CN2885553Y - 一种用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，它包括第一连接架、第二连接架，上述连接架包括两块侧板，两块侧板的顶部固接有顶板、底部固接有底板，两侧板上对应同轴开设多对通孔，每对通孔之间穿设有空心套筒；两个连接架的顶板位于同一水平面，两个连接架的空心套筒同轴设置，第一连接架与第二连接架通过空心套筒内穿设的定位销定位、螺栓固接。该连接装置的使用，可将一个尺寸庞大的制造大型复合材料风机叶片的模具分段制造，组装使用，实现其大型模具异地制造，异地生产产品的目的；该连接装置结构简单，安装方便，易拆卸并可重复使用，有效降低其制造成本，利于推广应用。

Description

一种用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置

技术领域

本实用新型涉及一种连接装置，具体讲是用于制造兆瓦级大型复合材料风机叶片分段模具的连接装置。

背景技术

风机叶片是风力发电机组中将风能转换为机械能的部件，也是该机组中最关键、最核心的部件之一。风机叶片承受复杂的载荷和恶劣的工况，所以对叶片材料、性能提出了较高要求。由于复合材料具有结构一体成型、抗疲劳强度高、缺口敏感性低、内部阻尼大、耐候性好等优良的综合性能，已成为大型风机叶片最理想的制造材料。它采用的成型方法为真空灌注树脂传递模塑工艺，大大缩短了复合材料叶片的成型周期，提高了产品的成型可靠性和质量的一致性。因此可以说，复合材料风机叶片是集空气动力学、复合材料结构力学、复合材料成型工艺技术于一身的高科技产品，它的批量生产成功标志着国家的复合材料成型的工艺水平。

根据风力发电市场的现状和发展趋势，目前主流风机功率一般为1.2MW和1.5MW等兆瓦级，生产它们的模具都十分庞大，一般长度都在28～45m，由于长期以来解决不了大型模具的转运和运输问题，只能就地制造模具，就地生产产品；常常会受到材料来源、制造场地、环境、气候等多种不利因素的限制，为了解决模具的转运和运输问题，国外曾试制过将大型叶片模具分段设置，但分段模具组装时的连接处理一直不理想，无法满足真空灌注成型工艺整体制造大型风机叶片的工艺要求，使兆瓦级风机叶片的生产加工受到限制。

实用新型内容

为了解决上述技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能较好的处理分段模具的组装问题，满足整体真空灌注成型工艺要求的大型复合材料风机叶片分段模具的连接装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特点为：它包括第一连接架、第二连接架，上述的两个连接架均包括两块彼此平行的竖直侧板，两侧板的顶部固接一顶板、底部固接一底板，两侧板上对应同轴开设有多对通孔，每对同轴通孔之间穿设有一空心套筒；上述的第一连接架的顶板与第二连接架的顶板位于同一水平面；第一连接架的空心套筒与第二连接架的空心套筒同轴设置；第一连接架与第二连接架之间通过空心套筒内穿设的定位销定位或螺栓固接。

上述穿设螺栓的空心套筒为柱形，其两端外壁各设有环形凸台，该环形凸台的外侧至该柱形空心套筒两端的端面距离与其所连接的侧板厚度相同，该螺栓的栓部卡住第一连接架柱形空心套筒的入口端，其尾端穿过与第二连接架同轴设置的空心套筒，该尾端的螺纹伸出该空心套筒的出口端，用螺母旋紧固定。

上述的定位销为两段不同直径的柱形一体构成，其直径大的一端为尾部，其尾部开设有一通孔。

上述穿设定位销的空心套筒分设为直径不同的二段柱形体，该柱形体的形状与定位销形状对应设置，其大直径的一段对应该定位销尾部，小直径的一段对应该定位销头部；每段柱形体的外壁两端各设有环形凸台；其中，位于大直径柱形体一端的环形凸台到与其同端的柱形体端面的距离大于与其连接的侧板厚度，其伸出部分周面设有螺纹，螺纹上安装有一端面固接有挡板的螺母；另一端的环形凸台到与其同端的柱形体端面的距离与其连接的侧板厚度相同；为了便于固定定位销，在定位销首尾相接处的大直径柱形体一端端口的内壁上还可以设置一固定定位销的内环形凸台。

