一种风力机叶片的制造工艺
阅读说明：本技术 一种风力机叶片的制造工艺 (Manufacturing process of wind turbine blade ) 是由 叶婷婷 李丹 陈程 徐杰 包洪兵 俞志强 管彩文 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及风力机叶片制造技术领域,公开了一种风力机叶片的制造工艺,包括如下步骤：S1：根据风力机叶片的结构设计箱型主梁腹板模具、小腹板尾缘梁模具和叶片壳体模具；S2:在箱型主梁腹板模具、小腹板尾缘梁模具和叶片壳体模具中分别制作箱型主梁腹板、小腹板尾缘梁和叶片壳体；S3：在叶片壳体内安装箱型主梁腹板和小腹板尾缘梁,在实际使用时,箱型主梁腹板、小腹板尾缘梁和叶片壳体三大结构先分部件预制,然后再粘接成型,大大提升了风力机叶片的生产效率。(The invention relates to the technical field of wind turbine blade manufacturing, and discloses a manufacturing process of a wind turbine blade, which comprises the following steps: s1: designing a box-type main beam web plate die, a small web plate tail edge beam die and a blade shell die according to the structure of a wind turbine blade; s2, manufacturing a box girder web plate, a small web plate tail edge beam and a blade shell in a box girder web plate die, a small web plate tail edge beam die and a blade shell die respectively; s3: the box-type main beam web and the small web tail edge beam are arranged in the blade shell, and when the blade shell is actually used, the box-type main beam web, the small web tail edge beam and the blade shell are prefabricated in parts firstly and then are bonded and formed, so that the production efficiency of the wind turbine blade is greatly improved.)
技术领域
本发明涉及风力机叶片制造技术领域，具体涉及一种风力机叶片的制造工艺。
背景技术
随着不可再生资源的逐渐消耗以及为了减少不可再生资源消耗时产生的污染，新能源例如太阳能、风能和水能不断的应用在人们的日常生活中，以此减少不可再生资源的消耗。我国地域辽阔，许多地区海拔高，山区较多，风力丰富，适合风力发电机将风能转换为电力。
在风力发电机中，风力机叶片作为风能的转换装置，将风能的转换为发电机的动能，其良好的性能是保证风力发电机组正常稳定运行的决定因素。然而现有风力机叶片的制造工艺都是分别预制主梁、腹板、小腹板，然后在壳体铺层中铺设已预制好的主梁结构，同时铺设多达几十层的尾缘梁单向纤维布，等待壳体部分固化成型后，再将腹板、小腹板分别粘贴于叶片壳体内部，因此整个风力机叶片的生产周期需要先生产完主梁之后才可以开始壳体的铺层，使得生产时间边长；几十层的尾缘梁单向布铺层在生产过程中容易出现定位出错，铺层褶皱等问题，降低了叶片结构的安全系数；除此之外，在安装主梁和腹板时，先将主梁放入叶片壳体铺层中进行真空灌注，之后再以胶接方式连接腹板与壳体，安装步骤繁琐。另外在实际制造时，主梁是预制好的层合板，预制好之后的层合板不能渗透树脂，树脂只能从侧面流向下方，这会导致在灌注过程中树脂不易流动，周围容易出现积胶或者下方灌注不透的问题，影响风力机叶片质量。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种风力机叶片的制造工艺，来解决背景技术中现有风力机叶片制造工艺存在的不足。
为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种风力机叶片的制造工艺，包括如下步骤：
S1：根据风力机叶片的结构设计箱型主梁腹板模具、小腹板尾缘梁模具和叶片壳体模具；
S2:在所述箱型主梁腹板模具、小腹板尾缘梁模具和叶片壳体模具中分别制作箱型主梁腹板、小腹板尾缘梁和叶片壳体；
S3：在所述叶片壳体内安装所述箱型主梁腹板和小腹板尾缘梁。
在某种实施方式中，S2中在所述箱型主梁腹板模具中制作箱型主梁腹板的步骤如下：
