埋螺套组件与所述内增强层之间的缝隙内；

其中，所述外增强层和内增强层之间通过抽真空灌注树脂成型。

10.根据权利要求9所述的叶根预埋连接结构，其特征在于，所述外UD棒和内UD棒呈三角形截面。