风机叶片用腹板的制造方法与流程

本发明实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风机叶片用腹板的制造方法。

背景技术：

随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人类越来越重视可再生能源的利用。风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。风力发电是指利用风力发电机组把风的动能转换为电能。

随着风电行业的发展，对风力发电机组的度电价格要求越来越低。风机叶片作为风力发电机组的核心部件，风机叶片的减重降本具有重要的意义。在风机叶片成本中，模具成本占有很大的比重。风机叶片通常包括叶片壳体及设置于叶片壳体内用于支撑叶片壳体的腹板。腹板作为风机叶片的关键部件，起到支撑主梁和传递剪力的作用。现有的风机叶片所用的腹板通常采用夹芯结构。目前国内主流的方式包括双腹板夹芯结构和单腹板夹芯结构。然而，不管对于双腹板夹芯结构还是单腹板夹芯结构，目前风机叶片所用的腹板基本都是利用腹板模具来整体形成，在腹板模具上铺设纤维布和芯材，真空灌注，并加热固化。然而，这种使用腹板模具的形成方式无疑会增加模具的成本，同时也会增加车间的占用面积。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种风机叶片用腹板的制造方法，能够模块化地制造无芯材的腹板结构，节省成本，减少车间占用面积。

本发明实施例的一个方面提供一种风机叶片用腹板的制造方法。所述方法包括：使用纤维增强复合材料制造多个腹板模块，所述腹板模块包括平板体及多个加强构件，所述多个加强构件与所述平板体连接；以及将所述多个腹板模块连接在一起形成风机叶片用腹板。

本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法能够制造无芯材的腹板结构，不需要芯材，从而可以大大降低风机叶片的成本。

本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法能够实现腹板的模块化制造，不需要腹板模具，从而可以节约生产和制造成本，减少车间使用面积。

附图说明

图1为本发明一个实施例的风机叶片用腹板的制造方法的流程图；

图2为本发明第一实施例的风机叶片的示意图；

图3为本发明第一实施例的风机叶片用腹板的示意图；

图4为形成本发明第一实施例的风机叶片用腹板的腹板模块的示意图；

图5为本发明一个实施例的腹板模块制造的示意图；

图6为本发明另一个实施例的腹板模块制造的示意图；

图7为本发明又一个实施例的腹板模块制造的示意图；

图8为本发明一个实施例的相邻两个腹板模块的连接示意图；

图9为本发明另一个实施例的相邻两个腹板模块的连接示意图；

图10为本发明又一个实施例的相邻两个腹板模块的连接示意图；

图11为图10所示的相邻两个腹板模块连接的局部放大图；

图12为本发明第二实施例的风机叶片的示意图；

图13为本发明第二实施例的风机叶片用腹板的示意图；

图14为形成本发明第二实施例的风机叶片用腹板的腹板模块的示意图；

图15为本发明一个实施例的相邻两个腹板模块的连接示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本发明相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明实施例提供了一种风机叶片用腹板的制造方法。图1揭示了本发明一个实施例的风机叶片用腹板的制造方法的流程图。如图1所示，本发明一个实施例的风机叶片用腹板的制造方法可以包括步骤s11和步骤s12。

在步骤s11中，使用纤维增强复合材料制造多个腹板模块。每个腹板模块包括平板体及多个加强构件，其中，多个加强构件与平板体连接。

在步骤s12中，将步骤s11制造出的多个腹板模块连接在一起形成风机叶片用腹板。

本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法制造出来的风机叶片用腹板是由多个腹板模块拼接形成，而每个腹板模块均是由纤维增强复合材料制造，不需要铺放芯材，抛弃了传统腹板的夹芯结构。本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法能够制造无芯材的腹板结构，因为不需要芯材，所以，可以降低芯材和树脂的使用量，大大地降低风机叶片的重量和成本。

而且，本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法能够实现腹板的模块化制造，不需要腹板模具，从而可以节约生产和制造成本，减少车间使用面积。

以下将结合两个具体实施例来详细描述本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法具体是如何来制造风机叶片用腹板的。

第一实施例

通过本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法，可以制造出本发明第一实施例的风机叶片用腹板100。

首先介绍本发明第一实施例的风机叶片用腹板100及其腹板模块110的结构特征。

风机叶片10可以采用本发明第一实施例的风机叶片用腹板100。图2揭示了本发明第一实施例的风机叶片10的示意图。如图2所示，本发明第一实施例的风机叶片10包括叶片壳体11及本发明第一实施例的风机叶片用腹板100。腹板100设置于叶片壳体11内，叶片壳体11由腹板100支撑。在图2所示的实施例中，腹板100的数量为双腹板，即风机叶片10包括两个腹板100。在其他实施例中，腹板100的数量也可以为单腹板，即风机叶片10仅包括一个腹板100。