S200：在所述箱型主梁腹板模具上涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S201：在所述箱型主梁腹板模具表面铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S202：在所述箱型主梁腹板模具的主梁区域铺设单向纤维布，铺设完成后，在单向纤维布上方固定模具板；
S203:在所述箱型主梁腹板模具的腹板区域铺设指定纤维布和芯材；
S204:在所述箱型主梁腹板模具上铺设真空薄膜，然后抽真空灌注树脂，等待固化成型后将所述箱型主梁腹板取下。
在某种实施方式中，步骤S2中在所述小腹板尾缘梁模具中制作小腹板尾缘梁的步骤如下：
S210：对所述小腹板尾缘梁模具进行清洗，在所述小腹板尾缘梁模具上涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S211：在所述小腹板尾缘梁模具上铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S212：在所述导流网上铺设脱模布，所述脱模布覆盖整个导流网；
S213：在脱模布上铺设玻璃纤维布及芯材；
S214：铺设抽真空灌树脂设备，然后进行抽真空和灌树脂，最后等待所述小腹板尾缘梁固化成型。
在某种实施方式中，所述叶片壳体模具包括SS面模具和PS面模具，所述叶片壳体包括SS面壳体和PS面壳体，步骤S2中在所述叶片壳体模具中制作叶片壳体的步骤如下：
S220：对所述SS面模具和PS面模具进行清洁，在所述SS面模具和PS面模具的表面分别涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S221：分别在所述SS面模具和PS面模具的表面铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S222：根据铺层设计在SS面模具和PS面模具中铺设纤维布和芯材；
S223：在所述SS面模具和PS面模具中铺设真空薄膜，然后抽真空灌注树脂，等待所述SS面模具和PS面模具中的壳体固化成型；
S224：SS面模具和PS面模具中的壳体固化成型后，取下脱模布，对SS面磨具中的壳体的内侧粘接面和PS面磨具中的壳体的内侧粘接面进行打磨。
在某种实施方式中，步骤S3具体如下：
S30：将箱型主梁腹板的SS面和小腹板尾缘梁的SS面分别粘接在SS面壳体上；
S31：在箱型主梁腹板的PS面和小腹板尾缘梁的PS面分别涂抹胶粘剂，通过翻转PS面磨具将箱型主梁腹板的PS面和小腹板尾缘梁的PS面于PS面壳体粘接。
在某种实施方式中，步骤S30中，在所述箱型主梁腹板的腹板外侧放置浸润树脂的楔形PVC块，放置完成后，在箱型主梁腹板的腹板外侧制作第一腹板缘条；步骤S31中，在小腹板尾缘梁的小腹板外侧放置浸润树脂的楔形PVC块，放置之后在小腹板尾缘梁的小腹板外侧制作第二腹板缘条。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：在本发明中，箱型主梁腹板、、小腹板尾缘梁和叶片壳体均分部件预制，在生产过程中，无需等待上一工序完成，各工序可同时展开，有效的缩短了叶片的生产制造时间。预制小腹板尾缘梁可以预先看到小腹板尾缘梁的质量状态，确保小腹板尾缘梁灌注透彻、没有铺层褶皱等应力集中点，同时在单独的模具上制作可以保证小腹板尾缘梁的定位、外形不会出错，大大提高了叶片的尾缘质量。
附图说明
图1为实施例中采用本发明制作的风力机叶片的结构示意图；
图2为实施例中在箱型主梁腹板磨具中制作箱型主梁腹板的结构示意图；
图3为实施例中在小腹板尾缘梁磨具中制作小腹板尾缘梁的结构示意图。
图中：1、箱型主梁腹板，2、小腹板尾缘梁，3、SS面壳体，4、PS面壳体，5、SS面主梁粘接胶，6、PS面粘接胶，7、尾缘粘接胶，8、前缘粘接胶，9-14、楔形PVC块，15、SS面小腹板尾缘梁粘接胶，16、PS面小腹板尾缘梁粘接胶，17、箱型主梁腹板模具，18、小腹板尾缘梁模具，19、模具板，20、SS面后缘腹板缘条，21、SS面前缘腹板缘条，22、PS面前缘腹板缘条，23、PS面后缘腹板缘条。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种风力机叶片的制造工艺，包括以下步骤：
S1：根据风力机叶片的结构设计箱型主梁腹板模具17、小腹板尾缘梁模具18和叶片壳体模具；
S2:在箱型主梁腹板模具17、小腹板尾缘梁模具18和叶片壳体模具中分别制作箱型主梁腹板1、小腹板尾缘梁2和叶片壳体；
S3：在叶片壳体内安装箱型主梁腹板1和小腹板尾缘梁2。
本实施例中的叶片壳体包括SS面壳体3和PS面壳体4，SS面壳体3和PS面壳体4分别通过尾缘粘接胶7和前缘粘接胶8粘接在一起。
