本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及葉片模具及其陽模。

背景技術(shù)：

風(fēng)電葉片的生產(chǎn)制造離不開葉片模具，在葉片設(shè)計的初始階段，為了加快與整機(jī)的配套進(jìn)度，一旦載荷匹配通過，葉片廠就開始投入大量資金開發(fā)用于該葉片的陽模和陰模模具；而一旦模具開始生產(chǎn)制造完成后，葉片的外形已經(jīng)基本確定，即使后期發(fā)現(xiàn)葉片在設(shè)計中存在問題，也不能像機(jī)加工一樣通過修改設(shè)計來滿足匹配的要求，例如改變設(shè)計的外形。因此，一旦匹配通過開模后，改動外形的可能性很小，但這種做法存在一定的風(fēng)險，即在整機(jī)定型迭代計算過程中，風(fēng)場不同或模擬計算時風(fēng)文件的改變，可能會發(fā)生載荷變大、葉片凈空不足的問題，此時，單純的通過加強(qiáng)葉片的結(jié)構(gòu)可能滿足不了配套的需求。

考慮葉片須采用模具來生產(chǎn)制造的特殊性，在葉片外形已定的基礎(chǔ)上，如何設(shè)計一種葉片的模具的陽模及其修改方法、葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，在開發(fā)陰模之前，通過修改陽模改變?nèi)~片的預(yù)彎量，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種葉片模具的陽模及其修改方法、葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，在開發(fā)陰模之前，通過修改陽模的葉根部分改變?nèi)~片的預(yù)彎量，從而解決凈空不足的問題，大大減少前期葉片模具開發(fā)帶來的損失，同時節(jié)省葉片陰模重新生產(chǎn)所增加的成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種葉片模具的陽模修改方法，包括以下步驟：

11)將待修改的陽模沿弦向分開，形成葉根部分和主體部分；

12)將所述葉根部分在葉片正常發(fā)電狀態(tài)朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度；

13)將所述主體部分與旋轉(zhuǎn)后的所述葉根部分拼接，形成修改后的陽模。

本發(fā)明的陽模修改方法，在陽模開發(fā)過程中或者已經(jīng)開發(fā)完成但沒有開發(fā)陰模時，針對開發(fā)的陽模沿弦向進(jìn)行分段，以形成葉根部分和葉根以外的主體部分，然后對葉根部分進(jìn)行處理，使得葉根朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，再將葉根部分與主體部分拼接，形成整個陽模。在陽模修改后，由于葉根部分的旋轉(zhuǎn)，葉根部分與主體部分拼接而后所形成的陽模外形發(fā)生了變化，相應(yīng)地，葉片的預(yù)彎也就發(fā)生了變化，當(dāng)葉片預(yù)彎發(fā)生變化后，改變了葉尖至塔筒的距離，進(jìn)而解決了凈空不足的問題；并且，陽模修改后可以滿足使用需求，無需重新制造陽模，節(jié)約了成本；如果在陰模開發(fā)之前需要對葉片的預(yù)彎進(jìn)行調(diào)整，就可以采用本發(fā)明的陽模修改方法，此時還可以節(jié)約重新生產(chǎn)陰模所增加的成本，大大減少了葉片開發(fā)前期的損失。

可選地，在所述步驟11)和所述步驟13)之間還包括步驟14)：對所述葉根部分的葉根外圓進(jìn)行擴(kuò)徑或縮徑處理，使得所述葉根部分的葉根外圓過渡至預(yù)定值。

調(diào)整葉根部分所對應(yīng)葉根外圓的直徑，可以滿足與不同接口的整機(jī)進(jìn)行配套的需求，減少陽模重新投入帶來的成本增加；并且，在葉片與整機(jī)的配套計算中，當(dāng)整機(jī)的需求改變，如變槳軸承的螺栓校核不通過時，可能需要增加變槳軸承的直徑以增加螺栓的數(shù)目，此時只需改變?nèi)~根外圓的直徑即可實(shí)現(xiàn)與螺栓數(shù)目的匹配，使得螺栓通過校核，無需對整個陽模進(jìn)行重新設(shè)計。

可選地，所述步驟13)中，在拼接處進(jìn)行密封光順處理。

可選地，所述步驟12)中，所述預(yù)定角度為0.5度～3度。

可選地，所述葉根部分的長度小于待修改的所述陽?？傞L度的十分之一。

本發(fā)明還提供一種葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，包括以下步驟：

21)按照上述權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的陽模修改方法修改陽模；

22)按照修改后的所述陽模加工葉片生產(chǎn)所需的陰模。

本發(fā)明還提供一種葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，包括以下步驟：在葉片加工制造時，在葉根處預(yù)留預(yù)錐角，以使得葉片安裝后可朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)所述預(yù)錐角，進(jìn)而調(diào)整葉片的預(yù)彎。

