剪切肋陽模製作方法、剪切肋陽模、陰模及葉片的製作方法
2023-10-05 22:27:09
專利名稱：剪切肋陽模製作方法、剪切肋陽模、陰模及葉片的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種用於風機葉片的剪切肋陽模製作方 法。本發明還涉及一種由上述剪切肋陽模製造方法製成的剪切肋陽模、一種由上述剪切肋 陽模翻轉而成的剪切肋陰模及一種剪切肋由上述剪切肋陰模製成的葉片。
背景技術：
風力機是一種將風能轉化為機械能的新能源動力機械，風力機是利用風力帶動葉 片旋轉、再通過增速機將旋轉的速度提升來促使發電機發電。風力機的大型化是目前世界上風能利用中的一種趨勢，許多國家如德國、丹麥、美 國和瑞典正在致力於這方面的研究。葉片是風力機的核心部件之一，隨著風力發電機單機 容量的逐漸增加，葉片的長度也越來越長，相應的葉片製作工藝也越來越複雜。請參看圖1，圖1為一種常見葉片的結構示意圖。如圖1所示，葉片包括葉片殼體1』、剪切肋3』及主梁帽2』，其中葉片殼體1』包括 氣動面殼體1-1』和工作面殼體1-2』。剪切肋3』和主梁帽2』共同組成葉片的主梁結構，是 葉片結構中的主要承力部件。剪切肋3』在葉片中起著傳遞剪力的作用，是葉片的重要部件 之一。葉片殼體1』由葉片模具製成；剪切肋3』與主梁帽2』均採用預成型的方式製作成為 成品件，主梁帽2』是在葉片殼體1』製作時，置入葉片模具，成型後成為葉片殼體1』的一部 分。剪切肋模具即剪切肋陰模，通常由剪切肋陽模翻制而成，因此，剪切肋陽模的尺寸 是否準確直接關係到剪切肋模具的精確度。目前，通常先採用泡沫根據設計的剪切肋外形 尺寸進行修型，得到剪切肋陽模初形，為了使剪切肋陽模具有一定的強度，以便後續的陰模 翻制，因此需在泡沫表面用樹脂糊制兩層纖維增強布，待樹脂固化後，便得到增強後的剪切 肋陽模初形，再將剪切肋陽模初形置入葉片殼體1』中進行壓型，以得到較為接近真實的尺 寸。現有技術中，剪切肋陽模通常採用以下方法進行製作先在葉片模具中製作出葉片殼體 1，，然後在葉片殼體1，上剪切肋3，粘接處塗敷膩子，如圖2所示，膩子形成粘接劑層4』，再 將預先做好的剪切肋陽模初形置入葉片殼體1』固定住，在所述剪切肋陽模初形上塗敷膩子 形成粘接劑層4』，再進行葉片合模，即可完成壓型，從而確定剪切肋陽模的外形尺寸，即可 得到尺寸準確的剪切肋陽模。這種剪切肋陽模製作方法，進行剪切肋陽模初形壓型的前提條件是先製成葉片殼 體，在生產周期上，葉片殼體的製作時間較長，需要花較長的時間製作完葉片殼體後才可以 進行剪切肋陽模初形壓型，生產周期較長；在成本上，製造葉片殼體需要原材料較多，造成 原材料的浪費，導致生產成本較高。
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種剪切肋陽模製作方法，該剪切肋陽模製造方法不 需製造葉片殼體，生產周期短、所需原材料少。本發明的第二個目的是提供一種由上述剪切
3肋陽模製作方法製成的剪切肋陽模，本發明的第三個目的是提供一種由上述剪切肋陽模翻 制而成的剪切肋陰模，本發明的第四個目的是提供一種剪切肋由上述剪切肋陰模製成的葉 片。為了實現上述目的，本發明提供了一種剪切肋陽模製作方法，包括步驟A，在葉片模具的氣動面模具的剪切肋粘接處、工作面模具的剪切肋粘接處分 別鋪設與葉片殼體厚度相等的第一葉片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層；步驟B，在所述第一葉片殼體模擬層或所述第二葉片殼體模擬層的上表面粘接固 定剪切肋陽模初形；步驟C，所述氣動面模具、所述工作面模具二者中的一個固定，另一個翻轉，對所述 剪切肋陽模初形進行合模壓型。優選的，在所述第一葉片殼體模擬層或第二葉片殼體模擬層的上表面鋪設與膠粘 劑層厚度相當的膠粘劑模擬層；所述剪切肋陽模初形粘接固定在所述膠粘劑模擬層的上表優選的，所述第一葉片殼體模擬層為未浸潤樹脂的幹纖維布層。優選的，所述步驟A之後、步驟B之前還包括，對所述第一葉片殼體模擬層進行真 空袋壓處理。