一种可调节的风电叶片主梁定位工装及定位方法与流程

本发明涉及到风力发电的叶片制造领域，具体的说是一种可调节的风电叶片主梁定位工装及定位方法。

背景技术：

风力发电机可以捕获自然界的风能并转化为电能输出，属于国家大力扶持的清洁能源领域。风电叶片是风力发电机的关键部件和成本最高的部件，其性能好坏直接影响风机的风能利用效率和机组所受载荷，在很大程度上决定了机组的整体性能，同时对整个风机的安全运行起着关键作用。风电叶片通常在气候条件复杂的环境下运行，并且需要达到20年的设计寿命。因此叶片的设计和质量十分重要。

风电叶片由上下半壳体、主梁、腹板等多个部件组成，其中主梁是最主要的承力部件，要抵抗挥舞弯矩的拉伸和压缩应力。主梁需要按照设计要求铺放在指定位置，主梁位置的偏差会导致叶片刚度及稳定性的降低，甚至造成整个叶片结构失效。鉴于主梁定位对于叶片质量的影响，各个厂家在叶片制造过程中均使用定位工装进行主梁铺放的定位。

现有技术中的主梁定位工装大多不具备可调节性，导致定位工装在使用一段时间出现尺寸偏差时，需要通过切割、焊接等重新调整制作，校正困难，耗时耗力。另外，不可调节的工装限定了一套工装必须在对应的一种型号模具上使用，不能切换至其他型号模具进行主梁定位，间接增加了制造成本。专利号为“CN204487411 U”名称为“一种调节式风电叶片主梁铺放位置定位工装”的专利公开了一种调节式的主梁定位工装，但该工装需要一个大的定位座加以支撑，工装安放及移除较为不便；并且该定位座需卡在叶片模具法兰上，由于模具上铺层的存在容易出现工装尖部挡板发生位置偏移，影响主梁的安装精度；并且不同型号的叶片模具法兰形状不同，导致该工装应用到其他型号模具上时会出现贴合不严、底座不稳等情况，通用性不强。

技术实现要素：

为解决现有的风电叶片主梁定位工装依赖于叶片模具所导致的定位不准确、通用性不强等问题，本发明提供了一种可调节的风电叶片主梁定位工装及定位方法，具有设计合理、结构稳定、定位准确的优点，而且适用于各种型号风电叶片的主梁定位，从而提高叶片成型过程中主梁的定位精度及铺放效率，降低生产成本。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可调节的风电叶片主梁定位工装，包括固定机构、定位机构和长度调节机构，所述固定机构包括与叶片模具的模具钢架固定连接的固定底座，固定底座上垂直设置有竖向插管，竖向插管为两段式结构，并通过定位销调节其总高度，竖向插管上垂直设置有第一横向支管，第一横向支管的末端与长度调节机构连接；

所述定位机构包括第二横向支管和垂直设置在第二横向支管上的竖向定位管，其中，竖向定位管的自由端为弧面，且该弧面与叶片模具的内表面相贴合，所述第二横向支管的一端与长度调节机构连接，并通过长度调节机构调节竖向定位管与竖向插管的间距，以使竖向定位管的自由端侧面与主梁的侧面贴合。

所述长度调节机构为若干片厚度不一的金属薄片叠合而成的调节垫片组，通过改变构成调节垫片组的金属薄片数量，以使竖向定位管的自由端侧面与主梁的侧面贴合。

所述调节垫片组两侧分别设置有固定板，两个固定板和构成调节垫片组的若干片厚度不一的金属薄片通过螺栓连接为一体，且两个固定板分别与第一横向支管的末端和第二横向支管的一端垂直连接固定。

所述构成调节垫片组的金属薄片为矩形薄片，且其厚度为1mm、2mm、3mm或5mm。

所述长度调节机构为两端分别与第一横向支管和第二横向支管套接的套接管，且在套接管上设置有固定槽，在固定槽内设置固定螺栓以调节并固定第一横向支管和第二横向支管的总长，进而使竖向定位管的自由端侧面与主梁的侧面贴合。

所述长度调节机构为第一横向支管和第二横向支管嵌套而成，且在两者的嵌套端沿其长度方向设置有贯通的固定槽，通过在固定槽内设置固定螺栓以调节并固定第一横向支管和第二横向支管的总长，进而使竖向定位管的自由端侧面与主梁的端部贴合。

所述固定底座为垂直模具钢架设置的水平板，底部设置与模具钢架倾斜连接的支撑板。

所述竖向插管为两条，且两者的上部通过连接板连接，所述第一横向支管固定在连接板的中部，且每条竖向插管与第一横向支管之间倾斜设置有斜撑管，所述斜撑管与每条竖向插管之间倾斜设置有支撑筋板Ⅰ。