本發(fā)明的葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，通過簡單的步驟實(shí)現(xiàn)了葉片預(yù)彎的調(diào)整，且成本較低，尤其是，采用修改陽模的方式還可以保證連接可靠性，不影響葉根受力，滿足凈空要求，解決載荷不足等問題。

本發(fā)明還提供一種葉片模具的陽模，包括沿弦向分開形成的葉根部分和主體部分，所述葉根部分可朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，并在旋轉(zhuǎn)后與所述主體部分拼接，形成完整的陽模。

本發(fā)明的陽模，可以沿弦向分成葉根部分和主體部分，進(jìn)而對葉根部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，再與主體部分拼接，調(diào)整葉片預(yù)彎，解決了凈空不足的問題，使用更為靈活；并且，降低了重新生產(chǎn)陽模的成本，還可以根據(jù)需要對陽模進(jìn)行調(diào)整，然后再生產(chǎn)匹配的陰模，避免陰模重新設(shè)計帶來的損失。

可選地，所述葉根部分的長度小于所述陽?？傞L度的十分之一。

可選地，所述葉根部分的葉根外圓可進(jìn)行擴(kuò)徑或縮徑處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供葉片模具的陽模修改前后所形成葉片的主視圖；

圖2為圖1所示調(diào)整后的葉片的俯視圖；

圖3為圖1所示葉片的葉根部分的局部放大示意圖；

圖4中，圖4a為葉片預(yù)彎調(diào)整前的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4b為葉片預(yù)彎調(diào)整前后的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為對本發(fā)明所提供葉片模具的陽模中葉根外圓調(diào)整前后所形成葉片在葉根部分的局部放大主視圖；

圖6為圖5所示葉片在葉根部分的局部放大俯視圖；

圖7為本發(fā)明所提供葉片模具的陽模修改方法在一種實(shí)施方式中的流程示意圖。

圖1-7中：

葉根區(qū)域1、主體區(qū)域2、槳距軸3。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的目的是提供一種葉片模具的陽模及其修改方法、葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，在開發(fā)陰模之前，通過修改陽模的葉根部分改變?nèi)~片的預(yù)彎量，從而解決凈空不足的問題，大大減少前期葉片模具開發(fā)帶來的損失，同時節(jié)省葉片陰模重新生產(chǎn)所增加的成本。

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行具體介紹，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員準(zhǔn)確理解本發(fā)明的技術(shù)方案。

本文的方位以風(fēng)電機(jī)組為參照，以風(fēng)電機(jī)組的塔筒延伸方向?yàn)榇瓜颍诖怪狈较蛏?，指向地面或者海平面的方向?yàn)橄?，與下相反的方向?yàn)樯?；在垂直于塔筒的水平面?nèi)，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動至最下方時，處于風(fēng)機(jī)塔筒的正前方，即以葉片處于最下方時由塔筒指向葉片的方向?yàn)榍?，與前相反的方向?yàn)楹蟆?/p>

當(dāng)葉片安裝到塔架上之后，不受力處于靜止?fàn)顟B(tài)時，葉尖處于塔筒的前方，若葉尖至塔筒的前后距離為A1，認(rèn)證規(guī)范要求，葉片變形后，在前后方向上，葉尖距離塔筒的最小距離不能小于A1的30％，也就是說，允許葉片的最大變形量為A1的70％，如果變形量超出了A1的70％，則認(rèn)為凈空不足。如果凈空不足，就需要調(diào)整葉片的氣動外形或結(jié)構(gòu)或增大葉片預(yù)彎量，解決凈空不足的問題。

誠如背景技術(shù)所述，在葉片設(shè)計之初，為了加快與整機(jī)的配套進(jìn)度，一旦載荷匹配通過就開始投入葉片陽模的開發(fā)，如果存在凈空不足等問題，就需要對葉片進(jìn)行調(diào)整。

通常，葉片采用模具加工，葉片模具包括陽模和陰模，陽模和陰模相互配合，其中，陽模為凸結(jié)構(gòu)，陰模為凹結(jié)構(gòu)，兩者相互配合形成整個葉片模具，然后通過真空灌注形成葉片。在模具開發(fā)時，首先進(jìn)行陽模的開發(fā)，然后開發(fā)與陽模匹配的陰模，那么，在開發(fā)陰模之前，不管是陽模處于開發(fā)過程中還是已經(jīng)開發(fā)完成，均可以通過修改陽模的方式調(diào)整葉片，例如葉片預(yù)彎，以節(jié)約成本。

