专利名称：一种大型风力发电机组风轮叶片及其成型方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电设备部件及其制造方法，尤其是一种大型风力发电机组
风轮叶片及其成型方法。
背景技术：
大型风力发电机组风轮叶片(简称"风电叶片")，为薄壳结构，通常用复合
材料制作，由两半壳粘接组合而成。 一般将风电叶片迎风承压受力的一面称为压力面
(PressureSide)，将背风的一面称为吸力面(Suction Side)。 目前，风电叶片的成型工艺方法主要有 (1)手糊工艺及在此基础上衍生发展而来的湿法预浸工艺； (2)真空灌注工艺，也称真空导入法(Resin Infusion Moulding,縮写RM); (3)预浸料成型工艺，因成本高昂，基本无独立的风电叶片制造企业采用该生产工艺。 近几年，较为先进的风电叶片成型技术普遍采取多次成型工艺风电叶片的主承 力构件——大梁、叶根增强层分别采用真空灌注工艺预制完成后再与风电叶片壳体、结构 夹芯材料一起铺层，并采用真空灌注工艺成型完成。这种多次成型工艺决定至少需要三副 以上的模具才能完成风电叶片的制造。此外，还存在复合材料多次成型影响结构强度和使 用寿命等致命缺陷，而且设备投入多、厂房投资大、生产工序多，致使生产效率低，增加了风 电叶片的制造成本。
发明内容
本发明的目的提供一种大型风力发电机组风轮叶片，它结构简单可靠，强度高、刚 度好，制造成本较低。 本发明还提供这种大型风力发电机组风轮叶片的成型方法，该工艺方法能最大限 度避免影响风电叶片结构强度和使用寿命等致命缺陷的出现，并能显著提高风电叶片的生 产效率，极大限度的降低风电叶片的制造成本。 本发明所述的一种大型风力发电机组风轮叶片，为薄壳结构，由压力面和吸力面 两半壳体粘接组合而成，压力面和吸力面的前缘通过前缘连接角连接，压力面和吸力面的 后缘通过后缘连接角连接，其特征在于 在叶片的压力面和吸力面壳体内分别设置有从叶根延伸到叶尖的大梁，大梁宽度 约430mm，两大梁对应截面中心连线垂直于叶片截面弦线(弦线为前缘最前端顶点与后缘 最末端顶点的连线)，该垂点距叶片前缘最前端顶点距离为弦线长度的29%;在压力面和吸 力面的两大梁之间粘接有一主抗剪腹板，从而构成"工"形结构； 在压力面和吸力面靠后缘一侧之间设有一后缘抗剪腹板，该后缘抗剪腹板与主抗 剪腹板平行，上、下两端分别与压力面和吸力面粘接。 叶根、大梁、主抗剪腹板、后缘抗剪腹板、前缘连接角、后缘连接角以及由压力面和吸力面形成的叶片壳体夹芯结构是提供风电叶片强度和刚度的主要部件。 所述的一种大型风力发电机组风轮叶片，其与风力发电机组的轮毂连接的叶根部
分由叶根增强层、叶根内部增强层和叶根外部增强层叠合而成；叶根增强层采用双轴向玻
璃纤维布(EKB800±45°E_1260)及单轴向玻璃纤维布(EKU9000E_1260)交替铺设组
成，叶根内部增强层及外部增强层均采用三轴向玻璃纤维布(EKT800+45° ，90° ，-45°
E-1260)。 其中组成叶根增强层的双轴向玻璃纤维布(EKB800±45°E_1260)及单轴向玻 璃纤维布(EKU9000E-1260)、组成叶根内部增强层的三轴向玻璃纤维布(EKT800+45° ， 90° ，-45°E-1260)是在真空灌注步骤中通过浸润环氧树脂结合在一起的；组成叶根外 部增强层的三轴向玻璃纤维布(EKT800+45° ，90° ，-45°E_1260)是在风电叶片离开 模具后，在湿法加工步骤中环向缠绕在叶根外部的；最后固化完成的叶根厚度之和控制在 80mm±5mm。 