CN104859160A - 适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套及其制备方法，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），连接端口（3）与定长连接件（4）连接，定长连接件（4）另一端与另一根相同结构的金属螺栓套（1）连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，然后斜切修整得到。本发明根部预埋螺栓套，结构合理，强度高，承重力大，寿命长，特别适合大尺寸，高功率风机叶片使用。本发明提供的根部预埋螺栓套的制备方法，生产效率高，其制作的产品具有质量稳定、尺寸精确高，强度大等优点。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种风机叶片根部用的预埋螺栓套，具体涉及一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套及其制备方法。
背景技术
中国风电行业从2005年开始，经过近10年的快速发展，风力发电机组产品得到了快速丰富，机型已经有几十种。其覆盖的风场从超一类到弱四类。
连云港中复连众复合材料集团有限公司研发生产的风力发电机组上的风轮叶片，长度由31米延伸到了75米。风机叶片是转化风能的关键部件之一，其运行的平稳性对风力机发电及其重要，水平轴风力发电机组风轮叶片是通过使用高强度螺栓与风机轮毂连接的，随着叶片长度的增长，叶片重量也增大，叶片所受载荷也增大，高强度连接螺栓需承受来自叶片上的各种载荷也随之增大。
目前，国内风机叶片普遍采用根部打孔的方式来安装叶片根部连接螺栓，该种方法对于风机叶片根部承受载荷较小和螺栓安装数量少的风机叶片来说应用较成功，但是随着风电机组功率的增大，与之配套的风机叶片的长度及其根部尺寸也越来越大，其重量也随之增大很多，这就造成了风机叶片根部连接螺栓要承受更大的载荷，对其性能要求也就更高，对于开发符合要求的根部螺栓其难度更大。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，强度大，牢固程度高，特别适合拉挤工艺生产风机叶片的根部预埋螺栓套及其制备方法。本发明提供的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，可满足风机叶片根部承受载荷较大或者螺栓数量多的风机叶片。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套， 它包括金属螺栓套，金属螺栓套外表面设有环向凹槽，金属螺栓套一端具有连接端口，连接端口与定长连接件连接，定长连接件另一端与另外一根相同结构的金属螺栓套连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，然后在拉挤后的制品的轴向中间位置斜切然后修整得到两根风机叶片根部预埋螺栓套。
本发明所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，其包括以下步骤：
a.先取表面带有环向凹槽的金属螺栓套，然后在环向凹槽表面进行喷砂处理，使得表面粗糙度达到Ra6.3以上；
b.然后在螺栓套外表面环向凹槽上缠绕纤维；
c.在螺栓套右端的的插入端外表面缠绕生料带，待用；
d.将连续的复合材料连接件裁切为一定长度，得到定长连接件；
e.将螺栓套的插入端与定长连接件连接；
f.然后将填充材料倒入定长连接件中，使得定长连接件内均匀充满填充材料；
g.将另外一个螺栓套与定长连接件的另外一端连接；得到适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套组合件；
h.将上述得到的组合件推入拉挤管模中，通过拉挤工艺得到一对风机叶片根部预埋螺栓套；将得到的风机叶片根部预埋螺栓套从轴向中间部位斜切，得到2根风机叶片根部预埋螺栓套成品。
作为另一优选方案，一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，它包括金属螺栓套，金属螺栓套外表面设有环向凹槽，金属螺栓套一端具有连接端口，连接端口与定长连接件连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品斜切修整后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
作为另一优选方案，一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，它包括金属螺栓套，金属螺栓套外表面设有环向凹槽，作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品修正后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，所述的内嵌件外层的复合材料层为纤维与树脂制成。
作为优选方案，以上所述的所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，所述的树脂是热塑性树脂或热固性树脂，包括环氧树脂，聚酯树脂，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚；所述的纤维是有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维等。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽截面形状为波浪型，等腰梯形，不等腰梯形，三角形，矩形或多边型等。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽中缠绕有纤维；所采用的纤维为有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维等。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，金属螺栓套一端具有连接端口，所述的连接端口为螺纹连接，插入式紧配合，粘接，内管箍连接，销接或焊接等。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，两端的金属螺栓套与定长连接件连接，所述的定长连接件的材质是金属或非金属，包括铁，木材，PVC，复合材料等；定长连接件为实心或空心结构，所述的定长连接件内采用发泡材料直接发泡，可达到紧密的程度，在后续进行真空灌注时，树脂不会穿过发泡材料进入到拉挤螺栓套中，而且能够对其上的玻璃布进行良好的支撑，牢固程度更高。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，所述的拉挤成型工艺为开放式拉挤，注射拉挤或封闭式拉挤工艺等。
