专利名称：叶片主梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机叶片制作技术领域，尤其涉及叶片主梁的制作方法。
背景技术：
叶片是风力发电机的重要组成部件之一，一般由复合材料制成，结构上分为根部、外壳、龙骨三个部分。图I为叶片翼型剖面图。作为叶片外壳的关键部件，叶片主梁11需要承受叶片的大部分载荷，因此对其强度性能的要求较高。目前，通常采用预制成型方法来制造叶片主梁，然后再将成型的叶片主梁作为预埋件安装在叶片壳体里。该方法采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)，其主要原理是利用真空负压排出玻璃纤维织物中气体的同时实现树脂对玻璃纤维织物的浸润。图2示出了 VARTM工艺所使用的设备。其中，主梁模具21安装于支架22上，在该 主梁模具21的前缘侧21a设置有用于连接树脂桶24的树脂管25，在后缘侧21b设置有用于连接真空泵的真空管23。使用该设备制作叶片主梁的方法包括材料准备阶段、检查密封性阶段、浸胶阶段以及固化脱模阶段，其中各阶段具体描述如下材料准备阶段设置主梁模具21处于水平状态，使放置在主梁模具21的材料不会从主梁模具21中掉落；向该主梁模具21的上表面涂脱模剂，并将剪裁好的玻璃纤维织物27铺放在主梁模具21中；之后铺放脱模膜和导流网26 ;最后排放树脂管25和真空管23，并用真空袋28将上述玻璃纤维织物27等各种主材、脱模膜和导流网26等辅材、树脂管25及真空管23整体密封在主梁模具21上。检查密封性阶段在上述密封后，开启与真空管23连接的真空泵，将空气从玻璃纤维织物27中抽出，并检查主梁模具21、玻璃纤维织物27等各种主材、树脂管25及真空管23的整体密封性。浸胶阶段在确认了上述整体密封性良好后，开启树脂管25的阀门25A，使树脂从树脂桶24进入主梁模具21，以浸润玻璃纤维织物27。固化脱模阶段待玻璃纤维织物27的浸润完成后，开启主梁模具21的加热系统进行树脂的固化。当采用上述方法时，主梁模具21被设置成上述水平状态，从而具有流动性的树脂会在导流网26的作用下，从玻璃纤维织物27表面层以较快速度浸过，并以较慢速度浸润多层玻璃纤维织物27的中间层。 树脂在玻璃纤维织物27中的流动分为纤维束间流动和纤维束内流动。当在主梁模具21的水平状态下浸胶时，树脂重力作用于与水平面垂直的重力方向、而真空压力则作用于从树脂管至真空管的水平方向，因此重力与真空压力是分立的，上述分立使树脂受到多方向的作用力而向多个方向流动，而由于纤维在各方向的渗透率不同，造成树脂在各方向的流动速度不同，使部分方向纤维束间流动小于纤维束内流动，部分方向的纤维束间流动大于纤维束内流动。而当纤维束间流动速度大于纤维束内流动时，会产生浸胶不彻底或干纤维现象，而此种情况将造成的叶片主梁强度不够的缺陷。因此，对于叶片主梁模具21处于水平状态的情况下，可能导致因玻璃纤维织物出现浸胶不彻底或干纤维现象而出现的叶片主梁应力和强度无法达到制造要求，从而使得叶片主梁无法使用，只能报废。
发明内容
本发明的实施例提供一种叶片主梁的制作方法，解决了现有的叶片主梁制作方法容易出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维从而导致叶片应力和强度无法达到制造要求的问题。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下方法一种叶片主梁的制作方法，包括材料准备阶段、检查密封性阶段、浸胶阶段以及固化脱模阶段，其中，在检查密封性阶段与浸胶阶段之间，还包括增大主梁模具前缘侧与 后缘侧之间的高度差。优选的是，使树脂管位于真空管的下方，以使在所述浸胶阶段中，树脂从低处向高处流动。优选的是，所述主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差等于所述前缘侧与所述后缘侧之间的距离。优选的是，在支撑所述主梁模具的支架的底部设置有铰链；所述增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差的方法具体包括使所述主梁模具沿朝向所述前缘侧的方向或沿朝向所述后缘侧的方向绕所述铰链旋转。优选的是，在所述支架上设置有伸缩机构，所述伸缩机构用于带动所述支架绕所述铰链旋转。优选的是，在所述支架上设置有吊点，所述吊点由外部牵引机构吊动以带动所述支架绕所述铰链旋转。