每支风电叶片的主抗剪腹板和后缘抗剪腹板均为预制件，由双轴向玻璃纤维布 (EKB800±45°E_1260)包覆PVC或PS泡沫制成；主抗剪腹板的厚度为80mm士5mm ;后 缘抗剪腹板厚度为40mm士5mm，作为"工"形结构的支撑，以增加风电叶片刚度，同时也保证 压力面和吸力面良好粘接构成风电叶片壳体。 大梁是由多层单轴向玻璃纤维布(EKU9000E_1260)组成；分别位于主抗剪腹 板的顶部和底部，其作用在于增加风电叶片的弯曲刚度和强度。大梁是在叶片模具中与叶 根增强层、叶根内部增强层及叶片壳体在真空灌注工序过程中分压力面和吸力面同时灌注 完成。 前缘连接角和后缘连接角均为预制件，由双轴向玻璃纤维布(EKB800±45°
E-1260)和单轴向玻璃纤维布(EKU6000E_1260)组成制成，约120mm士5mm宽，沿叶片整 个长度，起到连接压力面和吸力面并提高粘接处强度的作用。 本发明所述的这种大型风力发电机组风轮叶片的成型方法，其步骤如下
第一步，压力面模具处理在风电叶片的压力面模具的模具型面内涂刷半永久性 脱模剂(脱模剂品牌FREKOTE 55-NC)、模具法兰上擦涂脱模蜡(脱模蜡品牌TR MOLD RELEASE); 第二步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分包括叶片前 缘自叶根到叶尖的外部后增强部分(宽度大约100mm)，叶片后缘自叶根到离叶根端面 12500mm处(宽度大约100mm)的模具型面内铺设脱模布； 第三步，铺设玻璃纤维织物及结构芯材在风电叶片的压力面模具上铺设外表层 玻璃纤维织物层、结构泡沫芯材、组成叶片主承力构件——大梁的玻璃纤维织物、叶根增强 层、叶根内部增强层玻璃纤维织物及压力面内表层玻璃纤维织物； 第四步，铺设抽真空辅助材料在完成步骤三的压力面模具的上面铺设脱模布、隔 离膜、导流网，布置树脂流动通路Q管及树脂注入管； 第五步，布置抽真空管路沿模具法兰边缘粘贴密封胶条、布置抽真空螺旋管及抽 真空管； 第六步，构成真空系统在风电叶片的压力面模具上整体覆盖一层真空袋膜，真空 袋膜通过模具法兰边缘的密封胶条与压力面模具粘接并组成为一个密闭系统；
第七步，连接抽真空管将抽真空管经树脂收集罐与真空系统相连接； 第八步，启动抽真空真空度达到要求(-0. IMPa)后检查真空袋膜与压力面模具
组成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏； 第九步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂(混合重量比为 AIRST0NE760E环氧树脂766H固化剂二 100 : 32)，通过树脂注入管注入混合后树脂，浸 润玻璃纤维织物； 第十步，加热预固化待混合后的环氧树脂胶液已过放热峰后用LDJ-39S-1K(型 号)水加热器加热至7(TC保温3小时，预固化成型完成的风电叶片压力面壳体；
第十一步，粘接抗剪腹板在已预固化完成的风电叶片压力面壳体内用环氧树脂 结构胶粘剂(混合重量比为AIRSTONE 770E环氧树脂778H固化剂=100 : 47)粘接叶 片主抗剪腹板、后缘抗剪腹板；用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温3小时，进 行固化； 第十二步，吸力面模具处理在风电叶片的吸力面模具的模具型面内涂刷半永 久性脱模剂(脱模剂品牌FREKOTE 55-NC)、模具法兰边擦涂脱模蜡(脱模蜡品牌TR MOLDRELEASE); 