所述第二横向支管和竖向定位管之间设置有倾斜的支撑筋板Ⅱ。

使用上述可调节的风电叶片主梁定位工装对主梁定位的方法，包括以下步骤：

1）将固定机构的固定底座与叶片模具的模具钢架固定连接，并通过定位销固定好竖向插管，并使第一横向支管水平；

2）根据不同位置处主梁边缘距叶片模具内法兰边的距离，结合第二横向支管的长度调节机构，使竖向定位管的弧面自由端与叶片模具的内表面相贴合；

3）将吊运过来的主梁侧面沿定位工装不同位置处的竖向定位管平稳下移，直至主梁下落至叶片模具表面并保持与竖向定位管紧密贴合，完成整个主梁的定位。

本发明中，固定机构的竖向插管和第一横向支管决定了定位工装的高度和轴向位置，定位机构的第二横向支管和竖向定位管决定了定位工装的弦向位置，通过长度调节机构的变化，从而使定位工装的弦向位置随之变化，从而实现主梁定位工装的尺寸调节，以适应不同的主梁位置。

有益效果：本发明的主梁定位工装分为固定机构、定位机构和长度调节机构，通过固定机构将定位工装与叶片模具的模具钢架固定，通过长度调节机构和定位机构来改变定位工装的弦向尺寸，从而适应主梁的不同位置定位，针对各种型号兆瓦级风电叶片主梁可以自由调节，通用性强；该定位工装依靠在叶片模具钢架上的底座固定，安全可靠，定位方法简便，定位准确度高，提高了主梁的铺放效率。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式图；

图2为图1的俯视图；

图3为调节垫片组中金属薄片的结构示意图；

图4为本发明的另一种实施方式图；

图5为图4的俯视图；

附图标记：1、固定底座，101、支撑板，2、竖向插管，3、定位销，4、第一横向支管，5、第二横向支管，6、竖向定位管，7、主梁，8、叶片模具，801、模具钢架，9、长度调节机构，901、调节垫片组，902、固定板，903、套接管，904、固定槽，10、支撑筋板Ⅰ，11、支撑筋板Ⅱ，12、连接板，13、斜撑管。

具体实施方式

如图所示，一种可调节的风电叶片主梁定位工装，包括固定机构、定位机构和长度调节机构9，所述固定机构包括与叶片模具8的模具钢架801固定连接的固定底座1，固定底座1上垂直设置有竖向插管2，竖向插管2为两段式结构，并通过定位销3调节其总高度，竖向插管2上垂直设置有第一横向支管4，第一横向支管4的末端与长度调节机构9连接；

所述定位机构包括第二横向支管5和垂直设置在第二横向支管5上的竖向定位管6，其中，竖向定位管6的自由端为弧面，且该弧面与叶片模具8的内表面相贴合，所述第二横向支管5的一端与长度调节机构9连接，并通过长度调节机构9调节竖向定位管6与竖向插管2的间距，以使竖向定位管6的自由端侧面与主梁7的侧面贴合。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的限定、优化和改进：

如，所述长度调节机构9为若干片厚度不一的金属薄片叠合而成的调节垫片组901，通过改变构成调节垫片组901的金属薄片数量，以使竖向定位管6的自由端侧面与主梁7的侧面贴合（如图1-3所示）；

进一步的，所述调节垫片组901两侧分别设置有固定板902，两个固定板902和构成调节垫片组901的若干片厚度不一的金属薄片通过螺栓连接为一体，且两个固定板902分别与第一横向支管4的末端和第二横向支管5的一端垂直连接固定（如图1-3所示）；

更进一步的，所述构成调节垫片组901的金属薄片为矩形薄片，且其厚度优选为为1mm、2mm、3mm或5mm，以便于根据实际情况去除或添加相应厚度的金属薄片；

又如，所述长度调节机构9可以为两端分别与第一横向支管4和第二横向支管5套接的套接管903，且在套接管903上设置有固定槽904，在固定槽904内设置固定螺栓以调节并固定第一横向支管4和第二横向支管5的总长，进而使竖向定位管6的自由端侧面与主梁7的侧面贴合，如图4-5所示；

或者，所述长度调节机构9为第一横向支管4和第二横向支管5嵌套而成，且在两者的嵌套端沿其长度方向设置有贯通的固定槽904，通过在固定槽904内设置固定螺栓以调节并固定第一横向支管4和第二横向支管5的总长，进而使竖向定位管6的自由端侧面与主梁7的侧面贴合，如图4-5所示；