图3揭示了本发明第一实施例的风机叶片用腹板100的示意图。如图3所示，本发明第一实施例的风机叶片用腹板100包括一个平板体101以及设置于平板体101上的多个加强凸起筋102。在图3所示的实施例中，腹板100中的加强凸起筋102的外形为帽型。然而，本发明实施例的加强凸起筋102的外形并不局限于帽型。在其他实施例中，本发明实施例的加强凸起筋102的外形也可以采用波浪型、三角型或者其他形状等。

本发明第一实施例的风机叶片用腹板100采用模块化的结构，其可以包括相互连接的多个腹板模块110。图4揭示了形成本发明第一实施例的风机叶片用腹板100的腹板模块110的示意图，其中，在图4中示出两个腹板模块110，以下称之为腹板模块111、112。如图4所示，每个腹板模块110包括一个平板体101，每个腹板模块110中的多个加强构件包括设置于平板体101上的多个加强凸起筋102。每个腹板模块110中的加强凸起筋102的数量并不局限于图中示例所示，实际上，每个腹板模块110中的加强凸起筋102的数量可以采用多种形式，具体数量可以根据实际风机叶片10的应用场合和所需的承载力来合理设置。优选地，多个腹板模块110具有完全相同的结构，从而可以更加有利于腹板100的模块化制造，进一步降低生产和制造成本。

通过本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法制造出来的腹板100，不需要芯材，从而可以大大减轻风机叶片10的重量，降低产品成本；而且，在腹板100的平板体101上设置多个加强凸起筋102的结构，可以使得风机叶片用腹板100及采用该腹板100的风机叶片10具有更强的抗弯和抗压能力，安全性和可靠性好、稳定性强。

下面将介绍在步骤s11中具体是如何来制造多个腹板模块110的。

图5揭示了本发明一个实施例的腹板模块制造的示意图。在一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块110可以包括：采用一体灌注工艺来制造多个腹板模块110。

具体地，如图5所示，首先，铺设用于形成腹板模块110的平板体101的第一纤维增强复合材料层131，然后，在形成平板体101的第一纤维增强复合材料层131上对应腹板模块110的多个加强凸起筋102的位置放置满足加强凸起筋102形状要求的气囊132，接着，在气囊132的上面铺设第二纤维增强复合材料层133。第二纤维增强复合材料层133可以采用与第一纤维增强复合材料层131相同的材料，也可以采用与第一纤维增强复合材料层131不同的材料。也就是说，形成腹板模块110的平板体101和多个加强凸起筋102可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料。最后，对第一纤维增强复合材料层131和第二纤维增强复合材料层133进行真空灌注并加热固化，从而可以形成腹板模块110。

进一步地，在腹板模块110成型后，可以抽出气囊132中的气体，并将气囊132从成型后的腹板模块110中取出。从而，完成一个腹板模块110的制造过程。依此方法，可以制造出多个腹板模块110。

图6揭示了本发明另一个实施例的腹板模块制造的示意图。在另一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块110可以包括：采用拉挤成型工艺来制造多个腹板模块110。

具体地，如图6所示，首先，提供一个满足该腹板模块110外形尺寸的拉挤模具140。该拉挤模具140具有腹板模块110的形状。然后，使用纤维增强复合材料丝束穿过该拉挤模具140，并对拉挤出的纤维增强复合材料进行固化成型，从而可以形成一个腹板模块110。至此完成一个腹板模块110的制造过程。依此方法，可以制造出多个腹板模块110。

在图5和图6中，腹板模块110可以通过一体灌注工艺或者拉挤工艺一体成型，一体形成具有平板体101与多个加强凸起筋102的结构，从而，腹板模块110不需要粘接，结构更加简单可靠。

图7揭示了本发明又一个实施例的腹板模块制造的示意图。如图7所示，在又一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块110可以包括：分别制造出平板体101和多个加强凸起筋102；及使用结构胶103将平板体101和多个加强凸起筋102连接在一起。

其中，腹板模块110的平板体101和多个加强凸起筋102例如可以通过一体灌注工艺分别各自成型，然后，使用结构胶103将多个加强凸起筋102粘接到平板体101上，组成一个腹板模块110。

依此方法，可以完成多个腹板模块110的制造过程。

以上仅为本发明实施例的腹板模块110制造的一些示意性示例，然而，本发明实施例的制造多个腹板模块110的方法并不局限于此，在其他实施例中，也可以采用其他方法来制造出多个腹板模块110。