第十三步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分包括叶片前 缘自叶根到叶尖的外部后增强部分(宽度大约lOOmm)，叶片后缘自叶根到离叶根端面 12500mm处(宽度大约100mm)的模具型面内铺设脱模布； 第十四步，铺设玻璃纤维织物及结构芯材在风电叶片的吸力面模具上铺设外表 层玻璃纤维织物层、结构泡沫芯材、组成叶片主承力构件——大梁的玻璃纤维织物、叶根增 强层、叶根内部增强层玻璃纤维织物及吸力面内表层玻璃纤维织物； 第十五步，铺设抽真空辅助材料在完成步骤十四的吸力面模具上铺设铺设脱模 布、隔离膜、导流网，布置树脂流动通路Q管及树脂注入管； 第十六步，布置抽真空管路沿模具法兰边缘粘贴密封胶条、布置抽真空螺旋管及 抽真空管； 第十七步，构成真空系统叶片吸力面模具整体覆盖一层真空袋膜，真空袋膜通过
模具法兰边缘的密封胶条与吸力面模具粘接并组成为一个密闭系统； 第十八步，连接抽真空管将抽真空管经树脂收集罐与真空系统相连接； 第十九步，启动抽真空真空度达到要求(-0. IMPa)后检查真空袋膜与吸力面模
具组成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏； 第二十步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂(混合重量比为 AIRST0NE760E环氧树脂766H固化剂=100 : 32)，通过树脂注入管(22)注入混合后树 脂，浸润玻璃纤维织物； 第二十一步，加热预固化待混合后的环氧树脂胶液已过放热峰后用 LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温3小时，预固化成型的风电叶片吸力面壳体；
第二十二步，合模 a.堆积环氧树脂结构胶粘剂在风电叶片压力面壳体内装上叶片前缘连接角及 后缘连接角，在叶片前缘边缘及后缘边缘、主抗剪腹板及后缘抗剪腹板上堆积环氧树脂结 构胶粘剂(混合重量比为AIRSTONE 770E环氧树脂778H固化剂=100 : 47);
b.翻转风电叶片吸力面模具将风电叶片吸力面壳体扣合在风电叶片压力面壳体 上； 第二十三步，风电叶片后固化用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温6 小时，进行后固化； 第二十四步，脱模翻转风电叶片吸力面模具，将后固化完成的风电叶片从风电叶 片压力面模具内吊出； 第二十五步，风电叶片叶根外增强及后加工在叶根的外面缠绕叶根外部增强层， 加热至7(TC保温6小时，进行后固化；切除毛边；切割叶根端部并加工T型螺栓安装孔；
第二十六步，风电叶片前后缘增强、表面处理及附件安装用两层双轴向玻璃纤 维布(EKB800±45°E_1260)(宽度约120mm)浸渍混合后的环氧树脂(混合重量比为 AIRST0NE760E环氧树脂762H固化剂二 100 : 32)，然后手工包覆增强风电叶片的前后和 后缘需要增强部分，加热至7(TC保温6小时，进行后固化；进行表面处理和附件的安装。
严格按所述工艺步骤铺设的脱模布、隔离膜、导流网及布置树脂流动通路Q管和 树脂注入管是本成型工艺方法的关键。采用本成型方法的风电叶片的叶根、叶片大梁、叶片 壳体等部件虽然玻璃纤维轴向、编织方法、厚度不一，但采用上述成型工艺方法仍然能在真 空灌注工艺过程中分压力面和吸力面一次性浸润树脂成型。
本发明和现有技术相比具有以下优点 (1)现有技术中叶片大梁、叶根增强层需要分别预制成型，然后再与叶片壳体通过
灌注工艺成型为一体。本发明实现了叶片大梁、叶根增强层及叶片壳体分压力面和吸力面