優選的，所述第二葉片殼體模擬層為未浸潤樹脂的幹纖維布層。優選的，所述步驟A之後、步驟B之前還包括，對所述第二葉片殼體模擬層進行真 空袋壓處理。優選的，所述膠粘劑模擬層為真空橡膠板。優選的，所述膠粘劑模擬層與所述剪切肋陽模初形之間還設有脫模蠟層。本發明提供的剪切肋陽模製造方法，在葉片模具的氣動面模具的剪切肋粘接處、 工作面模具的剪切肋粘接處分別鋪設第一葉片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層，第一葉 片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層的厚度與葉片殼體的厚度相當，在所述第一葉片殼體 模擬層、第二葉片殼體模擬層的上表面粘接固定預製好的剪切肋陽模初形；將所述工作面 模具或所述氣動面模具固定，翻轉所述氣動面模具或所述工作面模具，對所述剪切肋陽模 初形進行合模壓型。本發明提供的剪切肋陽模製造方法，在葉片模具上鋪設第一葉片殼體模擬層、第 二葉片殼體模擬層，採用第一葉片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層模擬葉片殼體的厚度， 免去了葉片殼體製作工序，縮短了生產周期，同時節約了生產材料。為了實現上述第二個目的，本發明還提供了一種剪切肋陽模，該剪切肋陽模由上 述的剪切肋陽模製作方法製成，由於上述剪切肋陽模製作方法具有上述技術效果，由該剪 切肋陽模製作方法製成的剪切肋陽模也應具有相應的技術效果。為了實現上述第三個目的，本發明還提供了一種剪切肋陰模，該剪切肋陰模由上 述剪切肋陽模翻制而成，由於上述剪切肋陽模具有上述技術效果，由該剪切肋陽模翻制的 剪切肋陰模也應具有相應的技術效果。為了實現上述第四個目的，本發明還提供了一種葉片，該葉片的剪切肋由上述剪 切肋陰模製成，由於上述剪切肋陰模具有上述技術效果，剪切肋由上述剪切肋陰模製成的 葉片也應具有相應的技術效果。
圖1為一種常見葉片的結構示意圖；圖2為剪切肋陽模初形與葉片殼體粘接的結構示意圖；圖3為本發明所提供的剪切肋陽模製造方法的一種具體實施方式
的流程框圖；圖4為在葉片模具上鋪設葉片殼體模擬層的結構示意圖；圖5為粘接剪切肋陽模初形的結構示意圖；圖6為翻轉葉片模具的結構示意圖；圖7為合模壓型的結構示意圖；其中，圖1-圖7中葉片殼體1』、氣動面殼體1-1』、工作面殼體1-2』、主梁帽2』、剪切肋3』、粘接劑層 4，；葉片模具1、氣動面模具1-1、工作面模具1-2、第一葉片殼體模擬層2-1、第二葉片 殼體模擬層2-2、剪切肋陽模初形3、粘接劑模擬層4、第一真空袋5-1、第二真空袋5-2、第一 密封膠條6-1、第二密封膠條6-2、第一螺旋管7-1、第二螺旋管7-2、第三真空袋8。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步的詳細說明。請參看圖3，圖3為本發明所提供的剪切肋陽模製造方法的一種具體實施方式
的 流程框圖。如圖3所示，本發明提供的剪切肋陽模製造方法可包括以下步驟。步驟101，鋪設葉片殼體模擬層。在葉片模具1的工作面模具1-2的剪切肋粘接處 鋪設與葉片殼體厚度相等的第一葉片殼體模擬層2-1，在葉片模具1的氣動面模具1-1的剪 切肋粘接處鋪設與葉片殼體厚度相等的第二葉片殼體模擬層2-2，這裡的相等是指大體上 的相等，在合理的範圍內可以略有偏差。如圖4所示，在氣動面模具1-1的剪切肋粘接處鋪設第一葉片殼體模擬層2-1。剪 切肋粘接處是剪切肋與葉片殼體粘膠的部位，將第一葉片殼體模擬層2-1設置在氣動面模 具1-1的主梁帽處，第一葉片殼體模擬層2-1的寬度可以與主梁帽的寬度相當，由於沒有葉 片殼體，僅有葉片模具，第一葉片殼體模擬層2-1的厚度根據葉片殼體的厚度決定。在一種具體的實施方式中，第一葉片殼體模擬層2-1可以為未浸潤樹脂的幹纖維 布層，更具體的，纖維布層可採用玻璃纖維布鋪設。由於玻璃纖維布層浸潤樹脂前後可能存 在厚度差異，因此，需先通過試驗確定玻璃纖維布浸樹脂前後的厚度變化情況。