CN109732940B - 分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，它包括的步骤为：铺设预制板纤维织物和离膜材料、铺设阴模纤维织物、树脂注入成型，预制板与阴模分离、涂抹粘接材料层、固定预制板和修正，该方法使得模具连接安装过程中无需对复合材料壳体再进行额外的注入或者手糊作业，操作时间大大缩短，同时可以保持原有的模具型面，减少后加工的时间。
Description
技术领域
本发明涉及风轮机叶片模具领域，具体是一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电，风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电的技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
随着国家对清洁能源的大力发展，风电行业也随之迅速发展，风电叶片的兆瓦级别越来越大，风电叶片的长度从原有的四十多米到现在的八十多米，因风电叶片的长度日趋加长，其模具的长度也随着加长；为方便模具的制作、运输及安装，模具通常要求分若干段进行制作及运输，模具的分段，包括钢结构及复合材料壳体的分段越来越普遍。传统的复合材料壳体分段在模具安装时，在分段位置普遍使用粘接、手糊、真空注入等一种或多种工艺方法制作，且为达到该壳体的型面精度，需对连接处的复合材料壳体进行多次反复的打磨等后续加工处理，操作复杂、耗时较长，质量较难保证。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，使得模具连接安装过程中无需对复合材料壳体再进行额外的注入或者手糊作业，操作时间大大缩短，同时可以保持原有的模具型面，减少后加工的时间。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，它包括以下步骤：
步骤一：在阳模的上铺设一层预制板纤维织物；
步骤二：预制板纤维织物的上表面覆盖一层离膜层；
步骤三：在离膜层的上方铺设阴模纤维织物；
步骤四：分别在预制板纤维织物和阴模纤维织物内注入树脂，然后得到一体成型的预制板和阴模；
步骤五：待预制板和阴模制作完成后，通过使用行程限制器固定住与阴模连接在一起的钢架，将预制板与阴模和阳模分离，同时去除涂覆在预制板上的一层离膜层；
步骤六：在需要对阴模运输前将阴模分段处理，然后当需要对分段的阴模进行安装连接时，在阴模的分段处的表面均匀涂抹粘接材料层，将预制板放置在阴模上涂抹完的粘接材料层的上方；
步骤七：待粘接材料层固化后，对阴模的型面通过打磨、抛光的方式实现尺寸的修正以保证模具型面符合要求。
作为本发明的进一步优选，步骤二中所述的离膜层的材料为隔离膜或特氟龙布，离膜层的厚度为0.01mm～5mm。
作为本发明的进一步优选，步骤四中所述的预制板的厚度a为＞2mm、斜边b的长度为≥3倍厚度，宽度c的长度为≥5倍厚度。
作为本发明的进一步优选，步骤四中所述的阴模的制作步骤为：
(a)：在预制板的上方和阴模的预分段处垂直固定分段板；
(b)：在分段板的两侧与预制板和阳模的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过浇注树脂的方式得到阴模；
(c)：在分段板的两侧且位于阴模的上方的阴模纤维织物内浇注树脂得到分段连接块。
作为本发明的进一步优选，所述的分段板的表面涂覆离膜层。
作为本发明的进一步优选，由操作人员将分段板从阴模中处取出后，通过螺栓将阴模上的两个分段连接块固定在一起，并在分段连接块和螺栓的表面涂覆纤维织物从而增加连接的可靠性。
作为本发明的进一步优选，所述的纤维织物为玻璃钢纤维复合材料、碳纤维复合材料或芳纶纤维。
作为本发明的进一步优选，步骤四中所述的阴模的制作方法为：在预制板和阳模的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过浇注树脂的方式得到阴模。
作为本发明的进一步优选，步骤六中所述的分段处理是通过在阴模的预分段处加设分段板并待阴模制作完成后将分段板从阴模中取出从而实现阴模的分段，或通过切割机将阴模和预制板切断实现阴模的分段。
有益效果：本发明所述的一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，与现有技术相比，具有以下优点：
(1)、分段预制板制作方便，其制作随模具复合材料壳体主体制作同时进行并完成，不增加额外的工时；
(2)、通过限定了预制板的尺寸，保证了阴模连接的可靠性，在承受阴模分段连接时最大的作用力的前提下节省预制板材料，降低了成本；
(3)、分段预制板在模具复合材料壳体上的安装方法简单，去除了传统的复合材料连接方法中的手糊、真空注入等工序，大大的简化了安装工艺；
(4)、分段预制板因与阴模同时制作，其安装后的型面基本无变化，保证了叶片模具整体的型面精度。
附图说明
图1为预制板的结构示意图；
图2为阴模制作完成后的结构示意图；
图3为预制板与阴模分离的结构示意图；
图4为螺栓将分段连接块固定的结构示意图；
图5为将阴模在预分段位置切断的结构示意图。
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。
本发明所述的一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，它包括的步骤为：制作预制板-涂覆离膜层＝制作阴模-预制板与阴模分离-涂抹粘接材料层-固定预制板-修正。
实施例1
步骤一：在阳模1的上铺设一层预制板纤维织物；
步骤二：如图1所示，预制板纤维织物的上表面覆盖一层离膜层3，离膜层3的材料为隔离膜或特氟龙布，所述的离膜层3的厚度为0.01mm；
步骤三：在离膜层3的上方铺设阴模纤维织物；
步骤四：分别在预制板纤维织物和阴模纤维织物内注入树脂，然后得到一体成型的预制板2和阴模4，预制板2的厚度a为＞2mm，斜边b的长度为≥3倍厚度，宽度c的长度为≥5倍厚度，如图2所示；