通过灌注工艺一次成型完成，完全解决了现有落后工艺技术导致的诸多弊端； (2)现有技术中复合材料的二次成型会存在层间粘接、气泡等严重影响产品质量
的致命缺陷，在使用中将最终出现使用寿命期内破坏损毁的结果。本发明提供的大型风力
发电机组风轮叶片成型工艺方法能最大限度避免影响风电叶片结构强度和使用寿命等致
命缺陷的出现。 (3)现有技术中叶片大梁、叶根增强层预制这种多次成型工艺决定至少需要三副 以上的模具才能完成风电叶片的制造。本发明可以最大限度的减少设备投入、降低厂房投 资、简化生产工序，提高生产效率，降低风电叶片的制造成本。
图1为风电叶片的结构示意图。 图2为图1的A-A截面图(放大)。 图3为图1的B-B截面图(放大)。 图4为图1的C-C截面图(放大) 图5为本发明的铺层示意图。 图6为本发明的真空辅助材料铺设布置示意图。 图7为叶片合模示意图。
具体实施例方式
下面对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3和图4所示的一种大型风力发电机组风轮叶片，为薄壳结构， 由压力面15和吸力面16两半壳体粘接组合而成，压力面和吸力面的前缘6通过前缘连接 角9连接，压力面和吸力面的后缘通过后缘3连接角14连接；在叶片的压力面15和吸力 面16壳体内分别设置有从叶根1延伸到叶尖4的大梁11，大梁11宽度约430mm，两大梁11 对应截面中心连线垂直于叶片截面弦线(弦线为前缘最前端顶点与后缘最末端顶点的连 线)，该垂点距叶片前缘最前端顶点距离为弦线长度的29%;在压力面15和吸力面16的两 大梁之间粘接有一主抗剪腹板12，从而构成"工"形结构； 在压力面和吸力面靠后缘一侧之间设有一后缘抗剪腹板13，该后缘抗剪腹板与主 抗剪腹板12平行，上、下两端分别与压力面和吸力面粘接；与风力发电机组的轮毂连接的 叶根1部分由叶根增强层l-3、叶根内部增强层1-1和叶根外部增强层1-2叠合而成；叶根 增强层l-3采用双轴向玻璃纤维布(EKB800±45°E_1260)及单轴向玻璃纤维布(EKU9000E-1260)交替铺设组成，叶根内部增强层l-l及外部增强层l-2均采用三轴向玻璃纤维 布(EKT800+45° ，90° ，-45°E_1260)。 其中组成叶根增强层1-3的双轴向玻璃纤维布(EKB800±45°E_1260)及单轴 向玻璃纤维布(EKU9000E-1260)、组成叶根内部增强层1_1的三轴向玻璃纤维布(EKT800+45° ，90° ，-45°E-1260)是在真空灌注步骤中通过浸润环氧树脂结合在一起的；组成 叶根外部增强层1-2的三轴向玻璃纤维布(EKT800+45° ，90° ， -45°E_1260)是在风 电叶片离开模具后，在湿法加工步骤中环向缠绕在叶根外部的；最后固化完成的叶根厚度 之和控制在80mm±5mm。 每支风电叶片的主抗剪腹板12和后缘抗剪腹板13均为预制件，由双轴向玻璃 纤维布(EKB800±45°E_1260)包覆PVC或PS泡沫制成；主抗剪腹板12的厚度为 80mm士5mm ;后缘抗剪腹板厚度为40mm士5mm，作为"工"形结构的支撑，以增加风电叶片刚 度，同时也保证压力面和吸力面良好粘接构成风电叶片壳体。 大梁是由多层单轴向玻璃纤维布(EKU9000E_1260)组成；分别位于主抗剪腹 板的顶部和底部，其作用在于增加风电叶片的弯曲刚度和强度。大梁是在叶片模具中与叶 根增强层、叶根内部增强层及叶片壳体在真空灌注工序过程中分压力面和吸力面同时灌注 完成。 前缘连接角和后缘连接角均为预制件，由双轴向玻璃纤维布(EKB800±45°