本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法中，通过在检查密封性阶段与浸胶阶段之间，执行增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差的处理，使重力与真空压力不再分立而是可以彼此作用，从而使树脂在纤维中的流动方向单一，这样更易控制树脂流动速度，以使纤维束间流动小于或等于纤维束内流动，由此避免了出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维的现象。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有叶片翼型剖面图；图2为现有VARTM工艺所使用设备的结构示意图；图3a为本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法中主梁模具以水平状态放置的示意图3b为本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法中主梁模具前缘侧与后缘侧高度差等于前缘侧与后缘侧之间距离的示意图；图4为本发明实施例提供的支撑主梁模具的支架的一种结构示意图；图5为本发明实施例提供的支撑主梁模具的支架的另一种结构示意图；图6为本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种叶片主梁的制作方法，如图3a、图3b及图6所示，包括如下步骤。101 :材料准备阶段；102 :检查密封性阶段；104 :浸胶阶段以及105 :固化脱模阶段，其中，在102 :检查密封性阶段与104 :浸胶阶段之间还包括步骤103 :增大主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差。下面对上述方法中各步骤进行详细描述。101、材料准备阶段设置主梁模具31处于水平状态，使放置在主梁模具31的材料不会从主梁模具31中脱落；向该主梁模具31的上表面涂脱模剂，并将剪裁好的玻璃纤维织物32铺放在主梁模具31中；之后铺放脱模膜和导流网33 ;最后排放树脂管34和真空管35，在上面铺放真空袋，并用胶粘带密封，从而用真空袋将主梁模具31、玻璃纤维织物32及脱模膜和导流网33等各种材料、树脂管34及真空管35整体密封。换言之，通过按照主梁的结构设计，逐层将玻璃纤维织物32及其他的灌注辅助材料水平铺放在主梁模具31内，由此完成制作主梁模具所需的材料的准备及其密封。其中，上述设置主梁模具31处于水平状态可采用如下方式①通过调整用于支撑该主梁模具31的支架36，使该支架36保持水平，以此来通过设置支架36使其水平，以使其支撑的主梁模具31也保持水平，由此设置主梁模具31处于水平状态；②使用水准仪等可测量被测体的点间高度差的仪器，测量主梁模具31上的被测点之间的高度的差值，结合上述差值以及主梁模具31本身的弧度，来计算并判断主梁模具31是否水平，由此调节并设置主梁模具31处于水平状态。102、检查密封性阶段开启与真空管35连接的真空泵，将空气从玻璃纤维织物32中抽出，检查主梁模具31、玻璃纤维织物32及脱模膜和导流网33等各种材料、树脂管34及真空管35整体的密封性。在该检查密封性阶段中，当开启真空泵抽真空后，在真空压力下上述各种材料与主梁模具31紧紧贴合成为一个整体。103、增大主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差。通过采用将主梁模具31倾斜、翻转等方式，主梁模具31前缘侧31a所在的水平面与后缘侧31b所在的水平面之间的距离差增大，由此实现主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差的增大。104、浸胶阶段在确认了上述整体密封性良好后，开启树脂管34的阀门，使树脂从树脂桶进入主梁模具31，以浸润玻璃纤维织物32。105、固化脱模阶段待玻璃纤维织物32的浸润完成后，开启主梁模具31的加热系统进行树脂的固化。本发明实施例提供的叶片主梁的制作方法中，通过在检查密封性阶段与浸胶阶段之间，执行增大主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差的处理，使重力与真空压力不再分立而是可以彼此作用，从而使树脂在纤维中的流动方向单一，这样更易控制树脂流动速度，以使纤维束间流动小于或等于纤维束内流动，由此避免出现玻璃纤维织物32浸胶不彻底或干纤维的现象。