上述的通孔沿侧板的边缘开设，位于下边缘处的通孔均布6-9个，位于两侧边缘处的通孔各设2-5个，位于上边缘处的通孔至少设3个，最佳开设5个；通孔距侧板边缘距离为等距设置，其距离为40-80mm。

上述下边缘中心的通孔与上边缘中心的通孔位于所述侧板的中线上，安装定位销的通孔至少开设3个，开设的定位销在侧板上呈三角形分布，其中之一位于中线的通孔内；其余的通孔穿设固定用的螺栓。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果如下：

1.本实用新型设置的连接装置，可以根据加工以及运输的需要，将一个尺寸庞大的制造大型复合材料风机叶片的模具分段进行制造，方便了模具运输和搬运，有效降低了大型模具的运输和生产的难度，即可以异地制造模具，也可以异地生产产品。

2.本实用新型的结构设置简单，易于操作，通过采用二个连接架的组装形式，其中每个连接架设两个彼此平行的竖直侧板，两侧板的顶部与底部分别固定有顶板或底板，在连接时，将二个连接架的四块平行设置的侧板上开设多对同轴通孔，其内穿设定位销定位和螺栓固定，再将该连接装置与分段模具固接，其外部除螺栓与定位销位置留出外全部包覆一层手糊玻璃钢；使用上述结构的连接装置，易于安装和拆卸，拆下的连接装置可以多次重复使用，降低了模具的制造成本；用分段模具组装后的模具与整体模具具有完全一样的使用效果，有效提高了生产效率；解决了现有技术中分段模具连接处理不好的缺陷，完全能够满足真空灌注成型工艺整体制造大型风机叶片的工艺要求。

3.本实用新型通过空心套筒来安装螺栓以及定位销，空心套筒设置的凸台结构不但保证侧板的定位精确度，而且有益于空心套筒与连接架之间的连接，同时空心套筒的组合使用提高了整个结构的刚度和抗扭性，增强钢板的抗压强度，节约了材料，提高了系统安全性。

4.本实用新型通过定位销的结构实现了两个连接架之间的准确定位，其大直径一端尾部还设计了安装钢丝的通孔，通孔内穿入钢丝后，施加一定拉力，定位销将很容易从套筒中拔出；位于定位销尾部的空心套筒一端还设计有螺纹结构，螺纹上安装了带挡板的螺母，挡板可以防止定位销从套筒中窜出。这种结构实现了固定定位销定位准确，活动定位销方便拆卸的双重功能。

附图说明

图1为本实用新型应用状态下的俯视结构示意图

图2为图1沿A-A的纵向截面示意图

图3为图1沿B向侧板安装螺栓及定位销的结构示意图

图4为定位销的结构示意图

图5为安装定位销小直径段的空心套筒截面示意图

图6为安装定位销大直径段的空心套筒截面示意图

图7为安装螺栓的空心套筒截面示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的连接装置位于两个分段模具1、2之间，它由第一连接架3与第二连接架4固接而成。

如图2所示，该连接装置中的第一连接架3由两块竖直侧板35、36彼此平行设置，在侧板35、36的顶部固接有顶板31、底部固接有底板33，在侧板35、36上对应同轴开设有多对通孔，每对同轴通孔之间穿设有定位销的空心套筒(图中未示)或穿设有螺栓7的空心套筒11。第二连接架4由两块竖直侧板45、46彼此平行设置，在侧板45、46的顶部固接顶板41、底部固接底板43，在侧板45、46上对应同轴开设有多对通孔，每对同轴通孔之间穿设有定位销的空心套筒(图中未示)或穿设有螺栓7的空心套筒11’；第一连接架3上开设的空心套筒11与第二连接架4上开设的空心套筒11’对应同轴设置，第一连接架3与第二连接架4的两个内侧分别与分段模具1、2的分模面34、44固接，在分模面34、44上对应于同轴设置的所有空心套筒处均为穿通状态。

