一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》是連雲港中復連眾複合材料集團有限公司於2009年9月29日申請的發明專利，該專利申請號為2009100356392，公布號為CN101695872A，公布日為2010年4月21日，發明人是任桂芳、喬光輝、劉衛生、黃輝秀。

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》：首先在輔助機構上製作根部外掛程式，製作完成將其翻轉起吊，由於外掛程式吊入葉片模具時的曲率半徑小於葉片模具的曲率半徑，此時根部外掛程式的纖維布能很好的貼合模具表面；在放入根部外掛程式纖維布的表面繼續完成根部剩餘纖維布的鋪設，鋪設完成，真空灌注樹脂，最後固化成型。因為放入的外掛程式是乾纖維布，葉片根部的100多層纖維布可以一起灌注，這樣就避免了固化外掛程式下面的玻璃布內容易出乾區的現象。該發明消除了傳統手工直接鋪設中會出現坍塌、褶皺等現象，是對傳統方法的改進。

2021年6月24日，《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法
• 申請人：連雲港中復連眾複合材料集團有限公司
• 發明人：任桂芳、喬光輝、劉衛生、黃輝秀
• 申請號：2009100356392
• 申請日：2009年9月29日
• 公布號：CN101695872A
• 公布日：2010年4月21日
• 地址：江蘇省連雲港市新浦區海連東路195號
• 代理機構：南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人：王彥明
• Int. Cl.：B29C70/34; B29C70/54; B29L31/08; B29C70/04
• 類別：發明專利

專利背景

兆瓦級風力發電機葉片的根部都是由100多層的玻璃纖維布疊加而成。在製造時需要逐層把這些玻璃布鋪放到模具裡面，效率很低，而且葉片模具兩側玻璃布垮塌、起皺的情況時有發生。為了克服上述缺點，一些公司將其中的一部分厚度鋪設在單獨的模具內，真空灌注樹脂固化後製成根部預製件，再將根部預製件放到葉片模具內和葉片殼體一起灌注，以成一體。其不足之處在於：因為這樣的預製件固化時會放熱，溫度會升高。這將會導致其變形，放到模具內後將不會很好的和模具貼合，而且將會產生一些間隙。如果預製模具尺寸過大，預製件將會出現放不進模具內的危險。預製件和葉片一起灌注，預製件下層的玻璃布將很難浸透，出現乾區。

發明內容

專利目的

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》提出了一種便於灌注葉片產品，消除坍塌、褶皺現象的兆瓦級風輪葉片根部的製作方法。

技術方案

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》特點是：

（1）外掛程式製作

首先製作外掛程式陽模外殼，陽模外殼的外徑為葉片模具的內徑減去需要輔助鋪設的纖維厚度，在外掛程式陽模外殼的凹面內設定撐緊機構，撐緊機構包括頂部支撐桿、側向支撐桿以及並排設定的旋轉軸和起吊軸，旋轉軸和起吊軸連線為一體，旋轉軸的兩端裝在兩側支架上，頂部支撐桿的內端與旋轉軸固定連線，頂部支撐桿的外端通過長度調節機構與外掛程式陽模外殼的頂部連線，側向支撐桿的內端與起吊軸鉸接，側向支撐桿的外端與外掛程式陽模外殼的側壁鉸接；

將旋轉軸架在支架上，起吊軸位於旋轉軸的下方，外掛程式陽模外殼向上，在外掛程式陽模外殼的外弧面上開始鋪設多層乾的纖維布，在重力作用下，頂部支撐最短，此時，外掛程式陽模外殼的曲率半徑最大；當鋪設完成後，密封，抽真空，鋪層壓實，即製成根部外掛程式，用F型夾加固陽模外殼和外掛程式纖維層；

（2）翻轉

然後將根部外掛程式及外掛程式陽模外殼整個翻轉180°，起吊軸轉到旋轉軸的上方，在重力作用下，頂部支撐桿拉伸到最長，側向支撐桿下垂，外掛程式陽模外殼的兩側向內收，此時外掛程式陽模外殼的曲率半徑最小；

（3）起吊

將根部外掛程式及外掛程式陽模外殼整個吊至葉片模具之中，待放入後，側向支撐桿變平直，此時半徑達到最大，拆除真空系統、F夾和陽模外殼，此時根部外掛程式的纖維布很好的貼合模具表面；

（4）灌注成型

在放入根部外掛程式纖維布的表面繼續完成根部剩餘纖維布的鋪設，鋪設完成，真空灌注樹脂，最後固化成型。

本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，長度調節機構包括設有頂部支撐桿外端的套筒，套筒與外掛程式陽模外殼的頂部固定連線，在套筒的側壁上開有條形調節孔，在頂部支撐桿上固定有與套筒的調節孔配合的限位銷。

本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在步驟（4）中，葉片根部鋪設完成後，布設抽真空系統，開啟葉片模具加熱器，抽真空，進行真空灌注樹脂，灌注完成後，保持溫度60～70攝氏度，持續7～8小時，完成葉片根部固化成型。

改善效果

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》先製作由若干層乾纖維布製作的根部外掛程式，再將根部外掛程式吊入葉片模具中，由於外掛程式吊入葉片模具時的曲率半徑小於葉片模具的曲率半徑，則在外掛程式放入葉片模具，拆除真空裝置後，纖維布可以很好的貼合模具表面，便於灌注葉片產品。因為放入的外掛程式是乾纖維布，葉片根部的100多層纖維布可以一起灌注，這樣就避免了固化外掛程式下面的玻璃布內容易出乾區的現象。本發明消除了傳統手工直接鋪設中會出現坍塌、褶皺等現象，這是對傳統方法的改進。

