CN214026650U - 一种工字梁的制造模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种工字梁的制造模具，涉及复合材料工字梁制造技术领域，一种工字梁的制造模具，包括模具Ⅰ和活动模具Ⅱ，模具Ⅰ包括主平面和阶梯平面，主平面的左右两端经过连续两次弯折后形成阶梯平面，主平面与阶梯平面之间形成一个阶梯形，模具Ⅰ的左右两端的弯折处均设置有活动模具Ⅱ，主平面左右两端的阶梯平面的上表面均设置有限位部件，活动模具Ⅱ竖直设置在阶梯平面上并且位于限位部件与主平面之间。本实用新型的模具简单，能够制造出梁高度和翻边宽度超大比值、并且力学性能稳定，能够保证强度和刚度的复合材料工字梁，可应用于风电叶片，也可应用于复合材料游艇、船舶、轨道交通制造中大高宽比的工字梁的一体化成型制造。

Description

一种工字梁的制造模具

技术领域

本实用新型涉及工字梁模具领域，具体涉及一种复合材料工字梁的制造模具。

背景技术

风力发电是目前清洁能源的主要组成部分，目前处于急遽的发展阶段，随着海上风电的起步，叶片的长度已经增加到100m以上，复合材料风电叶片由壳体、梁帽、大梁腹板三大主要部件组成，其中大梁是叶片变形的主要承载部件，载荷的传递通过翻边和梁帽的粘接实现。

大梁主要由纤维织物和芯材构成三明治夹芯结构，最早的大梁翻边是先成型平板，再把预制的翻边粘接到三明治结构两侧，最后再和梁帽粘接。目前的工艺是采用单翻边一体成型，但载荷传递在更大型叶片设计制造上难以满足要求。

目前风电叶片随着大型化及海上风电的发展，为提高结构稳定性要求使用“工”字形与梁帽双粘接翻边的腹板，此前的风电叶片大梁成型工艺采用“︺”形阴模具真空灌注成型后粘接预制的另外一边，操作时间长，效率低，力学性能差，工艺偏差大，后期打磨污染环境。

现有技术的复合材料工字梁的制造模具都难适用于梁高度(工字梁的腹板宽度)和翻边宽度(工字梁的翼板宽度)超大比值、且截面形状连续变化的产品，因此现急需一种复合材料工字梁的制造模具，能够制造出梁高度和翻边宽度超大比值、并且力学性能稳定的复合材料工字梁，以用于风电叶片。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工字梁制造模具，能够制造出梁高度和翻边宽度超大比值的复合材料工字梁。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工字梁的制造模具，包括模具Ⅰ和活动模具Ⅱ，所述模具Ⅰ包括主平面和阶梯平面，所述主平面的左右两端均经过连续两次弯折后形成所述阶梯平面，主平面与阶梯平面之间形成一个阶梯形，且主平面位于阶梯平面的上方，模具Ⅰ的左右两端的弯折处均设置有所述活动模具Ⅱ，活动模具Ⅱ为竖直平面，主平面左右两端的阶梯平面的上表面均设置有限位部件，活动模具Ⅱ竖直设置在阶梯平面上并且位于限位部件与主平面之间。

进一步的，所述限位部件为销钉，沿所述阶梯平面的长度方向上设置若干个销钉从而形成所述限位部件。

进一步的，所述主平面的左右两端经过第一次弯折所形成的夹角为直角。

进一步的，所述主平面的左右两端经过第一次弯折所形成的夹角为钝角。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的模具简单，能够制造出梁高度和翻边宽度超大比值、并且力学性能稳定，能够保证强度和刚度的复合材料工字梁，可应用于风电叶片，也可应用于复合材料游艇、船舶、轨道交通制造中大高宽比的工字梁的一体化成型制造。