作为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的螺栓套采用高强度合金钢制成。如采用42CrMo高强度合金钢制成。
为优选方案，以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的拉挤纤维采用9600tex或4800tex，环向凹槽缠绕的纤维采用1200tex。
有益效果：本发明提供的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套及其制备方法和现有技术相比具有以下优点：
发明提供的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，结构设计合理，强度高，承重力大，寿命长，特别适合大尺寸，高功率风机叶片使用。
本发明提供的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，工业化程度高，生产效率高，其制作的产品具有质量稳定、尺寸精确高，强度大等优点，可很好的满足风机叶片根部所受载荷大或者根部连接螺栓多的风机叶片。可克服采用手工铺设糊制导致的铺层不连续，层间不均匀，易出现褶皱，气泡等问题。
附图说明
图1为本发明所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的结构示意图。
图2为风机叶片根部预埋螺栓套中环向凹槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示，1、一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），连接端口（3）与定长连接件（4）连接，定长连接件（4）另一端与另外一根相同结构的金属螺栓套（1）连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，然后在拉挤后的制品的轴向中间位置斜切然后修整得到两根风机叶片根部预埋螺栓套。
2、上述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，其包括以下步骤：
a.先取表面带有环向凹槽（2）的金属螺栓套（1），然后在环向凹槽（2）表面进行喷砂处理，使得表面粗糙度达到Ra6.3以上；
b.然后在螺栓套（1）外表面环向凹槽（2）上缠绕纤维（6）；
c.在螺栓套（1）右端的的插入端（3）外表面缠绕生料带，待用；
d.将连续的复合材料连接件裁切为一定长度，得到定长连接件（4）；
e.将螺栓套（1）的插入端（3）与定长连接件（4）连接；
f.然后将填充材料（5）倒入定长连接件（4）中，使得定长连接件（4）内均匀充满填充材料（5）；
g.将另外一个螺栓套（1）与定长连接件（4）的另外一端连接；得到适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套组合件；
h.将上述得到的组合件推入拉挤管模中，通过拉挤工艺得到一对风机叶片根部预埋螺栓套；将得到的风机叶片根部预埋螺栓套从轴向中间部位斜切，得到2根风机叶片根部预埋螺栓套成品。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，所述的内嵌件外层的复合材料层为纤维与树脂制成。所述的树脂是热塑性树脂或热固性树脂，包括环氧树脂，聚酯树脂，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚；所述的纤维是有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）截面形状为波浪型，等腰梯形，不等腰梯形，三角形，矩形，多边型，如图2所示。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）中缠绕有纤维（6）；所采用的纤维为有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），所述的连接端口（3）为螺纹连接，插入式紧配合，粘接，内管箍连接，销接或焊接。
实施例2
1、一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），连接端口（3）与定长连接件（4）连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品斜切修整后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
2、上述适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，其包括以下步骤：
a.先取表面带有环向凹槽（2）的螺栓套（1），然后在环向凹槽（2）表面进行喷砂处理，使得表面粗糙度达到Ra6.3以上；
b.然后在螺栓套（1）外表面环向凹槽（2）上缠绕纤维（6）；
c.在螺栓套（1）右端的的插入端（3）外表面缠绕生料带，待用；
d.将连续的复合材料连接件裁切为一定长度，得到定长连接件（4）；
e.将螺栓套（1）与（3）定长连接件（4）连接；
f.然后将填充材料（5）倒入定长连接件（4）中，使得定长连接件（4）内均匀充满填充材料（5），得到适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套组合件；
g.将上述得到的组合件推入拉挤管模中，通过拉挤工艺得到风机叶片根部预埋螺栓套；将得到的风机叶片根部预埋螺栓套斜切，得到1根风机叶片根部预埋螺栓套成品。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，所述的内嵌件外层的复合材料层为纤维与树脂制成。所述的树脂是热塑性树脂或热固性树脂，包括环氧树脂，聚酯树脂，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚；所述的纤维是有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）截面形状为波浪型，等腰梯形，不等腰梯形，三角形，矩形，多边型，如图2所示。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）中缠绕有纤维（6）；所采用的纤维为有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），所述的连接端口（3）为螺纹连接，插入式紧配合，粘接，内管箍连接，销接或焊接。