E-1260)和单轴向玻璃纤维布(EKU6000E_1260)组成制成，约120mm士5mm宽，沿叶片整 个长度，起到连接压力面和吸力面并提高粘接处强度的作用。 参见图5、图6和图7，本发明所述的这种大型风力发电机组风轮叶片的成型方法， 其如下步骤 第一步，压力面模具处理在风电叶片的压力面模具8的模具型面25内涂刷半永 久性脱模剂、模具法兰28上擦涂脱模蜡； 第二步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分(包括叶片前、后 缘及叶根外部需缠绕增强部分)模具型面25内铺设脱模布18 ; 第三步，放置雷电接闪器、铺设玻璃纤维织物及结构芯材在风电叶片的压力面模 具8距叶根端面26250mm并靠近后缘300mm处的叶尖位置放置雷电接闪器；在压力面模具 8上铺设外表层玻璃纤维织物层24、结构泡沫芯材10、组成叶片主承力构件——大梁11的
9玻璃纤维织物、叶根增强层l-3、叶根内部增强层1-1玻璃纤维织物及内表层玻璃纤维织物 l了 ； 注意雷电接闪器的连接接头必须自上述玻璃纤维织物及结构泡沫芯材穿出，用 密封胶条26缠绕保护，防止损坏连接螺纹或该接头损坏真空袋膜21 ; 第四步，铺设抽真空辅助材料在完成第三步中所述工序的压力面模具8上面依 次铺设脱模布18、隔离膜19、导流网20，布置树脂流动通路Q管23及树脂注入管22 ;
第五步，布置抽真空管路沿模具法兰28边缘粘贴密封胶条26、布置抽真空螺旋 管及抽真空管27 ; 第六步，构成真空系统在压力面模具8上整体覆盖一层真空袋膜21 ，真空袋膜21 通过模具法兰边缘的密封胶条26与压力面模具8粘接并组成为一个密闭系统；
第七步，连接抽真空管将抽真空管27经树脂收集罐与真空系统相连接；
第八步，启动抽真空真空度达到-0. lMPa后检查真空袋膜21与压力面模具8组 成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏； 第九步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂(混合重量比为 AIRST0NE760E环氧树脂766H固化剂二 100 : 32)，通过树脂注入管22注入混合后树脂， 浸润玻璃纤维织物； 第十步，加热预固化用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温3小时，预 固化成型完成的风电叶片压力面壳体； 第十一步，粘接抗剪腹板在已预固化完成的风电叶片压力面壳体内用胶粘剂 (混合重量比为AIRSTONE 770E环氧树脂778H固化剂二 100 : 47)粘接叶片主抗剪腹板 12、后缘抗剪腹板13 ;用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温3小时，进行胶粘剂 加热固化； 第十二步，吸力面模具处理在风电叶片吸力面模具7的模具型面25内涂刷半永 久性脱模剂、模具法兰28边擦涂脱模蜡； 第十三步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分(包括叶片前、 后缘及叶根外部需缠绕增强部分)模具型面25内铺设脱模布18 ; 第十四步，铺设玻璃纤维织物及结构芯材在吸力面模具7上铺设外表层玻璃纤 维织物层24、结构泡沫芯材10、组成叶片主承力构件——大梁11的玻璃纤维织物、叶根增 强层l-3、叶根内部增强层1-1玻璃纤维织物及吸力面内表层玻璃纤维织物17 ;