在制造出多个腹板模块110之后，下面将介绍在步骤s12中具体是如何将制造出的多个腹板模块110连接在一起的。其中，在本发明的各个实施例中是以多个腹板模块110沿着风机叶片10的展向方向拼接在一起为例来进行图示和说明的。

图8揭示了本发明一个实施例的相邻两个腹板模块110(以下称之为腹板模块111、112)的连接示意图。如图8所示，对于相邻两个腹板模块111、112，其中一个腹板模块111的平板体101具有平面连接端1111，另一个腹板模块112的平板体101具有台阶连接端1121。步骤s12中的将多个腹板模块110连接在一起可以包括：使用结构胶113将一个腹板模块111的平面连接端1111与另一个腹板模块112的台阶连接端1121相连接，从而，可以通过台阶之间的搭接，使用结构胶113将相邻两个腹板模块111、112连接在一起。进而通过这种连接方式，可以将多个腹板模块110例如沿着风机叶片10的展向方向彼此拼装在一起构成一个整体的风机叶片用腹板100。

图9揭示了本发明另一个实施例的相邻两个腹板模块111、112的连接示意图。如图9所示，步骤s12中的将多个腹板模块110连接在一起可以包括：提供粘接法兰114；及使用结构胶113将相邻两个腹板模块111、112的平板体101和粘接法兰114连接，从而将相邻两个腹板模块111、112连接在一起。进而通过这种连接方式，可以将多个腹板模块110例如沿着风机叶片10的展向方向彼此拼装在一起构成一个整体的风机叶片用腹板100。

在其他实施例中，步骤s12中的将多个腹板模块110连接在一起也可以包括：在相邻两个腹板模块111、112的平板体101的连接处铺设粘接法兰114；及采用一体灌注工艺将相邻两个腹板模块111、112的平板体101和粘接法兰114连接在一起，从而也可以实现相邻两个腹板模块111、112之间的连接。

图10和图11揭示了本发明又一个实施例的相邻两个腹板模块111、112的连接示意图。如图10和图11所示，步骤s12中的将多个腹板模块110连接在一起可以包括：使用连接螺栓115将相邻两个腹板模块111、112连接在一起。具体地，腹板模块110的平板体101的两端分别预制有连接法兰1101，连接法兰1101上具有连接孔(未图示)。使用连接螺栓115穿过相邻两个腹板模块111、112的连接法兰1101各自的连接孔，将相邻两个腹板模块111、112的连接法兰1101紧固，从而将相邻两个腹板模块111、112连接在一起。进而通过这种连接方式，可以将多个腹板模块110沿着风机叶片10的展向方向彼此拼装在一起构成一个整体的风机叶片用腹板100。

以上仅为本发明实施例的相邻两个腹板模块111、112连接的一些示意性实施例。然而，本发明实施例并不局限于此。在其他实施例中，本发明实施例的相邻两个腹板模块111、112之间还可以通过其他多种连接方式进行连接。这些连接方式的微小变化或者等同变换等均不脱离本发明的创造实质。但凡能够实现将相邻两个腹板模块111、112连接在一起的结构形式及其连接方式均将涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法可以实现腹板100的模块化制造，从而不需要腹板模具，节省了腹板模具的成本，进而大大降低了制造成本，并且，减少了车间的使用面积。

而且，本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法采用多个腹板模块110拼装的方式形成风机叶片用腹板100，腹板模块110可以提前固化成型，车间组装，加快生产速度。

第二实施例

通过本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法，可以制造出本发明第二实施例的风机叶片用腹板200。

风机叶片20也可以采用本发明第二实施例的风机叶片用腹板200。图12揭示了本发明第二实施例的风机叶片20的示意图。如图12所示，本发明第二实施例的风机叶片20包括叶片壳体21及本发明第二实施例的风机叶片用腹板200。在图12所示的实施例中，腹板200的数量为双腹板。在其他实施例中，腹板200的数量也可以为单腹板。

图13揭示了本发明第二实施例的风机叶片用腹板200的示意图。如图13所示，与图2所示的本发明第一实施例的风机叶片用腹板200所不同的是，本发明第二实施例的风机叶片用腹板200包括相互间隔的两个平板体201以及设置该两个平板体201之间的多个加强梁202。多个加强梁202可以垂直于两个平板体201设置，也可以在两个平板体201之间倾斜设置。