步骤五：制作阴模4时，先在预制板2的上方和阴模4的预分段处垂直固定分段板9，分段板9的表面涂覆离膜层3；然后在分段板9的两侧与预制板2和阳模1的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过注入树脂的方式得到阴模4；最后在分段板9的两侧且位于阴模4的上方的阴模纤维织物内浇注树脂得到分段连接块5，如图3所示。
步骤六：待阴模4制作完成后，在需要对阴模4运输前将阴模4分段处理时，由操作人员手动将分段板9从阴模4中取出，然后通过使用行程限制器固定住与阴模4连接在一起的钢架41，然后由操作人员手动对预制板2施力并将预制板2与阴模4和阳模1分离，如图4所示，同时去除涂覆在预制板2上的一层离膜层3；
步骤七：然后当需要对分段的阴模4进行安装连接时，在阴模4的分段处的表面均匀涂抹粘接材料层8，将预制板2放置在阴模4上涂抹完的粘接材料层8的上方，通过螺栓6将阴模4上的两个分段连接块5固定在一起，并在分段连接块5和螺栓6的表面涂覆纤维织物从而增加连接的可靠性，如图5所示；
步骤八：待粘接材料层8固化后，对阴模4的型面通过打磨、抛光的方式实现尺寸的修正以保证模具型面符合要求。
实施例2
步骤一：在阳模1的上铺设一层预制板纤维织物；
步骤二：预制板纤维织物的上表面覆盖一层离膜层3，如图1所示，离膜层3的材料为隔离膜或特氟龙布，所述的离膜层3的厚度为5mm；
步骤三：在离膜层3的上方铺设阴模纤维织物；
步骤四：分别在预制板纤维织物和阴模纤维织物内注入树脂，然后得到一体成型的预制板2和阴模4，预制板2的厚度a为＞2mm，斜边b的长度为≥3倍厚度，宽度c的长度为≥5倍厚度，如图2所示；
步骤五：制作阴模4时，先在预制板2和阳模1的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过浇注树脂的方式得到阴模4。
步骤六：待阴模4制作完成后，在需要对阴模4运输前将阴模4分段处理时，先由操作人员通过使用切割机将阴模4和预制板2切断实现阴模4的分段，然后通过使用行程限制器固定住与阴模4连接在一起的钢架，由操作人员手动对预制板2施力并将预制板2与阴模4和阳模1分离，同时去除涂覆在预制板2上的一层离膜层3；
步骤七：然后当需要对分段的阴模4进行安装连接时，在阴模4和预制板2的分段处分别涂抹粘接材料层8，将预制板2放置在阴模4上涂抹完的粘接材料层8的上方从而增加连接的可靠性，如图6所示；
步骤七：待粘接材料层8固化后，对阴模4的型面通过打磨、抛光的方式实现尺寸的修正以保证模具型面符合要求。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一：在阳模(1)的上铺设一层预制板纤维织物；
步骤二：预制板纤维织物的上表面覆盖一层离膜层(3)；
步骤三：在离膜层(3)的上方铺设阴模纤维织物；
步骤四：分别在预制板纤维织物和阴模纤维织物内注入树脂，然后得到一体成型的预制板(2)和阴模(4)；
步骤五：待预制板(2)和阴模(4)制作完成后，通过使用行程限制器固定住与阴模(4)连接在一起的钢架(41)，将预制板(2)与阴模(4)和阳模(1)分离，同时去除涂覆在预制板(2)上的一层离膜层(3)；
步骤六：在需要对阴模(4)运输前将阴模(4)分段处理，然后当需要对分段的阴模(4)进行安装连接时，在阴模(4)的分段处的表面均匀涂抹粘接材料层(8)，将预制板(2)放置在阴模(4)上涂抹完的粘接材料层(8)的上方；
步骤七：待粘接材料层(8)固化后，对阴模(4)的型面通过打磨、抛光的方式实现尺寸的修正以保证模具型面符合要求。
2.根据权利要求1所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：步骤二中所述的离膜层(3)的材料为隔离膜或特氟龙布，离膜层(3)的厚度为0.01mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：步骤四中所述的预制板(2)的厚度a为＞2mm、斜边b的长度为≥3倍厚度，宽度c的长度为≥5倍厚度。
4.根据权利要求1所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：步骤四中所述的阴模的制作步骤为：
(a)：在预制板(2)的上方和阴模(4)的预分段处垂直固定分段板(9)；
(b)：在分段板(9)的两侧与预制板(2)和阳模(1)的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过浇注树脂的方式得到阴模(4)；
(c)：在分段板(9)的两侧且位于阴模(4)的上方的阴模纤维织物内浇注树脂得到分段连接块(5)。
5.根据权利要求4所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：所述的分段板(9)的表面涂覆离膜层(3)。
6.根据权利要求4所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：由操作人员将分段板(9)从阴模(4)中处取出后，通过螺栓(6)将阴模(4)上的两个分段连接块(5)固定在一起，并在分段连接块(5)和螺栓(6)的表面涂覆纤维织物从而增加连接的可靠性。
7.根据权利要求1或6所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：所述的纤维织物为玻璃钢纤维复合材料、碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料。
8.根据权利要求1所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：步骤四中所述的阴模的制作方法为：在预制板(2)和阳模(1)的上方铺设阴模纤维织物，然后在阴模纤维织物内通过浇注树脂的方式得到阴模(4)。
9.根据权利要求1所述的用于分段风电叶片模具的复合材料壳体的连接方法，其特征在于：步骤六中所述的分段处理是通过在阴模(4)的预分段处加设分段板(9)并待阴模(4)制作完成后将分段板(9)从阴模(4)中取出从而实现阴模(4)的分段，或通过切割机将阴模(4)和预制板(2)切断实现阴模(4)的分段。
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