試驗結果表 明，幹玻璃纖維布層的厚度大體為浸潤樹脂玻璃纖維布層的97%，因此採用幹玻璃纖維布 需要增厚布層，以避免剪切肋陽模尺寸變大。如若需要鋪設的第一葉片殼體模擬層2-1的 厚度為45mm，若鋪設45mm厚的幹玻璃纖維布層，則浸潤樹脂後鋪設的厚度會相差約2mm，為 了保證剪切肋陽模的精度，對鋪設厚度進行校正，在原鋪層上增加2張玻璃纖維布，每張玻 璃纖維布的厚度約0. 97mm。優選的方案中，為了使固化第一葉片殼體模擬層2-1有效的固定在葉片模具1上，對第一葉片殼體模擬層2-1進行真空袋壓處理。如圖4所示，在第一葉片殼體模擬層2-1 的兩側外一定距離處分別粘貼第一密封膠條6-1，並在第一密封膠條6-1與第一葉片殼體 模擬層2-1之間鋪設一圈第一螺旋管7-1，在第一螺旋管7-1上設置抽氣口，鋪設第一真空 袋5-1，第一真空袋5-1與第一密封膠條6-1粘合，通過所述抽氣口進行抽真空，真空表讀數 達到-90KPa即可。通過對第一葉片殼體模擬層2-1的真空袋壓處理，可以將纖維布壓實並 與葉片模具固定牢固。第二葉片殼體模擬層2-2的鋪設如圖6所示，在葉片模具的工作面模具1-2上鋪 設第二葉片殼體模擬層2-2，第二葉片殼體模擬層2-2也可通過第二密封膠條6-2、第二真 空袋5-2、第二螺旋管7-2進行真空袋壓處理，其具體實施過程與上述實施例類似，在此不 再做詳細介紹。步驟102，鋪設粘接劑模擬層。在第一葉片殼體模擬層2-1或第二葉片殼體模擬層 2-2的上表面鋪設與膠粘劑厚度相當的膠粘劑模擬層4。為了使得合模壓型後的剪切肋陽 模的尺寸精確，需要在剪切肋陽模初形3與第一葉片殼體模擬層2-1之間鋪設粘接劑模擬 層4以模擬粘接劑層的厚度，可以鋪設厚度與粘接劑層厚度相當的真空橡膠。剪切肋與葉 片殼體通過膠粘劑粘合在一起，如膩子等，剪切肋與葉片殼體之間形成膠粘劑層，如圖5所
7J\ ο可以理解，也可以在第二葉片殼體模擬層2-2與剪切肋陽模初形之間鋪設粘接劑 模擬層，均應在本發明的保護範圍內。步驟103，固定剪切肋陽模初形3。在第一葉片殼體模擬層2-1或第二葉片殼體模 擬層2-2的上表面粘接固定預先製成的剪切肋陽模初形3。如圖5所示，在第一葉片殼體模 擬層2-1的上表面塗敷具有一定厚度的膩子，再粘接真空橡膠板形成粘接劑模擬層4，以模 擬粘接劑層的厚度，真空橡膠板粘好後，再在其上塗敷一定厚度的膩子，然後將剪切肋陽模 初形3通過膩子固定在粘接劑模擬層4的上表面，待膩子固化後，剪切肋陽模初形3完成固 定。優選方案中，可以在真空橡膠板上塗抹一層脫模蠟，合模壓型完畢後，較方便地將 剪切肋陽模與真空橡膠板分離。步驟104，進行合模壓型。所述氣動面模具1-1、所述工作面模具1-2 二者中的一 個固定，另一個翻轉，對剪切肋陽模初形3進行合模壓型。如圖6所示，將氣動面模具1-1固定，將工作面模具1-2進行翻轉，翻轉方向如圖6 中箭頭所指方向，將第二葉片殼體模擬層2-2與剪切肋陽模初形3的上表面對齊，如圖7所 示，優選的方案中，為了使剪切肋陽模壓型後達到較好的隨形性，可以在第二葉片殼體模擬 層2-2的上表面塗抹具有一定厚度的膩子；更優的方案中，可以在第二葉片殼體模擬層2-2 與剪切肋陽模初形3之間鋪設第三真空袋8，由於第三真空袋8的隔離作用，葉片模具1在 壓型後第二葉片殼體模擬層2-2與剪切肋陽模初形3能夠達到輕鬆脫模的效果。上述實施例是將氣動面模具1-1固定、工作面模具1-2翻轉，可以理解，將工作面 模具1-2固定，翻轉氣動面模具1-1也應在本發明的保護範圍內。本發明提供的剪切肋陽模製造方法，在葉片模具1上鋪設第一葉片殼體模擬層 2-1、第二葉片殼體模擬層2-2，採用第一葉片殼體模擬層2-1、第二葉片殼體模擬層2-2模 擬葉片殼體的厚度，免去了葉片殼體製作工序，縮短了生產周期，同時節約了生產材料。