第十五步，铺设抽真空辅助材料在完成第十四步中所述工序的吸力面模具7上 铺设铺设脱模布18、隔离膜19、导流网20，布置树脂流动通路Q管23及树脂注入管22 ;
第十六步，布置抽真空管路沿模具法兰28边缘粘贴密封胶条26、布置抽真空螺 旋管及抽真空管27 ; 第十七步，构成真空系统在吸力面模具7上整体覆盖一层真空袋膜21，真空袋膜 21通过模具法兰28边缘的密封胶条26与吸力面模具7粘接并组成为一个密闭系统；
第十八步，连接抽真空管将抽真空管27经树脂收集罐与真空系统相连接；
第十九步，启动抽真空真空度达到-0. lMPa后检查真空袋膜21与吸力面模具7 组成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏； 第二十步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂(混合重量比为AIRST0NE760E环氧树脂766H固化剂二 100 : 32)，通过树脂注入管22注入混合后树脂， 浸润玻璃纤维织物； 第二^^一步，加热预固化用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温3小 时，预固化成型完成的风电叶片吸力面壳体；
第二十二步，合模 a.堆积胶粘剂在叶片压力面壳体内装上叶片前缘连接角9及后缘连接角14，在
叶片前缘6边缘及后缘3边缘、主抗剪腹板12及后缘抗剪腹板13上堆积胶粘剂(混合重
量比为AIRSTONE 770E环氧树月旨778H固化剂=100 : 47); b.翻转吸力面模具7将叶片吸力面壳体扣合在叶片压力面壳体上； 第二十三步，风电叶片后固化用LDJ-39S-1K(型号)水加热器加热至7(TC保温6
小时，进行后固化处理； 第二十四步，脱模翻转吸力面模具7，将后固化完成的风电叶片从压力面模具8 内吊出； 第二十五步，风电叶片叶根外增强及后加工在叶根1的外面缠绕叶根外部增强 层l-2，加热至7(TC保温6小时，进行后固化；切除毛边；切割叶根端部并加工T型螺栓安装 孔； 第二十六步，风电叶片前后缘增强、表面处理及附件安装用两层双轴向玻璃纤
维布(EKB800±45°E_1260)(宽度约120mm)浸渍混合后的环氧树脂(混合重量比为
AIRST0NE760E环氧树脂762H固化剂二 100 : 32)，然后手工包覆增强风电叶片的前后和
后缘需要增强部分，加热至7(TC保温6小时，进行后固化；进行表面处理和附件的安装。 风电叶片附件安装包括 (1)、叶根服务平台胶接安装； (2)、叶根服务平台检修人孔盖板安装； (3)、叶根T型螺栓安装。 风电叶片表面处理包括 (1)、叶片表面打磨； (2)、彻底清除叶片表面粉尘； (3)、刮涂腻子(PPG/PS51-1052G); (4)、打磨腻子至叶片表面平顺光滑； (5)、清洁叶片表面。 风电叶片表面油漆(在叶片专用喷烤漆房内进行)包括 (1)、对叶片前后缘喷涂叶片专用油漆(PPG/L7253RAL7035); (2)、对已完成表面处理的叶片刮涂过腻子处局部喷涂叶片专用油漆； (3)、待上述局部喷涂处油漆完全固化，对全部表面喷涂叶片专用油漆； (4)、加热固化油漆6(TC保温45分钟； (5)、查找叶片表面针孔、颗粒突起等缺陷； (6)、再次刮涂腻子，修补表面缺陷；打磨腻子至叶片表面平顺光滑；
(7)、在叶片表面局部缺陷修补处喷涂叶片专用油漆； (8)、待上述叶片表面局部缺陷修补处油漆固化完成，对全部表面再次喷涂叶片专用油漆； (9)、加热固化油漆6(TC保温45分钟。
风电叶片力矩平衡及包装出厂包括
(1)、完成上述工序后，对叶片称重、计算力矩；
(2)、叶片分组力矩平衡，包装出厂。