再如，所述固定底座1为垂直模具钢架801设置的水平板，底部设置与模具钢架801倾斜连接的支撑板101，从而对固定底座1起到加强固定的作用；

再如，所述竖向插管2为两条，且两者的上部通过连接板12连接，所述第一横向支管4固定在连接板12的中部，且每条竖向插管2与第一横向支管4之间倾斜设置有斜撑管13，每条斜撑管13与每条竖向插管2之间倾斜设置有支撑筋板Ⅰ10，同样也是为了使整个工装在使用时更加稳定；

最后，所述第二横向支管5和竖向定位管6之间设置有倾斜的支撑筋板Ⅱ11，从而对竖向定位管6起到加强固定的作用。

使用上述可调节的风电叶片主梁定位工装对主梁定位的方法，包括以下步骤：

1）将固定机构的固定底座1与叶片模具8的模具钢架801固定连接，并通过定位销3固定好竖向插管2，并使第一横向支管4水平；

2）根据不同位置处主梁7边缘距叶片模具8内法兰边的距离，结合第二横向支管5的长度调整长度调节机构9，使竖向定位管6的弧面自由端与叶片模具8的内表面相贴合；

3）将吊运过来的主梁7侧面沿定位工装不同位置处的竖向定位管6平稳下移，直至主梁7下落至叶片模具8表面并保持与竖向定位管6紧密贴合，完成整个主梁7的定位。

下面以附图1-3为例，对本发明做进一步的阐述。

如图1-3所示，一种可调节的风电叶片主梁定位工装，包括固定机构、定位机构和长度调节机构9，所述固定机构的固定底座1与叶片模具8的模具钢架801固定连接，底部设置有支撑板101，从而与固定底座1和模具钢架801构成斜三角支撑结构，具有良好的稳定性。竖向插管2为两条，且两者的上部通过连接板12连接，第一横向支管4固定在连接板12的中部，且每条竖向插管2与第一横向支管4之间倾斜设置有斜撑管13，每条斜撑管13与竖向插管2之间设置有支撑筋板Ⅰ10，确保嵌套后竖向插管2平衡稳固。第一横向支管4另一端与长度调节机构9的一个固定板902固定连接，固定板902表面光滑平整，四周均匀超出第一横向支管4各一定距离。所述的固定板902在四个角的位置均布开设四个圆形通孔；

所述长度调节机构9为若干片厚度不一的金属薄片叠合而成的调节垫片组901。所述定位机构的第二横向支管5水平设置，竖向定位管6垂直于第二横向支管5且竖直设置，第二横向支管5和竖向定位管6之间设置有倾斜的支撑筋板Ⅱ11，第二横向支管5的一端与长度调节机构9的另一个固定板902连接，所述竖向定位管6使用时保持绝对竖直状态，端部为斜角结构，该斜角结构与叶片模具8内表面弧度一致，构成长度调节机构9的金属薄片为方形，且表面光滑平整，剖面尺寸与固定板902剖面尺寸一致，四个角位置开设相同的圆形通孔，方形金属薄片根据需要有不同的厚度。

具体的，本发明的各种部件均使用钢制型材制作，具有足够的强度和刚度；方形金属薄片的优选材质为不锈钢片，优选厚度为1mm、2mm、3mm、5mm几种尺寸。

具体的，根据制作叶片长度的不同，一套主梁定位工装的数量为8至12个，均匀配置排列在叶片模具8的不同位置。

使用本实施例提供的可调节的风电叶片主梁定位工装时，将与第一横向支管4连接的长度调节机构9的固定板902与和第二横向支管5连接的另一个的固定板902拼接，两者四角位置同样的圆形通孔之间采用螺栓连接固定。当需要根据主梁7位置调节时，在上述两个固定板902之间放入（或去除）一定厚度的方形金属薄片，并使用螺栓将两部分紧固连接，随着金属薄片厚度变化，定位工装的弦向位置随之变化，从而实现主梁定位工装的尺寸可调。

使用上述主梁定位工装进行主梁定位的方法，包括以下步骤：

步骤1：将整套工装中固定机构的固定底座1与叶片模具8的模具钢架801固定连接，并保证竖向插管2竖直，且通过定位销3与固定底座1紧固连接；

步骤2：根据不同位置处主梁7边缘距叶片模具8内法兰边的距离，结合第二横向支管5的长度选择不同厚度的方形金属薄片，放置在两块固定板902之间，紧密贴合后用四组螺栓穿过圆形通孔紧固；

步骤3：将吊运过来的主梁7侧面沿定位工装不同位置处的竖向定位管6平稳下移，直至主梁7下落至叶片模具8表面并保持与竖向定位管6紧密贴合，完成整个主梁7的定位。