专利名称：用于生产转子叶片的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及用于生产转子叶片的方法和系统，具体而言，涉及用于生产风カ 机转子叶片的方法和系统。
背景技术：
至少ー些已知的风カ机包括塔筒和安装在塔筒上的机舱。转子可旋转地安装到机舱并通过转子轴连接到发电机。转子上延伸出多个叶片。叶片的朝向可以让通过叶片的风转动转子并使转子轴旋转，从而驱动发电机发电。风カ机的转子叶片通常通过将ー个结构层压在一起形成ー个预制模具。模具本身通常包括上半部分和下半部分，两部分是在后面通过层压成型的方法结合到一起的。两部分之间的边界通常处于叶片轮廓的前边缘(前缘)和后边缘(后缘)。模具的形状决定了所生产的转子叶片的特性，如叶片的长度、宽度、厚度、掠角 (sweep)、预弯曲角和扭曲角。模具本身通常包含复合材料，如玻璃纤维、碳纤维或其組合。 此外，模具比较容易变形，因此在生产过程中由支撑结构加以稳定，该支撑结构通常包括钢铁元件。通常情况下，生产模具的加工过程不仅耗吋，而且需要大量的手工作业。上述模具參数决定了所生产的叶片的特性和质量。如果在生产第一批转子叶片后，生产的叶片没有表现出令人满意的性能，可能还有必要对模具进行返エ，返エ过程既繁琐又昂贵。对于具有所谓扭曲弯曲耦合性(twist bend coupling)的转子叶片来说，这个问题尤其突出。具有扭曲弯曲耦合性的风カ机叶片设计已表明能减少强风引起的极端载荷和疲劳载荷。总的来说，其理念是通过耦合叶片弯矩和扭曲旋转来卸除叶片受到的载荷。弯矩的增加会导致扭曲度増加，从而减少空气动カ引起的载荷。经证实，转子叶片外部区域在强风期间发生的弯曲与强风引起的扭曲角变化之间的耦合系数取决于许多因素。所涉參数之间的耦合系数难以在设计阶段考虑。因此，转子叶片的实际耦合特性可能在生产出第一个叶片之后才会显现出来。如果随后的试验表明扭曲弯曲耦合性并不理想，则可能有必要改变静态扭曲角，即，通过改变模具或至少模具的部分来改变扭曲弯曲耦合性在叶片长度上的分布。然而，由于上述原因，这是ー个繁琐的过程。鉴于上述情況，需要一种便于为风カ机改造模具的转子叶片生产方法和工具。
发明内容
一方面，本发明提供一种用于生产转子叶片的工具。所述工具包括至少ー个模具， 以及至少ー个用于所述至少ー个模具的支撑结构。所述至少一个模具由支撑结构支撑，且支撑结构经过调整，使得所述至少一个模具的至少一部分的扭曲角是可调整的。所述至少一个模具的至少一部分的所述扭曲角的变化范围是从0°到20°。所述至少ー个支撑结构包括至少ー个铰链，所述至少一个铰链包括一个与所述至少一个模具的纵轴大致平行的轴。所述至少一个模具的一部分被改造成围绕所述铰链转动。所述至少一个支撑结构包括至少ー个具有可变长度的支撑元件。所述至少ー个支撑结构包括至少ー个支柱。所述至少ー个支撑结构包括栅格，所述栅格包括至少ー个支柱，至少ー个支柱的长度是可调整的，至少ー个支柱包括至少ー个调整元件，至少ー个支柱包括至少ー个接头。所述模具中所述扭曲角可以改变的所述部分的长度为从所述模具的梢端到ー个特定的位置，所述特定位置可设在所述模具五分之一长度到所述模具一半长度之间。所述至少一个模具的至少一部分的所述扭曲角的变化范围是从0°到10°。另ー方面，本发明提供一种用于改变转子叶片的一部分的扭曲角的方法。所述方法包括提供一种用于生产转子叶片的工具，所述工具包括至少ー个模具和至少ー个用于所述至少一个模具的支撑结构。所述模具由支撑结构支撑，且所述支撑结构经过调整，使得所述模具的至少一部分的扭转角是可调整的。所述方法进ー步包括调整所述工具，使得所述模具的一部分的扭曲角被改变。调整所述工具的步骤包括増加所述模具ー侧的高度。对所述扭曲角进行的所述调整在0°到20°的范围内。在改变所述模具的一部分的扭曲角期间，所述模具的一部分围绕铰链转动。调整所述工具的步骤包括改变至少ー个支撑元件的长度。所述模具的所述至少ー个部分的一端位于所述模具的梢端处，且所述部分的另一端在ー个特定位置处，所述特定位置可设在所述模具五分之一长度到所述模具一半长度之间。所述工具允许沿着所述转子叶片的整个长度对扭曲角进行调整。再一方面，从附属权利要求书、描述内容和附图中可以看出，本发明的优点和特性是显而易见。