权利要求
一种大型风力发电机组风轮叶片，为薄壳结构，由压力面(15)和吸力面(16)两半壳体粘接组合而成，压力面(15)和吸力面(16)的前缘(6)通过前缘连接角(9)连接，压力面和吸力面的后缘(3)通过后缘连接角(14)连接，其特征在于在叶片的压力面(15)和吸力面(16)壳体内分别设置有从叶根(1)延伸到叶尖(4)的大梁(11)，两大梁(11)对应截面中心连线垂直于叶片截面弦线，该垂点距叶片前缘最前端顶点距离为弦线长度的29％；在压力面(15)和吸力面(16)的两大梁之间粘接有一主抗剪腹板(12)，从而构成“工”形结构；在压力面(15)和吸力面(16)之间靠后缘(3)一侧设有一后缘抗剪腹板(13)，该后缘抗剪腹板(13)与主抗剪腹板(12)平行，上、下两端分别与压力面(15)和吸力面(16)粘接。
2. 如权利要求1所述的一种大型风力发电机组风轮叶片，其特征在于与风力发电机组轮毂上的变桨轴承连接的叶根(1)部分由叶根增强层(l-3)、叶根内部增强层(1-1)和叶根外部增强层(1-2)叠合而成；叶根增强层(1-3)采用单轴向玻璃纤维布和双轴向玻璃纤维布，叶根内部增强层(1-1)采用三轴向玻璃纤维布，叶根外部增强层(1-2)采用三轴向玻璃纤维布；三层的厚度之和为80mm士5mm。
3. 如权利要求1所述的一种大型风力发电机组风轮叶片的成型方法，其如下步骤第一步，压力面模具处理在风电叶片的压力面模具(8)的模具型面(25)内涂刷半永久性脱模剂、模具法兰(28)上擦涂脱模蜡；第二步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分模具型面(25)内铺设脱模布(18);第三步，放置雷电接闪器、铺设玻璃纤维织物及结构芯材在风电叶片的压力面模具(8)距叶根端面26250mm并靠近后缘300mm处的叶尖位置放置雷电接闪器；在压力面模具(8)上铺设外表层玻璃纤维织物层(24)、结构泡沫芯材(10)、组成叶片主承力构件——大梁(11)的玻璃纤维织物、叶根增强层(l-3)、叶根内部增强层(1-1)玻璃纤维织物及内表层玻璃纤维织物(17);第四步，铺设抽真空辅助材料在完成第三步中所述工序的压力面模具(8)上面依次铺设脱模布(18)、隔离膜(19)、导流网(20)，布置树脂流动通路Q管(23)及树脂注入管(22);第五步，布置抽真空管路沿模具法兰(28)边缘粘贴密封胶条(26)、布置抽真空螺旋管及抽真空管(27);第六步，构成真空系统在压力面模具(8)上整体覆盖一层真空袋膜(21)，真空袋膜(21)通过模具法兰边缘的密封胶条(26)与压力面模具(8)粘接并组成为一个密闭系统；第七步，连接抽真空管将抽真空管(27)经树脂收集罐与真空系统相连接；第八步，启动抽真空真空度达到-O. lMPa后检查真空袋膜(21)与压力面模具(8)组成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏；第九步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂，通过树脂注入管(22)注入混合后树脂，浸润玻璃纤维织物；第十步，加热预固化用水加热器加热至7(TC保温3小时，预固化成型完成的风电叶片压力面壳体；第十一步，粘接抗剪腹板在已预固化完成的风电叶片压力面壳体内用胶粘剂粘接叶片主抗剪腹板(12)、后缘抗剪腹板(13);用水加热器加热至7(TC保温3小时，进行胶粘剂加热固化；第十二步，吸力面模具处理在风电叶片吸力面模具(7)的模具型面(25)内涂刷半永久性脱模剂、模具法兰(28)边擦涂脱模蜡；第十三步，铺设