实施例3
1.一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品修正后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
2.上述适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，其包括以下步骤：
1) 先取表面带有环向凹槽（2）的螺栓套（1），然后在环向凹槽（2）表面进行喷砂处理，使得表面粗糙度达到Ra6.3以上；
2) 然后在螺栓套（1）外表面波纹（2）上缠绕纤维（6）；
3) 将上述得到的螺栓套推入拉挤管模中，通过拉挤工艺得到风机叶片根部预埋螺栓套；
4) 将步骤7）中得到的风机叶片根部预埋螺栓套修整，得到1根风机叶片根部预埋螺栓套成品。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）截面形状为波浪型，等腰梯形，不等腰梯形，三角形，矩形，多边型，如图2所示。
以上所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，所述的环向凹槽（2）中缠绕有纤维（6）；所采用的纤维为有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），连接端口（3）与定长连接件（4）连接，定长连接件（4）另一端与另外一根相同结构的金属螺栓套（1）连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，然后在拉挤后的制品的轴向中间位置斜切然后修整得到两根风机叶片根部预埋螺栓套。
2.权利要求1所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.先取表面带有环向凹槽（2）的金属螺栓套（1），然后在环向凹槽（2）表面进行喷砂处理，使得表面粗糙度达到Ra6.3以上；
b.然后在螺栓套（1）外表面环向凹槽（2）上缠绕纤维（6）；
c.在螺栓套（1）右端的的插入端（3）外表面缠绕生料带，待用；
d.将连续的复合材料连接件裁切为一定长度，得到定长连接件（4）；
e.将螺栓套（1）的插入端（3）与定长连接件（4）连接；
f.然后将填充材料（5）倒入定长连接件（4）中，使得定长连接件（4）内均匀充满填充材料（5）；
g.将另外一个螺栓套（1）与定长连接件（4）的另外一端连接；得到适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套组合件；
h.将上述得到的组合件推入拉挤管模中，通过拉挤工艺得到一对风机叶片根部预埋螺栓套；将得到的风机叶片根部预埋螺栓套从轴向中间部位斜切，得到2根风机叶片根部预埋螺栓套成品。
3.一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），连接端口（3）与定长连接件（4）连接，以上组件作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品斜切修整后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
4.一种适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，它包括金属螺栓套（1），金属螺栓套（1）外表面设有环向凹槽（2），作为风机叶片根部预埋螺栓套的内嵌件，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，制得拉挤复合制品，将拉挤后的制品修正后得到一根风机叶片根部预埋螺栓套制品。
5.根据权利要求1，3和4任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，其特征在于，所述的内嵌件外层的复合材料层为纤维与树脂制成。
6. 根据权利要求5所述的所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部螺栓套，其特征在于，所述的树脂是热塑性树脂或热固性树脂，包括环氧树脂，聚酯树脂，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚；所述的纤维是有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
7.根据权利要求1，3和4任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，所述的环向凹槽（2）截面形状为波浪型，等腰梯形，不等腰梯形，三角形，矩形，多边型。
8.根据权利要求1，3和4任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，所述的环向凹槽（2）中缠绕有纤维（6）；所采用的纤维为有机纤维或无机纤维，包括碳纤维、芳纶纤维、石墨纤维、玻璃纤维或高密度聚乙烯纤维。
9.根据权利要求1至3任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，金属螺栓套（1）一端具有连接端口（3），所述的连接端口（3）为螺纹连接，插入式紧配合，粘接，内管箍连接，销接或焊接。
10.据权利要求1和2所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，两端的金属螺栓套（1）与定长连接件（4）连接，所述的定长连接件（4）的材质是金属或非金属，包括铁，木材，PVC，复合材料；定长连接件（4）为实心或空心结构，所述的空心结构的定长连接件（4）中填充材料有金属或非金属的材料，包括聚氨酯泡沫或木材。
11.根据权利要求1至3任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，通过拉挤成型工艺在内嵌件外层形成复合材料层，所述的拉挤成型工艺为开放式拉挤，注射拉挤，封闭式拉挤工艺。
12.根据权利要求1至3任一项所述的适合拉挤工艺的风机叶片根部预埋螺栓套，其特征在于，所述的螺栓套（1）采用高强度合金钢制成。
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