第一连接架3的顶板31与第二连接架4的顶板41位于同一水平面；

螺栓7的长度长于第一连接架3的空心套筒11与第二连接架4的空心套筒11’连通后的总长度，螺栓7由第二连接架4的空心套筒11’入口端进入，其栓部卡在第二连接架4的外侧，螺纹端伸入第二连接架4空心套筒11’，再由第一连接架3的空心套筒11出口端伸出，伸出的螺纹端由螺母8旋紧固定。

如图3所示，根据模具的尺寸，本实施例选择11个M48螺栓，3个定位销14呈三角形状分布于该侧板上，螺栓、定位销14分别穿设于各自的空心套筒内；

通孔在侧板上沿四周边缘开设，开设的通孔距边缘60mm处均布，通孔距边缘开设的距离依据所用螺栓的型号规格确定，范围在40-80mm，位于该侧板两个竖直边缘处各开设3个通孔；连接顶板的上边缘以及连接底板的下边缘的中心线上开设2个中心孔，靠上边缘的中心孔两侧各开1个通孔，下边缘的中心孔两侧各开2个通孔。为了使第一连接架与第二连接架的定位精确，3个穿设定位销的空心套筒呈三角形分布于该侧板中间，其中1个穿设定位销的空心套筒位于下边缘中线的通孔内，其它2个穿设定位销的空心套筒分设于上边缘中线通孔的两侧；其余11个通孔均安装穿设螺栓的空心套筒，螺栓的螺纹处通过螺母8旋紧固定。

通孔除按本实施例的方式确定外，还可以根据所选用的螺栓规格以及定位销的大小确定其通孔的设定位置，位于侧板中线中心孔、以及该中心孔两侧的通孔、两个竖直边缘上的通孔以及上边缘和下边缘通孔的个数可以根据需要选择，其中，两个竖直边缘上可以分布2-5个通孔；上边缘处至少分布3个通孔，最佳分布5个通孔；下边缘上可以分布6-9个通孔。

如图4所示，定位销14为前后两段直径不同的柱形体，其直径大的一端为尾部，尾部开设一通孔15，通孔15内穿设钢丝，在拆卸时定位销14可通过钢丝方便地叛出。

如图5、图6所示，穿设定位销14的空心套筒12、13为直径不同的二段柱形体，柱形体的形状与所述定位销形状对应设置，空心套筒12为大直径的一段，对应于该定位销尾部，其内部形状与定位销14的大直径段外形相适配；空心套筒12二端的外壁上分别设有环形凸台121、122，环形凸台122外侧到空心套筒12同端端面的距离大于与其连接的侧板厚度，其长出部分周面上设有螺纹，螺纹轴由一端面固接有挡板的螺母螺紧固定(图中未示)，螺母上安装挡板的目的是为了防止定位销14由空心套筒中脱出；环形凸台122外侧到空心套筒12同端端面的距离和与其连接的侧板厚度相同；为了防止定位销14的水平窜动，在此端口的内壁上设有一环形凸台123，环形凸台123的内径与定位销14小直径段的外径尺寸相同。空心套筒13为小直径的一段，其形状与定位销14小直径段外径形状对应，定位销14小直径段的长度小于或等于空心套筒13的长度，这样，可以减轻定位销14的重量以及节省材料。在安装时，应保证空心套筒12、13对接后正好与定位销14的长短形状吻合。空心套筒12、13为成对使用，它们分别装于第一连接架3与第二连接架4中通设的通孔内。

本实施例中，所用的侧板厚度相同，其材质选用钢板或类似的金属板材。

如图7所示，穿设螺栓的空心套筒11(11’)为柱形体，空心套筒11(11’)的两端口处的外壁各设有环形凸台111、112，其内部为直筒，环形凸台111、112外侧到与其同端端面的距离和与其连接的侧板厚度相同，其内部直筒处穿设螺栓，螺栓直径与空心套筒的内径相同，螺栓选用标准六角螺栓，用标配的螺母来拧紧。