其中，图3b示出了树脂流动的一种具体方式，即当增大主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差时，使树脂管34位于真空管35的下方，以使在所述浸胶阶段中，树脂从低处向高处流动。如图3b所示，通过如上所述设置支架36使其可倾斜，以带动主梁模具31倾斜，并使该主梁模具31的树脂管34所在的前缘侧31a靠近地面或底座，以使树脂从低处向高处
流动。 在上述实施例中，通过使树脂从低处向高处流动，除了可使树脂的自身重力与真空压力彼此作用以外，还由于真空压力需要在克服重力的状态下使树脂流动，因此该树脂在玻璃纤维织物32中的流动变得缓慢，从而可使树脂对玻璃纤维织物32的浸润更充分。当然，树脂流动的方式并不限于图3b所示的从低处向高处流动，也可以采用其他流动方式，只要通过增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差，以使树脂重力与真空压力彼此作用，即可使树脂在纤维中的流动方向单一，更易控制树脂流动速度以使纤维束间流动小于纤维束内流动，由此避免出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维的现象。另外，图3b进一步示出了叶片主梁的制作使用的设备的一种具体放置方式，即主梁模具31前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差等于所述前缘侧31a与所述后缘侧31b之间的距离L。在图3b中，前缘侧31a与后缘侧31b之间的高度差等于前缘侧31a与后缘侧31b之间的距离L，即此时所述高度差达到最大。换言之，相对于主梁模具31此前水平放置的水平状态而言，此时主梁模具31处于立式放置的倾斜状态。树脂管34位于低处且真空管35位于高处，因此，当树脂从树脂管34流出后，会通过真空压力从低处向高处流动，即图中从下向上流动。在该流动过程中，由于树脂还受到与真空压力反向的重力作用，因此需要通过真空压力来克服重力，使树脂实现从下向上的流动，从而此时流动速度变得缓慢。由此，此时树脂重力与真空压力集中于图中的上下方向，即垂直于水平面的方向，重力与真空压力不再分立而是彼此作用的，使树脂在纤维中的流动方向为从下向上的单一方向，从而更易控制树脂流动速度以使纤维束间流动小于或等于纤维束内流动，因此可使树脂充分浸润玻璃纤维织物32，避免了玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维现象。在上述实施例中，可使树脂的全部重力与真空压力彼此作用，S卩使重力与真空压力作用于垂直于水平面的同一方向。因此，树脂在纤维中的流动方向为从下往上(前面已描述)的单一流动，这样更易控制树脂流动速度以使纤维束间流动小于纤维束内流动，由此避免出现玻璃纤维织物32浸胶不彻底或干纤维的现象。当然，主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差并不限于图3b所示的高度差(即主梁模具为垂直状态)，也可以是高度差小于前缘侧与后缘侧之间的距离，即主梁模具为倾斜状态，如上所述，只要通过增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差，以使树脂重力与真空压力彼此作用，即可使树脂在纤维中的流动方向单一，更易控制树脂流动速度以使纤维束间流动小于或等于纤维束内流动，由此避免出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维的现象。在上述实施例中，图4至5示出了本发明实施例提供的支架的具体结构，即在支撑所述主梁模具的支架的底部设置有铰链；所述增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差具体包括使所述主梁模具沿朝向所述前缘侧的方向或沿朝向所述后缘侧的方向绕所述铰链旋转。由于树脂管的高度需低于真空管，但树脂管和真空管的设置位置既可以是树脂管可在前缘侧，也可是树脂管在后缘侧。相应的，若树脂管在前缘侧，则真空管在后缘侧，为使树脂管低于真空管，则向前缘侧即树脂管所在方向倾斜或旋转；若树脂管在后缘侧，则真空管在前缘侧，为使树脂管低于真空管，则向后缘侧即树脂管所在方向倾斜或旋转。当然，增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差的方法并不限于图4及图5所示的铰链式，也可以是采用使主梁模具的支架伸缩来增大所述高度差等本领域技术人员所知的其它结构。