附圖說明

圖1為《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》的外掛程式鋪設纖維的狀態圖。

圖2為將機構翻轉後的狀態圖。

圖3為裝入葉片模具時的狀態圖。

技術領域

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》涉及一種風力發電設備的製作技術，特別是一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法。

權利要求

1.一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法，其特徵在於製作步驟如下：（1）外掛程式製作：首先製作外掛程式陽模外殼，陽模外殼的外徑為葉片模具的內徑減去需要輔助鋪設的纖維厚度，在外掛程式陽模外殼的凹面內設定撐緊機構，撐緊機構包括頂部支撐桿、側向支撐桿以及並排設定的旋轉軸和起吊軸，旋轉軸和起吊軸連線為一體，旋轉軸的兩端裝在兩側支架上，頂部支撐桿的內端與旋轉軸固定連線，頂部支撐桿的外端通過長度調節機構與外掛程式陽模外殼的頂部連線，側向支撐桿的內端與起吊軸鉸接，側向支撐桿的外端與外掛程式陽模外殼的側壁鉸接；將旋轉軸架在支架上，起吊軸位於旋轉軸的下方，外掛程式陽模外殼向上，在外掛程式陽模外殼的外弧面上開始鋪設多層乾的纖維布，在重力作用下，頂部支撐最短，此時，外掛程式陽模外殼的曲率半徑最大；鋪設完成後，密封，抽真空，鋪層壓實，即製成根部外掛程式，用F型夾加固陽模外殼和外掛程式纖維層；（2）翻轉：然後將根部外掛程式及外掛程式陽模外殼整個翻轉180°，起吊軸轉到旋轉軸的上方，在重力作用下，頂部支撐桿拉伸到最長，側向支撐桿下垂，外掛程式陽模外殼的兩側向內收，此時外掛程式陽模外殼的曲率半徑最小；（3）起吊：將根部外掛程式及外掛程式陽模外殼整個吊至葉片模具之中，待放入後，側向支撐桿變平直，此時半徑達到最大，拆除真空系統、F夾和陽模外殼，此時根部外掛程式的纖維布很好的貼合模具表面；（4）灌注成型：在放入根部外掛程式纖維布的表面繼續完成根部剩餘纖維布的鋪設，鋪設完成，真空灌注樹脂，最後固化成型。

2.根據權利要求1所述的兆瓦級風輪葉片根部的製作方法，其特徵在於：所述的長度調節機構包括設有頂部支撐桿外端的套筒，套筒與外掛程式陽模外殼的頂部固定連線，在套筒的側壁上開有條形調節孔，在頂部支撐桿上固定有與套筒的調節孔配合的限位銷。

3.根據權利要求1所述的兆瓦級風輪葉片根部的製作方法，其特徵在於：在步驟（4）中，葉片根部鋪設完成後，布設抽真空系統，開啟葉片模具加熱器，抽真空，進行真空灌注樹脂，灌注完成後，保持溫度60～70攝氏度，持續7～8小時，完成葉片根部固化成型。

實施方式

《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》是對傳統直接鋪設上百層玻璃纖維布的改進，其具體步驟如下：

（1）外掛程式製作

首先製作外掛程式陽模外殼3，用鋼和纖維、樹脂製作一個輔助機構的陽模外殼，陽模外殼3的外徑為葉片模具的內徑減去需要輔助鋪設的纖維厚度，尺寸不需要太精確，

在外掛程式陽模外殼3的凹面內設定撐緊機構，撐緊機構包括頂部支撐桿1、側向支撐桿4以及並排設定的旋轉軸6和起吊軸5，旋轉軸6和起吊軸5連線為一體，旋轉軸6的兩端裝在兩側支架7上，頂部支撐桿1的內端與旋轉軸6固定連線，頂部支撐桿1的外端通過長度調節機構與外掛程式陽模外殼3的頂部連線，側向支撐桿4的內端與起吊軸5鉸接，側向支撐桿4的外端與外掛程式陽模外殼3的側壁鉸接；

將旋轉軸架6在支架上，起吊軸5位於旋轉軸的下方，外掛程式陽模外殼3向上，在外掛程式陽模外殼3的外弧面上開始鋪設多層乾的纖維布，在重力作用下，頂部支撐最短，此時，外掛程式陽模外殼3的曲率半徑最大；當鋪設完成後，在纖維布的邊緣布置用來吸空氣的螺旋管，用密封膠條固定真空袋9，抽真空將所有玻璃纖維壓實（負壓達到-0.1兆帕），即製成根部外掛程式2；用F型夾8加固陽模外殼和外掛程式纖維層。

（2）翻轉

此時將兩側支撐的站立架拿開，然後將根部外掛程式2及外掛程式陽模外殼3整個翻轉180°，起吊軸5轉到旋轉軸6的上方，在重力作用下，頂部支撐桿拉伸到最長，側向支撐桿下垂，外掛程式陽模外殼3的兩側向內收，此時外掛程式陽模外殼3的曲率半徑最小；

（3）起吊

將根部外掛程式2及外掛程式陽模外殼3整個吊至葉片模具12之中，待放入後，側向支撐桿4變平直，此時半徑達到最大，拆除真空系統、F夾和陽模外殼，此時根部外掛程式的纖維布很好的貼合模具表面；

（4）灌注成型

在放入根部外掛程式纖維布的表面繼續完成根部剩餘纖維布的鋪設，葉片根部鋪設完成後，布設抽真空系統，開啟葉片模具加熱器，抽真空，進行真空灌注樹脂，灌注完成後，保持溫度60～70攝氏度，持續7～8小時，完成葉片根部固化成型。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種兆瓦級風輪葉片根部的製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。