本实用新型的连接装置安装步骤如下：首先确定连接装置的放置位置以及侧板之间的水平距离，选择合适的螺栓、定位销；根据分段模具表面形状来确定底板形状，底板可以是几块板条组成，但是板条的形状要与分段模具连接处的形状相配。然后在其侧板与其相邻的侧板相对位置开通孔，定位销的通孔在2个连接架上同轴安装但直径不同，一侧连接架的通孔与安装螺栓的通孔直径相同，而另一侧连接架的通孔直径小，其直径与定位销小直径段的外径相同。依靠空心套筒上的凸台定位，将所有空心套筒与侧板焊接在一起，然后在侧板的上、下端焊接顶板以及底板。在连接装置的连接制作过程中，如果没有特定指出，均采用焊接方式连接各部件。

在连接装置使用过程中，首先根据风机叶片的尺寸选择合适的分段模具个数以及合适的分段位置，本实施例中，如图1、图2、图3所示，风机叶片的模具长28.5m，宽3m，将其平均分成了14.25m的分段模具1、分段模具2两个分段，分段模具1设有一分模面44，分模面44的形状以及其上开设的通孔与连接架4的侧板46相适配；分段模具2设有一分模面34，分模面34的形状以及其上开设的通孔与连接架3的侧板36相适配。然后，将连接架3、4通过底板33、43用树脂腻子粘接在分段模具2、1的表面，顶板31、41位于同一水平面，第一连接架3与第二连接架4的空心套筒同轴设置；将螺栓7以及定位销14分别穿入到各自的空心套筒中，用螺母8固紧螺栓7以及用用一端面固接挡板的螺母固定定位销14。最后，手糊一层玻璃钢42包覆除了螺母、螺栓、定位销以外的第一连接架3与第二连接架4部分，使两个连接架34与分段模具2、1包裹成一整体。待风机叶片制作完毕后，可以将两个连接架3、4沿分模面34、44处分离开，剥离玻璃钢后，上述的连接装置还可以重复使用。

以上所述的仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：

它包括第一连接架、第二连接架；

所述连接架包括两块彼此平行的竖直侧板，两侧板的顶部固接一顶板、底部固接一底板，两侧板上对应同轴开设有多对通孔，每对同轴通孔之间穿设有一空心套筒；

所述第一连接架的顶板与第二连接架的顶板位于同一水平面；

所述第一连接架的空心套筒与第二连接架的空心套筒同轴设置；

所述第一连接架与第二连接架之间通过所述空心套筒内穿设的定位销定位或螺栓固接。

2.如权利要求1所述用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述穿设螺栓的空心套筒为柱形，其二端外壁各设有环形凸台，所述环形凸台的外侧至所述柱形空心套筒端面的距离与所述侧板厚度相同。

3.如权利要求1所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述定位销为两段不同直径的柱形一体构成，其直径大的一端为尾部，该尾部开设有一通孔。

4.如权利要求3所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述穿设定位销的空心套筒分设为直径不同的二段柱形体，二段柱形体的形状与所述定位销形状对应设置；每段柱形体的外壁两端各设有环形凸台。

5、如权利要求4所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述大直径柱形体一端的环形凸台外侧到与其同端的柱形体端面的距离大于与其连接的所述侧板厚度，其伸出部分周面设有螺纹，所述螺纹上安装有一端面固接挡板的螺母；另一端的环形凸台外侧到与其同端的柱形体端面的距离与所述侧板厚度相同。

6.如权利要求5所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：与所述侧板厚度相同一端端口的内壁上设有环形凸台。

7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述通孔沿所述侧板的边缘开设，位于该侧板下边缘处的通孔均布6-9个，位于两侧边缘处的通孔各设2-5个，位于上边缘处的通孔至少设3个；所述通孔距所述侧板边缘距离为等距设置，其距离为40-80mm。

8.如权利要求7所述的用于制造复合材料风机叶片模具的连接装置，其特征在于：所述下边缘中心的通孔与上边缘中心的通孔位于所述侧板的中线上，其中至少3个通孔穿设所述定位销，所述定位销呈三角形分布于所述侧板上，其中之一位于所述中线的通孔内；其余的通孔均穿设所述螺栓。

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