脱模布在风电叶片脱模后需进行二次成型的部分模具型面(25)内铺设脱模布(18);第十四步，铺设玻璃纤维织物及结构芯材在吸力面模具(7)上铺设外表层玻璃纤维织物层(24)、结构泡沫芯材(10)、组成叶片主承力构件一大梁(11)的玻璃纤维织物、叶根增强层(l-3)、叶根内部增强层(1-1)玻璃纤维织物及吸力面内表层玻璃纤维织物(17);第十五步，铺设抽真空辅助材料在完成第十四步中所述工序的吸力面模具(7)上铺设铺设脱模布(18)、隔离膜(19)、导流网(20)，布置树脂流动通路Q管(23)及树脂注入管(22);第十六步，布置抽真空管路沿模具法兰(28)边缘粘贴密封胶条(26)、布置抽真空螺旋管及抽真空管(27);第十七步，构成真空系统在吸力面模具(7)上整体覆盖一层真空袋膜(21)，真空袋膜(21)通过模具法兰(28)边缘的密封胶条(26)与吸力面模具(7)粘接并组成为一个密闭系统；第十八步，连接抽真空管将抽真空管(27)经树脂收集罐与真空系统相连接；第十九步，启动抽真空真空度达到-O. lMPa后检查真空袋膜(21)与吸力面模具(7)组成的真空系统有否孔隙及漏气，查找补漏；第二十步，注入混合后树脂精确比例混合环氧树脂和固化剂，通过树脂注入管(22)注入混合后树脂，浸润玻璃纤维织物；第二十一步，加热预固化用水加热器加热至7(TC保温3小时，预固化成型完成的风电叶片吸力面壳体；第二十二步，合模a. 堆积胶粘剂在叶片压力面壳体内装上叶片前缘连接角(9)及后缘连接角(14)，在叶片前缘(6)边缘及后缘(3)边缘、主抗剪腹板(12)及后缘抗剪腹板(13)上堆积胶粘剂；b. 翻转吸力面模具(7)将叶片吸力面壳体扣合在叶片压力面壳体上；第二十三步，风电叶片后固化用水加热器加热至7(TC保温6小时，进行后固化处理；第二十四步，脱模翻转吸力面模具(7)，将后固化完成的风电叶片从压力面模具(8)内吊出；第二十五步，风电叶片叶根外增强及后加工在叶根(1)的外面缠绕叶根外部增强层(l-2)，加热至7(TC保温6小时，进行后固化；切除毛边；切割叶根端部并加工T型螺栓安装孔；第二十六步，风电叶片前后缘增强、表面处理及附件安装用两层双轴向玻璃纤维布浸渍混合后的环氧树脂，然后手工包覆增强风电叶片的前后和后缘需要增强部分，加热至7(TC保温6小时，进行后固化；进行表面处理和附件的安装。
4.如权利要求1所述的一种大型风力发电机组风轮叶片的成型方法，其特征在于风电叶片的大梁(11)、叶片壳体、叶根增强层(1)及结构夹芯材料(10)等在模具型面(25)内严格按权利要求3中所述工艺步骤铺设完成并在真空灌注工艺过程中分压力面和吸力面一次性浸润树脂成型。
全文摘要
本发明公开一种大型风力发电机组风轮叶片(简称风电叶片)，该风电叶片为薄壳结构，由两半壳体粘接组合而成；在叶片的两壳体内分别设置有从叶根延伸至叶尖的大梁，在两大梁之间粘接有一主抗剪腹板，从而构成“工”形结构；在两壳体之间靠后缘侧设有一与主抗剪腹板平行的后缘抗剪腹板，上、下两端分别与两壳体粘接。本发明还公开这种风轮叶片的成型方法，该方法包括大梁、叶根增强层、壳体采用真空灌注(RIM)工艺一次成型。由于采用上述一体成型技术解决方案，避免了复合材料二次成型带来的质量缺陷，提高了制造风电叶片的结构强度和使用寿命，并显著提高了生产效率，降低了制造成本。
文档编号B29C70/34GK101749194SQ20091019185
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者卓文, 宋厚利, 李明星, 董静军, 钟方国, 黎江 申请人:重庆通用工业(集团)有限责任公司