專利名稱：葉片主梁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電機葉片制作技術領域，尤其涉及葉片主梁的制作方法。
背景技術：
葉片是風力發(fā)電機的重要組成部件之一，一般由復合材料制成，結(jié)構(gòu)上分為根部、外殼、龍骨三個部分。圖I為葉片翼型剖面圖。作為葉片外殼的關鍵部件，葉片主梁11需要承受葉片的大部分載荷，因此對其強度性能的要求較高。目前，通常采用預制成型方法來制造葉片主梁，然后再將成型的葉片主梁作為預埋件安裝在葉片殼體里。該方法采用真空輔助樹脂傳遞模塑工藝(VARTM)，其主要原理是利用真空負壓排出玻璃纖維織物中氣體的同時實現(xiàn)樹脂對玻璃纖維織物的浸潤。圖2示出了 VARTM工藝所使用的設備。其中，主梁模具21安裝于支架22上，在該 主梁模具21的前緣側(cè)21a設置有用于連接樹脂桶24的樹脂管25，在后緣側(cè)21b設置有用于連接真空泵的真空管23。使用該設備制作葉片主梁的方法包括材料準備階段、檢查密封性階段、浸膠階段以及固化脫模階段，其中各階段具體描述如下材料準備階段設置主梁模具21處于水平狀態(tài)，使放置在主梁模具21的材料不會從主梁模具21中掉落；向該主梁模具21的上表面涂脫模劑，并將剪裁好的玻璃纖維織物27鋪放在主梁模具21中；之后鋪放脫模膜和導流網(wǎng)26 ;最后排放樹脂管25和真空管23，并用真空袋28將上述玻璃纖維織物27等各種主材、脫模膜和導流網(wǎng)26等輔材、樹脂管25及真空管23整體密封在主梁模具21上。檢查密封性階段在上述密封后，開啟與真空管23連接的真空泵，將空氣從玻璃纖維織物27中抽出，并檢查主梁模具21、玻璃纖維織物27等各種主材、樹脂管25及真空管23的整體密封性。浸膠階段在確認了上述整體密封性良好后，開啟樹脂管25的閥門25A，使樹脂從樹脂桶24進入主梁模具21，以浸潤玻璃纖維織物27。固化脫模階段待玻璃纖維織物27的浸潤完成后，開啟主梁模具21的加熱系統(tǒng)進行樹脂的固化。當采用上述方法時，主梁模具21被設置成上述水平狀態(tài)，從而具有流動性的樹脂會在導流網(wǎng)26的作用下，從玻璃纖維織物27表面層以較快速度浸過，并以較慢速度浸潤多層玻璃纖維織物27的中間層。 樹脂在玻璃纖維織物27中的流動分為纖維束間流動和纖維束內(nèi)流動。當在主梁模具21的水平狀態(tài)下浸膠時，樹脂重力作用于與水平面垂直的重力方向、而真空壓力則作用于從樹脂管至真空管的水平方向，因此重力與真空壓力是分立的，上述分立使樹脂受到多方向的作用力而向多個方向流動，而由于纖維在各方向的滲透率不同，造成樹脂在各方向的流動速度不同，使部分方向纖維束間流動小于纖維束內(nèi)流動，部分方向的纖維束間流動大于纖維束內(nèi)流動。而當纖維束間流動速度大于纖維束內(nèi)流動時，會產(chǎn)生浸膠不徹底或干纖維現(xiàn)象，而此種情況將造成的葉片主梁強度不夠的缺陷。因此，對于葉片主梁模具21處于水平狀態(tài)的情況下，可能導致因玻璃纖維織物出現(xiàn)浸膠不徹底或干纖維現(xiàn)象而出現(xiàn)的葉片主梁應力和強度無法達到制造要求，從而使得葉片主梁無法使用，只能報廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種葉片主梁的制作方法，解決了現(xiàn)有的葉片主梁制作方法容易出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維從而導致葉片應力和強度無法達到制造要求的問題。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下方法一種葉片主梁的制作方法，包括材料準備階段、檢查密封性階段、浸膠階段以及固化脫模階段，其中，在檢查密封性階段與浸膠階段之間，還包括增大主梁模具前緣側(cè)與 后緣側(cè)之間的高度差。優(yōu)選的是，使樹脂管位于真空管的下方，以使在所述浸膠階段中，樹脂從低處向高處流動。優(yōu)選的是，所述主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差等于所述前緣側(cè)與所述后緣側(cè)之間的距離。優(yōu)選的是，在支撐所述主梁模具的支架的底部設置有鉸鏈；所述增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差的方法具體包括使所述主梁模具沿朝向所述前緣側(cè)的方向或沿朝向所述后緣側(cè)的方向繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是，在所述支架上設置有伸縮機構(gòu)，所述伸縮機構(gòu)用于帶動所述支架繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是，在所述支架上設置有吊點，所述吊點由外部牽引機構(gòu)吊動以帶動所述支架繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