本说明书的剰余内容，包括參考附图，针对所属领域一般技术人员，更详细地阐明了本发明完整且可实现的技术方案，包括它的最佳实施例，其中图1为示例性风カ机的透视图；图2为图1所示风カ机的一部分的放大截面图；图3为符合本发明实施例的工具的透视图；图4到图6为符合本发明实施例的图3所示工具的截面示意图；图7为符合本发明进一步实施例的工具的透视图；图8为图7工具沿着B线的截面示意图；
图9为图7工具的进ー步截面示意图。元件符号列表
.5I 称^"部件参^ 杯^"部件10风カ机12塔筒14支撑系统16机舱18转子20可旋转轮毂
权利要求
1.一种用于生产转子叶片的工具，其包括ー个模具；以及一个用于所述模具的支撑结构；其中，所述模具由所述支撑结构支撑，且所述支撑结构经过调整，使得所述模具的一部分的扭曲角是可调整的。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在干，所述模具的至少一部分的所述扭曲角的变化范围是从0°到10°。
3.根据权利要求1或2所述的工具，其特征在干，所述支撑结构包括至少ー个铰链，且所述铰链包括一个与所述模具的纵轴大致平行的轴。
4.根据权利要求3所述的工具，其特征在干，所述模具的至少一部分适于可围绕所述铰链转动。
5.根据前述任ー权利要求所述的工具，其特征在干，所述支撑结构包括ー个栅格，所述栅格包括多个支柱，且至少ー个支柱的长度是可调整的。
6.根据权利要求5所述的工具，其特征在干，至少ー个支柱包括至少ー个调整元件。
7.根据前述任ー权利要求所述的工具，其特征在干，所述模具中所述扭曲角可以改变的所述部分的长度为从所述模具的梢端到ー个特定的位置，所述特定位置可设在所述模具五分之一长度到所述模具一半长度之间。
8.一种用于改变转子叶片的一部分的扭曲角的方法，其包括提供一种用于生产转子叶片的工具，所述工具包括至少ー个模具；以及至少ー个用于所述至少ー个模具的支撑结构；其中，所述模具由所述支撑结构支撑，且所述支撑结构经过改造，使得所述模具的至少一部分的扭曲角是可调整的；调整所述工具，使得所述模具的一部分的所述扭曲角被改变。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，调整所述工具的步骤包括増加所述模具的ー侧的高度。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在干，所述扭曲角的改变范围为0°到20°。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产转子叶片的方法和装置。其中，用于生产转子叶片的装置包括至少一个模具和至少一个用于所述至少一个模具的支撑结构。所述模具由支撑结构支撑，其中所述支撑结构经过调整，使得所述模具的至少一部分的扭曲角是可调整的。此外，本发明进一步提供一种用于改变转子叶片扭曲角的方法。
文档编号B29C33/30GK102555116SQ20111043702
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月15日 优先权日2010年12月17日
发明者A·施塔克, L·达维代特 申请人:通用电气公司