本发明第二实施例的风机叶片用腹板200也同样可以采用模块化的结构，其可以包括相互连接的多个腹板模块210。图14揭示了形成本发明第二实施例的风机叶片用腹板200的腹板模块210的示意图，其中，在图14中示出两个腹板模块210，以下分别称之为腹板模块211、212。如图14所示，每个腹板模块210包括两个平板体201，每个腹板模块210中的多个加强构件包括设置于两个平板体201之间的多个加强梁202。每个腹板模块210中的加强梁202的数量并不局限于图中示例所示，实际上，每个腹板模块210中的加强梁202的数量可以采用多种形式，具体数量可以根据实际风机叶片20的应用场合和所需的承载力来合理设置。优选地，多个腹板模块210具有完全相同的结构，从而可以更加有利于腹板200的模块化制造，进一步降低生产和制造成本。

同样地，对于第二实施例的腹板模块210，在一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块210可以包括：采用一体灌注工艺来制造多个腹板模块210。

在另一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块210可以包括：采用拉挤成型工艺来制造多个腹板模块210。

在又一个实施例中，步骤s11中的制造多个腹板模块210可以包括：分别制造两个平板体201和多个加强梁202；及使用结构胶将多个加强梁202连接在两个平板体201之间。

其中，腹板模块210的两个平板体201和多个加强梁202例如可以通过一体灌注工艺分别各自成型，然后，使用结构胶将多个加强梁202垂直连接在两个平板体201之间；或者，使用结构胶将多个加强梁202倾斜连接在两个平板体201之间。

图15揭示了本发明一个实施例的相邻两个腹板模块211、212的连接示意图。如图15所示，对于相邻两个腹板模块211、212，其中一个腹板模块211的两个平板体201分别相对设置向内的第一配合部，另一个腹板模块212的两个平板体201分别相向设置向外的第二配合部。步骤s12中的将多个腹板模块210连接在一起可以包括：将一个腹板模块211的第一配合部与另一个腹板模块212的第二配合部相互配合，从而，将相邻两个腹板模块211、212连接在一起。进而通过这种连接方式，可以将多个腹板模块210沿着风机叶片20的展向方向彼此拼装在一起构成一个整体的风机叶片用腹板200。

优选地，在腹板模块210的一端设置第一配合部，另一端设置第二配合部。如此，可以使得拼装成腹板200的多个腹板模块210可以具有相同的结构，从而可以更加有利于腹板200的模块化制造，降低生产和制造成本。

配合参照图14和图15所示，在一个实施例中，一个腹板模块211上的第一配合部可以包括向内的例如梯形的凹槽2111，另一个腹板模块212上的第二配合部可以包括向外的例如梯形的凸头2121。例如，在拼装构成腹板200的每个腹板模块210的一端设置向外的梯形的凸头2121，另一端设置向内的梯形的凹槽2111。将其中一个腹板模块210的梯形的凸头2121与另一个腹板模块210的梯形的凹槽2111相互配合，实现了腹板模块210之间的连接。

当然，在拼装的整个腹板200中，实现每相邻两个腹板模块211、212连接的第一配合部和第二配合部也可以采用多种不同结构混搭的方式。例如，可以在拼装构成腹板200的一部分腹板模块210的一端设置向外的梯形的凸头2121，而在另一端设置向内的第一锯齿(未图示)；在另一部分腹板模块210的一端设置向外的第二锯齿(未图示)，而另一端设置向内的梯形的凹槽2111。将其中一个腹板模块210的向内的第一锯齿与另一个腹板模块210的向外的第二锯齿相咬合，实现了这两个腹板模块210之间的连接；将一个腹板模块210的向内的梯形的凹槽2111与另一个腹板模块210的向外的梯形的凸头2121相配合，从而又实现了该两个腹板模块210之间的连接。如此，可以将多个腹板模块210沿着风机叶片20的展向方向彼此连接在一起。

以上仅为本发明实施例的相邻两个腹板模块211、212上的第一配合部和第二配合部的一些示意性实施例，然而，本发明实施例并不局限于此。实际上，本发明实施例的相邻两个腹板模块211、212上的第一配合部和第二配合部还可以采用其他多种配合方式，只要通过两种结构的配合能够实现相邻两个腹板模块211、212之间的连接的结构形式均在本发明的保护范围之内。

当然，本发明第二实施例的相邻两个腹板模块211、212之间的连接也可以类似地采用上面所述的第一实施例的连接形式进行拼装，故，在此不再赘述。

本发明一个或多个实施例的风机叶片用腹板的制造方法能够模块化地制造无芯材的腹板结构，节省成本，减少车间占用面积。

以上对本发明实施例所提供的风机叶片用腹板的制造方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明实施例的风机叶片用腹板的制造方法进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本发明所附权利要求书的保护范围内。