法中，通過在檢查密封性階段與浸膠階段之間，執(zhí)行增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差的處理，使重力與真空壓力不再分立而是可以彼此作用，從而使樹脂在纖維中的流動方向單一，這樣更易控制樹脂流動速度，以使纖維束間流動小于或等于纖維束內(nèi)流動，由此避免了出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有葉片翼型剖面圖；圖2為現(xiàn)有VARTM工藝所使用設備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法中主梁模具以水平狀態(tài)放置的示意圖3b為本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法中主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)高度差等于前緣側(cè)與后緣側(cè)之間距離的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的支撐主梁模具的支架的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的支撐主梁模具的支架的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法進行詳細描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種葉片主梁的制作方法，如圖3a、圖3b及圖6所示，包括如下步驟。101 :材料準備階段；102 :檢查密封性階段；104 :浸膠階段以及105 :固化脫模階段，其中，在102 :檢查密封性階段與104 :浸膠階段之間還包括步驟103 :增大主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差。下面對上述方法中各步驟進行詳細描述。101、材料準備階段設置主梁模具31處于水平狀態(tài)，使放置在主梁模具31的材料不會從主梁模具31中脫落；向該主梁模具31的上表面涂脫模劑，并將剪裁好的玻璃纖維織物32鋪放在主梁模具31中；之后鋪放脫模膜和導流網(wǎng)33 ;最后排放樹脂管34和真空管35，在上面鋪放真空袋，并用膠粘帶密封，從而用真空袋將主梁模具31、玻璃纖維織物32及脫模膜和導流網(wǎng)33等各種材料、樹脂管34及真空管35整體密封。換言之，通過按照主梁的結(jié)構(gòu)設計，逐層將玻璃纖維織物32及其他的灌注輔助材料水平鋪放在主梁模具31內(nèi)，由此完成制作主梁模具所需的材料的準備及其密封。其中，上述設置主梁模具31處于水平狀態(tài)可采用如下方式①通過調(diào)整用于支撐該主梁模具31的支架36，使該支架36保持水平，以此來通過設置支架36使其水平，以使其支撐的主梁模具31也保持水平，由此設置主梁模具31處于水平狀態(tài)；②使用水準儀等可測量被測體的點間高度差的儀器，測量主梁模具31上的被測點之間的高度的差值，結(jié)合上述差值以及主梁模具31本身的弧度，來計算并判斷主梁模具31是否水平，由此調(diào)節(jié)并設置主梁模具31處于水平狀態(tài)。102、檢查密封性階段開啟與真空管35連接的真空泵，將空氣從玻璃纖維織物32中抽出，檢查主梁模具31、玻璃纖維織物32及脫模膜和導流網(wǎng)33等各種材料、樹脂管34及真空管35整體的密封性。在該檢查密封性階段中，當開啟真空泵抽真空后，在真空壓力下上述各種材料與主梁模具31緊緊貼合成為一個整體。103、增大主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差。通過采用將主梁模具31傾斜、翻轉(zhuǎn)等方式，主梁模具31前緣側(cè)31a所在的水平面與后緣側(cè)31b所在的水平面之間的距離差增大，由此實現(xiàn)主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差的增大。104、浸膠階段在確認了上述整體密封性良好后，開啟樹脂管34的閥門，使樹脂從樹脂桶進入主梁模具31，以浸潤玻璃纖維織物32。105、固化脫模階段待玻璃纖維織物32的浸潤完成后，開啟主梁模具31的加熱系統(tǒng)進行樹脂的固化。本發(fā)明實施例提供的葉片主梁的制作方法中，通過在檢查密封性階段與浸膠階段之間，執(zhí)行增大主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差的處理，使重力與真空壓力不再分立而是可以彼此作用，從而使樹脂在纖維中的流動方向單一，這樣更易控制樹脂流動速度，以使纖維束間流動小于或等于纖維束內(nèi)流動，由此避免出現(xiàn)玻璃纖維織物32浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。其中，圖3b示出了樹脂流動的一種具體方式，即當增大主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差時，使樹脂管34位于真空管35的下方，以使在所述浸膠階段中，樹脂從低處向高處流動。如圖3b所示，通過如上所述設置支架36使其可傾斜，以帶動主梁模具31傾斜，并使該主梁模具31的樹脂管34所在的前緣側(cè)31a靠近地面或底座，以使樹脂從低處向高處