由于现有的风力机叶片的制作工艺中，是在叶片壳体铺层中铺设预制好的主梁，并且现场铺设尾缘梁数十层的单向纤维布，待壳体固化成型后，粘接腹板及小腹板，整个生产周期较长，而且由于是在叶片壳体内铺设已固化的主梁及数十层纤维布铺设而成的尾缘梁，在制作过程中容易出现积胶或者灌注不透的问题。而在本发明中，提前在箱型主梁腹板模具中制作箱型主梁腹板、在小腹板尾缘梁磨具中制作小腹板尾缘梁，因此可以同时制作这两个部件，减少生产时间，而且由于箱型主梁腹板和小腹板尾缘梁都是在各自的模具中制作，而不是在叶片壳体中制作，可以确保制作出的箱型主梁腹板和尾缘梁的质量，不会出现灌注不透的问题。
如图2所示，本实施例中，步骤S2中在主梁腹板模具17中制作箱型主梁腹板1的步骤如下：
S200：在箱型主梁腹板模具17上涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S201：在箱型主梁腹板模具17表面铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S202：在箱型主梁腹板模具17的主梁区域铺设单向纤维布，铺设完成后，在单向纤维布上方固定模具板；
S203:在箱型主梁腹板模具17的腹板区域铺设指定纤维布和芯材；
S204:在箱型主梁腹板模具17上铺设真空薄膜，然后抽真空灌注树脂，等待固化成型后将箱型主梁腹板取下。
其中，箱型主梁腹板模具17的主梁区域指制作箱型主梁腹板1的主梁的区域，箱型主梁腹板1的主梁是指箱型主梁腹板1与SS面壳体3和PS面壳体4粘接的部分。箱型主梁腹板模具17的腹板区域指制作箱型主梁腹板1的腹板的区域，箱型主梁腹板1的腹板在图1中指连接主梁的部分。
另外本实施例中的指定纤维布并不是特殊的纤维布，而是根据风力机叶片的生产要求选择的纤维布，对于不同生产要求的风力机叶片，可以选择不同的纤维布。在实际使用时，芯材可以是PVC、PET或者BALSA木。
如图3所示，本实施例中，步骤S2中在小腹板尾缘梁模具18中制作小腹板尾缘梁2的步骤如下：
S210：对小腹板尾缘梁模具18进行清洗，在小腹板尾缘梁模具18上涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S211：在小腹板尾缘梁模具18上铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S212：在导流网上铺设脱模布，脱模布覆盖整个导流网；
S213：在脱模布上铺设玻璃纤维布及芯材；
S214：铺设抽真空灌树脂设备，然后进行抽真空和灌树脂，最后等待小腹板尾缘梁2固化成型。
本实施例中，为了制作叶片壳体的SS面壳体和PS面壳体，叶片壳体模具包括SS面模具和PS面模具，步骤S2中在叶片壳体模具中制作叶片壳体的步骤如下：
S220：对SS面模具和PS面模具进行清洁，在SS面模具和PS面模具的表面分别涂脱模剂，等待脱模剂干燥；
S221：分别在SS面模具和PS面模具的表面铺设导流网，导流网四周使用密封胶固定；
S222：根据铺层设计在SS面模具和PS面模具中铺设纤维布和芯材；
S223：在SS面模具和PS面模具中铺设真空薄膜，然后抽真空灌注树脂，等待SS面模具和PS面模具中的壳体固化成型；
S224：SS面模具和PS面模具中的壳体固化成型后，取下脱模布，对制作好的SS面壳体3和PS面壳体4进行打磨。
本实施例中，步骤S3具体如下：
S30：将箱型主梁腹板1的SS面即箱型主梁腹板1的主梁部分和小腹板尾缘梁2的SS面分别粘接在SS面壳体3上；
S31：在箱型主梁腹板1的PS面和小腹板尾缘梁2的PS面分别涂抹胶粘剂，翻转PS面模具将箱型主梁腹板1的PS面和小腹板尾缘梁的PS面与PS面壳体4粘接；
本实施例中，步骤S30中，在箱型主梁腹板1的腹板外侧放置浸润树脂的楔形PVC块，在图1中，箱型主梁腹板1的两个腹板的外侧分别放有楔形PVC块，四个楔形PVC块的标号分别是9、10、11和12，放置完成后，在箱型主梁腹板1的腹板外侧制作第一腹板缘条来加强箱型主梁腹板1与PS面壳体4和SS面壳体3的连接；在图1中，第一腹板缘条共包括SS面后缘腹板缘条20，SS面前缘腹板缘条21，PS面前缘腹板缘条22和PS面后缘腹板缘条24；步骤S31中，在小腹板尾缘梁2的小腹板外侧放置浸润树脂的楔形PVC块13和楔形PVC块14，放置之后在小腹板尾缘梁2的小腹板外侧制作第二腹板缘条，第二腹板缘条包括PS面第二腹板缘条24和SS面第二腹板缘条25；在某种实施方式中，可以选用双轴布，然后通过手糊的方式分别制作第一腹板缘条和第二腹板缘条。通过楔形PVC块、第一腹板缘条和第二腹板缘条可以保证箱型主梁腹板1和小腹板尾缘梁2更牢固的固定在风力机叶片上。
综上，本发明在实际使用时，由于先在箱型主梁腹板模具17、小腹板尾缘梁模具18和壳体模具中分别制作箱型主梁腹板1、小腹板尾缘梁2和叶片壳体，在制作完成后将箱型主梁腹板1和小腹板尾缘梁2粘接在叶片壳体内，简化了风力机叶片的生产步骤和生产时间，而且由于箱型主梁腹板1和小腹板尾缘梁2一次成型，而不是在叶片壳体内先安装主梁、后进行真空灌注、最后再以胶接的方式将主梁与腹板依次安装在叶片壳体内，方便主梁和腹板的安装。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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