其中，图4示出了支撑主梁模具的支架的一种具体结构，即在所述支架42上设置有伸缩机构43，所述伸缩机构43用于带动所述支架42绕所述铰链44旋转。另外，图5示出了支撑主梁模具的支架的另一种具体结构，即在所述支架52上设置有吊点X及吊点Y，所述吊点X及吊点Y可由外部牵引机构吊动以带动所述支架52绕所述铰链53旋转。图4及图5所示的支架可通过伸缩机构或牵引机构等而绕铰链旋转，以此增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差。其中，图4所示的液压翻转系统43可以通过一个设置在支架42端部的控制面板来控制其翻转启动、停止、急停、反正方向。具体而言，支架42的一个底角通过铰链44安装在地面或底座上，使支架42可绕铰链44旋转；另外，在支架42上，每隔一定间距连接有液压翻转系统43的液压伸缩杆43a，通过液压伸缩杆43a的伸缩，可带动支架42绕铰链44旋转，从而支架42带着主梁模具41共同旋转，增大了主梁模具41前缘侧41a与后缘侧41b之间的高度差。另外，图5所示的支架52上设置了两个吊点X、Y，通过使用天车等外部牵引机构对上述吊点X、Y予以牵引，辅助支架52绕铰链53旋转，从而支架52带着主梁模具51共同旋转，增大了主梁模具51前缘侧51a与后缘侧51b之间的闻度差。当然，主梁模具支架的结构并不限于上述采用伸缩机构及牵引机构时的结构，其可以结合所采用的驱动方式(例如采用自身可移动的移动机构的带动来驱动支架等)设置成本领域技术人员所知的其它结构。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种叶片主梁的制作方法，包括材料准备阶段、检查密封性阶段、浸胶阶段以及固化脱模阶段，其特征在于， 在检查密封性阶段与浸胶阶段之间还包括增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，使树脂管位于真空管的下方，以使在所述浸胶阶段中，树脂从低处向高处流动。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差等于所述前缘侧与所述后缘侧之间的距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在支撑所述主梁模具的支架的底部设置有铰链； 所述增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差的方法具体包括 使所述主梁模具沿朝向所述前缘侧的方向或沿朝向所述后缘侧的方向绕所述铰链旋转。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 在所述支架上设置有伸缩机构，所述伸缩机构用于带动所述支架绕所述铰链旋转。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 在所述支架上设置有吊点，所述吊点由外部牵引机构吊动以带动所述支架绕所述铰链旋转。
全文摘要
本发明实施例提供了一种叶片主梁的制作方法，涉及风力发电机叶片制作技术领域，解决了现有的制作方法会出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维现象的问题。本发明实施例中，通过在检查密封性阶段与浸胶阶段之间，执行增大主梁模具前缘侧与后缘侧之间的高度差的处理，使重力与真空压力不再分立而是可以彼此作用，从而使树脂在纤维中的流动方向单一，这样更易控制树脂流动速度，以使树脂在纤维束间流动小于或等于在纤维束内流动，由此能避免出现玻璃纤维织物浸胶不彻底或干纤维的现象。
文档编号B29L31/08GK102825801SQ201210296059
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者李小明, 陈小海, 布瑞恩·格伦, 沃尔特·凯勒 申请人:北京金风科创风电设备有限公司