流動。 在上述實施例中，通過使樹脂從低處向高處流動，除了可使樹脂的自身重力與真空壓力彼此作用以外，還由于真空壓力需要在克服重力的狀態(tài)下使樹脂流動，因此該樹脂在玻璃纖維織物32中的流動變得緩慢，從而可使樹脂對玻璃纖維織物32的浸潤更充分。當然，樹脂流動的方式并不限于圖3b所示的從低處向高處流動，也可以采用其他流動方式，只要通過增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差，以使樹脂重力與真空壓力彼此作用，即可使樹脂在纖維中的流動方向單一，更易控制樹脂流動速度以使纖維束間流動小于纖維束內(nèi)流動，由此避免出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。另外，圖3b進一步示出了葉片主梁的制作使用的設備的一種具體放置方式，即主梁模具31前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差等于所述前緣側(cè)31a與所述后緣側(cè)31b之間的距離L。在圖3b中，前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的高度差等于前緣側(cè)31a與后緣側(cè)31b之間的距離L，即此時所述高度差達到最大。換言之，相對于主梁模具31此前水平放置的水平狀態(tài)而言，此時主梁模具31處于立式放置的傾斜狀態(tài)。樹脂管34位于低處且真空管35位于高處，因此，當樹脂從樹脂管34流出后，會通過真空壓力從低處向高處流動，即圖中從下向上流動。在該流動過程中，由于樹脂還受到與真空壓力反向的重力作用，因此需要通過真空壓力來克服重力，使樹脂實現(xiàn)從下向上的流動，從而此時流動速度變得緩慢。由此，此時樹脂重力與真空壓力集中于圖中的上下方向，即垂直于水平面的方向，重力與真空壓力不再分立而是彼此作用的，使樹脂在纖維中的流動方向為從下向上的單一方向，從而更易控制樹脂流動速度以使纖維束間流動小于或等于纖維束內(nèi)流動，因此可使樹脂充分浸潤玻璃纖維織物32，避免了玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維現(xiàn)象。在上述實施例中，可使樹脂的全部重力與真空壓力彼此作用，S卩使重力與真空壓力作用于垂直于水平面的同一方向。因此，樹脂在纖維中的流動方向為從下往上(前面已描述)的單一流動，這樣更易控制樹脂流動速度以使纖維束間流動小于纖維束內(nèi)流動，由此避免出現(xiàn)玻璃纖維織物32浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。當然，主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差并不限于圖3b所示的高度差(即主梁模具為垂直狀態(tài))，也可以是高度差小于前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的距離，即主梁模具為傾斜狀態(tài)，如上所述，只要通過增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差，以使樹脂重力與真空壓力彼此作用，即可使樹脂在纖維中的流動方向單一，更易控制樹脂流動速度以使纖維束間流動小于或等于纖維束內(nèi)流動，由此避免出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。在上述實施例中，圖4至5示出了本發(fā)明實施例提供的支架的具體結(jié)構(gòu)，即在支撐所述主梁模具的支架的底部設置有鉸鏈；所述增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差具體包括使所述主梁模具沿朝向所述前緣側(cè)的方向或沿朝向所述后緣側(cè)的方向繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。由于樹脂管的高度需低于真空管，但樹脂管和真空管的設置位置既可以是樹脂管可在前緣側(cè)，也可是樹脂管在后緣側(cè)。相應的，若樹脂管在前緣側(cè)，則真空管在后緣側(cè)，為使樹脂管低于真空管，則向前緣側(cè)即樹脂管所在方向傾斜或旋轉(zhuǎn)；若樹脂管在后緣側(cè)，則真空管在前緣側(cè)，為使樹脂管低于真空管，則向后緣側(cè)即樹脂管所在方向傾斜或旋轉(zhuǎn)。當然，增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差的方法并不限于圖4及圖5所示的鉸鏈式，也可以是采用使主梁模具的支架伸縮來增大所述高度差等本領域技術人員所知的其它結(jié)構(gòu)。