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本發明還提供了一種剪切肋陽模，該剪切肋陽模由上述的剪切肋陽模製作方法制 成，由於上述剪切肋陽模製作方法具有上述技術效果，由該剪切肋陽模製作方法製成的剪 切肋陽模也應具有相應的技術效果，在此不再做詳細介紹。本發明還提供了一種剪切肋陰模，該剪切肋陰模由上述剪切肋陽模翻制而成，由 於上述剪切肋陽模具有上述技術效果，由該剪切肋陽模翻制的剪切肋陰模也應具有相應的 技術效果，在此不再做詳細介紹。本發明還提供了一種葉片，該葉片的剪切肋由上述剪切肋陰模製成，由於上述剪 切肋陰模具有上述技術效果，剪切肋由上述剪切肋陰模製成的葉片也應具有相應的技術效 果，在此不再做詳細介紹。以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，由於文字表達的有限性，而 在客觀上存在無限的具體結構，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原 理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種剪切肋陽模製作方法，其特徵在於，包括步驟A，在葉片模具的氣動面模具的剪切肋粘接處、工作面模具的剪切肋粘接處分別鋪設與葉片殼體厚度相等的第一葉片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層；步驟B，在所述第一葉片殼體模擬層或所述第二葉片殼體模擬層的上表面粘接固定剪切肋陽模初形；步驟C，所述氣動面模具、所述工作面模具二者中的一個固定，另一個翻轉，對所述剪切肋陽模初形進行合模壓型。
2.根據權利要求1所述的剪切肋陽模製作方法，其特徵在於，在所述第一葉片殼體模 擬層或第二葉片殼體模擬層的上表面鋪設與膠粘劑層厚度相當的膠粘劑模擬層；所述剪切 肋陽模初形粘接固定在所述膠粘劑模擬層的上表面。
3.根據權利要求1或2所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述第一葉片殼體模 擬層為未浸潤樹脂的幹纖維布層。
4.根據權利要求3所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述步驟A之後、步驟B 之前還包括，對所述第一葉片殼體模擬層進行真空袋壓處理。
5.根據權利要求1或2所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述第二葉片殼體模 擬層為未浸潤樹脂的幹纖維布層。
6.根據權利要求5所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述步驟A之後、步驟B 之前還包括，對所述第二葉片殼體模擬層進行真空袋壓處理。
7.根據權利要求1所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述膠粘劑模擬層為真 空橡膠板。
8.根據權利要求1所述的剪切肋陽模製造方法，其特徵在於，所述膠粘劑模擬層與所 述剪切肋陽模初形之間還設有脫模蠟層。
9.一種剪切肋陽模，其特徵在於，該剪切肋陽模由權利要求1-8任一項所述的剪切肋 陽模製作方法製成。
10.一種剪切肋陰模，其特徵在於，該剪切肋陰模由權利要求9所述的剪切肋陽模翻制 而成。
11.一種葉片，包括葉片殼體、主梁帽及剪切肋，其特徵在於，所述剪切肋由權利要求 10所述的剪切肋陰模製成。
全文摘要
本發明涉及風力發電技術領域，公開了一種剪切肋陽模製作方法。該剪切肋陽模製作方法包括在葉片模具的氣動面模具的剪切肋粘接處、工作面模具的剪切肋粘接處分別鋪設與葉片殼體厚度相等的第一葉片殼體模擬層、第二葉片殼體模擬層；在所述第一葉片殼體模擬層或所述第二葉片殼體模擬層的上表面粘接固定剪切肋陽模初形；所述氣動面模具、所述工作面模具二者中的一個固定，另一個翻轉，對所述剪切肋陽模初形進行合模壓型。本發明還公開了一種由上述剪切肋陽模製造方法製成的剪切肋陽模、一種由上述剪切肋陽模翻制而成的剪切肋陰模及葉片。
文檔編號B29C33/38GK101934564SQ20101028497
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者劉蘭, 周緒昌 申請人:三一電氣有限責任公司