附图说明

图1为本实用新型的模具与产品的爆炸图；

图2为本实用新型的模具Ⅰ的弯折处的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型的正视图；

图中所示：1-模具Ⅰ；101-主平面；102-阶梯平面；2-活动模具Ⅱ；3-限位部件4-铺层Ⅰ；5-铺层Ⅱ；6-第一次弯折部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的一种工字梁的制造模具，包括模具Ⅰ1和活动模具Ⅱ2，所述模具Ⅰ1包括主平面101和阶梯平面102，所述主平面101的左右两端均经过连续两次弯折后形成所述阶梯平面102，主平面101与阶梯平面102之间形成一个阶梯形，且主平面101位于阶梯平面102的上方，模具Ⅰ1的左右两端的弯折处均设置有所述活动模具Ⅱ2，活动模具Ⅱ2为竖直平面，主平面101左右两端的阶梯平面102的上表面均设置有限位部件3，活动模具Ⅱ2竖直设置在阶梯平面102上并且位于限位部件3与主平面101之间。图3为本实用新型的结构示意图，模具Ⅰ1的材料可以采用金属板、树脂基复合材料、水泥或石膏无机材料等制造而成，活动模具Ⅱ2的材料可以为拉挤的复合材料、塑料板材、金属薄板等，模具Ⅰ1的主平面101和阶梯平面102的形状可根据具体需要的工字梁的形状而确定，主平面101的形状对应工字梁板腹的形状，阶梯平面102的形状对应翼板一半的形状，即翻边的宽度，也就是工字梁一半的形状，将材料铺设在模具Ⅰ1就可以形成“︹”形，具体的如图1所示，图1为本实用新型的模具与产品的爆炸图，使用本实用新型的操作步骤为：首先，将铺层Ⅰ4铺设在模具Ⅰ1，铺层Ⅰ4为纤维织物和芯材，铺设后可采用喷胶定型，主平面101第一次弯折部6的长度对应翼板一半长度，也就是翻边的宽度，使得铺层Ⅰ4形成“︹”形，对应出工字梁的一半，然后将两个活动模具Ⅱ2分别竖直插入到主平面101左右两端的阶梯平面102的上表面上，使得活动模具Ⅱ2设置在限位部件3与主平面101之间，如图2所示，活动模具Ⅱ2卡在阶梯平面102上后，然后铺设铺层Ⅱ5，铺层Ⅱ5为纤维织物，活动模具Ⅱ2上铺设的铺层Ⅱ5对应出工字梁翼板的另一半的形状，活动模具Ⅱ2高于主平面101的宽度对应工字梁另一边翻边的宽度，也就是说，铺层Ⅱ5形成“︺”形；位于下面的铺层Ⅰ4形成“︹”形，和位于上面的铺层Ⅱ5形成“︺”形，经过真空灌注后相结合从而对应形成一个工字梁，在铺设完铺层Ⅰ4和铺层Ⅱ5后，就可以进行真空灌注，真空灌注是现有的已知技术，设置真空灌注的袋膜、注胶管和抽气管，真空施加后活动模具Ⅱ2和模具Ⅰ1在真空压力和重力下自动紧密贴合，真空灌注的树脂浸透铺层Ⅰ4和铺层Ⅱ5，经过浸透树脂到达模具Ⅱ2和模具Ⅰ1的贴合处，扩散整个铺层Ⅰ4和铺层Ⅱ5，使整个铺层Ⅰ4和铺层Ⅱ5固化，按照已有的真空灌注设计工艺要求实施即可。在真空灌注完成后，脱模，取出模具，剪去多余的铺层，铺层Ⅰ4和铺层Ⅱ5就形成工字形，所生产出来的产品即为工字梁。主平面101的宽度对应工字梁腹板的宽度，主平面101第一次弯折部6的宽度对应字梁的一半翼板的宽度，活动模具Ⅱ2高于主平面101的宽度对应工字梁另一半翼板的宽度，也就是活动模具Ⅱ2整个的宽度对应工字梁翼板的宽度，通过调整主平面101的宽度、主平面101第一次弯折部6的宽度和活动模具Ⅱ2的宽度，就可以生产出不同宽度的腹板、翼板的工字梁，即本实用新型可以制造出梁高度(腹板宽度)和翻边宽度(一半翼板的宽度)超大比值的复合材料工字梁。本实用新型采用简便的组合模具一次性真空灌注成型风电叶片“工”字形大尺寸高宽比变截面的大梁(又称腹板)，工艺稳定，并且力学性能稳定，能够保证强度和刚度，成型尺寸精度高，工序少生产成本低效率高，脱模后无需打磨，实现了大梁结构一体化、整体式制造，结构强度高于由现有复合材料工字梁制造方法所获得的分体式结构梁。可应用于复合材料风电叶片、游艇、船舶、轨道交通制造中大高宽比的工字梁的一体化成型制造。

限位部件3是为了对活动模具Ⅱ2进行一个粗略的定位，同时固定铺层Ⅰ4，限位部件3可以为螺钉，销钉，凸起物，卡扣部件，粘贴部件等，具体本实施例中，所述限位部件3为销钉，沿所述阶梯平面102的长度方向上设置若干个销钉从而形成所述限位部件3。销钉使将活动模具Ⅱ2限制在销钉与主平面101之间，同时可以固定住铺层Ⅰ4，，使用时，直接将铺层Ⅰ4下压，穿破铺层Ⅰ4，用销钉固定住铺层Ⅰ4。

主平面101的左右两端经过第一次弯折部6所形成的夹角对应工字梁腹板与翼板之间的夹角，根据具体需要工字梁的形状的要求，所述主平面101的左右两端经过第一次弯折部6所形成的夹角为直角。制作出的工字梁腹板与翼板之间的夹角为直角。

所述主平面101的左右两端经过第一次弯折部6所形成的夹角为钝角。夹角为钝角时，方便材料脱模，制作出的工字梁腹板与翼板之间的夹角为钝角。

Claims (4)

1.一种工字梁的制造模具，其特征在于：包括模具Ⅰ(1)和活动模具Ⅱ(2)，所述模具Ⅰ(1)包括主平面(101)和阶梯平面(102)，所述主平面(101)的左右两端均经过连续两次弯折后形成所述阶梯平面(102)，主平面(101)与阶梯平面(102)之间形成一个阶梯形，且主平面(101)位于阶梯平面(102)的上方，模具Ⅰ(1)的左右两端的弯折处均设置有所述活动模具Ⅱ(2)，活动模具Ⅱ(2)为竖直平面，主平面(101)左右两端的阶梯平面(102)的上表面均设置有限位部件(3)，活动模具Ⅱ(2)竖直设置在阶梯平面(102)上并且位于限位部件(3)与主平面(101)之间。

2.根据权利要求1所述的一种工字梁的制造模具，其特征在于：所述限位部件(3)为销钉，沿所述阶梯平面(102)的长度方向上设置若干个销钉从而形成所述限位部件(3)。

3.根据权利要求1或2所述的一种工字梁的制造模具，其特征在于：所述主平面(101)的左右两端经过第一次弯折所形成的夹角为直角。

4.根据权利要求1或2所述的一种工字梁的制造模具，其特征在于：所述主平面(101)的左右两端经过第一次弯折所形成的夹角为钝角。

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