其中，圖4示出了支撐主梁模具的支架的一種具體結(jié)構(gòu)，即在所述支架42上設置有伸縮機構(gòu)43，所述伸縮機構(gòu)43用于帶動所述支架42繞所述鉸鏈44旋轉(zhuǎn)。另外，圖5示出了支撐主梁模具的支架的另一種具體結(jié)構(gòu)，即在所述支架52上設置有吊點X及吊點Y，所述吊點X及吊點Y可由外部牽引機構(gòu)吊動以帶動所述支架52繞所述鉸鏈53旋轉(zhuǎn)。圖4及圖5所示的支架可通過伸縮機構(gòu)或牽引機構(gòu)等而繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)，以此增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差。其中，圖4所示的液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)43可以通過一個設置在支架42端部的控制面板來控制其翻轉(zhuǎn)啟動、停止、急停、反正方向。具體而言，支架42的一個底角通過鉸鏈44安裝在地面或底座上，使支架42可繞鉸鏈44旋轉(zhuǎn)；另外，在支架42上，每隔一定間距連接有液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)43的液壓伸縮桿43a，通過液壓伸縮桿43a的伸縮，可帶動支架42繞鉸鏈44旋轉(zhuǎn)，從而支架42帶著主梁模具41共同旋轉(zhuǎn)，增大了主梁模具41前緣側(cè)41a與后緣側(cè)41b之間的高度差。另外，圖5所示的支架52上設置了兩個吊點X、Y，通過使用天車等外部牽引機構(gòu)對上述吊點X、Y予以牽引，輔助支架52繞鉸鏈53旋轉(zhuǎn)，從而支架52帶著主梁模具51共同旋轉(zhuǎn)，增大了主梁模具51前緣側(cè)51a與后緣側(cè)51b之間的聞度差。當然，主梁模具支架的結(jié)構(gòu)并不限于上述采用伸縮機構(gòu)及牽引機構(gòu)時的結(jié)構(gòu)，其可以結(jié)合所采用的驅(qū)動方式(例如采用自身可移動的移動機構(gòu)的帶動來驅(qū)動支架等)設置成本領域技術人員所知的其它結(jié)構(gòu)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種葉片主梁的制作方法，包括材料準備階段、檢查密封性階段、浸膠階段以及固化脫模階段，其特征在于， 在檢查密封性階段與浸膠階段之間還包括增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使樹脂管位于真空管的下方，以使在所述浸膠階段中，樹脂從低處向高處流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差等于所述前緣側(cè)與所述后緣側(cè)之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在支撐所述主梁模具的支架的底部設置有鉸鏈； 所述增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差的方法具體包括 使所述主梁模具沿朝向所述前緣側(cè)的方向或沿朝向所述后緣側(cè)的方向繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 在所述支架上設置有伸縮機構(gòu)，所述伸縮機構(gòu)用于帶動所述支架繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 在所述支架上設置有吊點，所述吊點由外部牽引機構(gòu)吊動以帶動所述支架繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種葉片主梁的制作方法，涉及風力發(fā)電機葉片制作技術領域，解決了現(xiàn)有的制作方法會出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維現(xiàn)象的問題。本發(fā)明實施例中，通過在檢查密封性階段與浸膠階段之間，執(zhí)行增大主梁模具前緣側(cè)與后緣側(cè)之間的高度差的處理，使重力與真空壓力不再分立而是可以彼此作用，從而使樹脂在纖維中的流動方向單一，這樣更易控制樹脂流動速度，以使樹脂在纖維束間流動小于或等于在纖維束內(nèi)流動，由此能避免出現(xiàn)玻璃纖維織物浸膠不徹底或干纖維的現(xiàn)象。
文檔編號B29L31/08GK102825801SQ201210296059
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者李小明, 陳小海, 布瑞恩·格倫, 沃爾特·凱勒 申請人:北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司