因此，本發(fā)明提供了一種葉片模具中的陽模，該陽模包括兩個部分，具體可以沿弦向?qū)㈥柲７珠_，以形成葉根部分和主體部分，所謂葉根部分是指以由葉根朝向葉尖的方向延伸一定較小距離形成的一小段區(qū)域，該區(qū)域與葉片的葉根區(qū)域1相對應(yīng)，故稱為葉根部分；相應(yīng)的，主體部分是指陽模中除去葉根部分以外的其他部分，與葉片中除去葉根區(qū)域1以外的主體區(qū)域2。此時，可以對葉根部分進(jìn)行處理，使得葉根部分朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，進(jìn)而改變槳距軸3的位置，使得槳距軸3朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向偏離一定距離；然后，再將旋轉(zhuǎn)后的葉根部分與主體部分進(jìn)行拼接順滑過渡，形成完整的陽模，拼接后，葉尖所在的主體部分就會朝向遠(yuǎn)離或靠近塔筒的方向偏離移動角度，通過該陽模加工形成的葉片就具有與葉根部分旋轉(zhuǎn)前的陽模不一樣的預(yù)彎量。

也就是說，本發(fā)明的陽模是通過已有的陽模修改加工而成的，這種結(jié)構(gòu)形式的陽模具有與原有的陽模不一樣的結(jié)構(gòu)，可以對葉片的預(yù)彎量進(jìn)行調(diào)整，以解決凈空不足等問題。

其中，所述弦向是指葉片的弦線延伸方向，沿弦向分開是指沿葉片的弦線延伸方向分開，也等同于沿葉片的寬度方向分開。

以下結(jié)合圖1-圖4，對本發(fā)明的陽模進(jìn)行詳細(xì)說明。

當(dāng)陽模的葉根部分朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度時，對應(yīng)地，葉片與葉根相對應(yīng)的部分也就朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，該預(yù)定角度可以處于0.5度～3度之間。

為便于說明，圖1-圖4所示的實(shí)施例以葉根部分朝向靠近塔筒的方向旋轉(zhuǎn)1度為例進(jìn)行說明，此時，所形成葉片的葉根區(qū)域1就朝向靠近塔筒的方向旋轉(zhuǎn)1度，而由于葉片本身具有一定的預(yù)彎量，將葉根部分與主體部分拼接后，所形成完整陽模的葉尖部分就會朝向遠(yuǎn)離塔筒的方向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而增加葉片的預(yù)彎量，以解決凈空不足的問題。

以葉片的長度為54000mm、槳距軸3至葉尖的距離為2700mm為例，當(dāng)葉片所采用的陽模以葉根部分朝向靠近塔筒的方向轉(zhuǎn)動1度時，即按照圖1-圖4所示方向逆時針轉(zhuǎn)動1度，槳距軸3對應(yīng)地朝向靠近塔筒的方向移動至與葉尖距離3642mm的位置處，即槳距軸3朝向靠近塔筒的方向移動了942mm，那么，由于陽模的主體部分不變，當(dāng)與葉根部分拼接后，由于陽模本身存在預(yù)彎，當(dāng)葉根部分靠近塔筒移動時，葉尖部分必然朝向遠(yuǎn)離塔筒的方向移動，進(jìn)而增加了葉片的預(yù)彎量，以解決凈空不足的問題，詳見圖1和圖2。

其中，葉根部分的區(qū)域不能過大或過小，過大容易影響葉根部分旋轉(zhuǎn)后與主體部分的拼接，本申請中，葉根部分小于整個陽?？傞L度的十分之一。此時，葉根部分明顯區(qū)分于主體部分，且在旋轉(zhuǎn)后能夠較好地實(shí)現(xiàn)與主體部分的拼接。葉根部分也不易過小，否則無法對槳距軸3進(jìn)行有效調(diào)整，無法解決凈空不足的問題，實(shí)際上也不能包括葉根的大部分結(jié)構(gòu)。

結(jié)合圖3和圖4可知，本申請中，雖然葉根部分僅旋轉(zhuǎn)了1度，但由于葉根的長度較長，且葉尖與葉根處于長度方向的兩端，當(dāng)葉根部分轉(zhuǎn)動1度時，相應(yīng)地，葉尖部分就存在較大的偏轉(zhuǎn)角度，相對塔筒具有較大的位移量，可以有效解決凈空不足的問題。

如圖4a所示，采用現(xiàn)有的陽模生產(chǎn)出的葉片安裝在塔筒上時，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動至最下方時，處于塔筒的正前方，葉尖在塔筒在前后方向上存在一個距離L1，如果此時的距離L1不能滿足葉片的使用需求，導(dǎo)致葉片存在凈空不足的問題，則需要按照圖1-圖3所示的實(shí)施例調(diào)整預(yù)彎量，將葉根部分朝向靠近塔筒的方向轉(zhuǎn)動；也就是說，需要按照圖4b中順時針方向旋轉(zhuǎn)葉根部分，以使得槳距軸3靠近塔筒，當(dāng)拼接主體部分后，葉尖部分即朝向遠(yuǎn)離塔筒的方向移動，此時，葉尖與塔筒在前后方向的距離為L2，L2要大于L1，進(jìn)而解決凈空不足的問題，如圖4b所示。

雖然圖1-圖4中以葉根部分朝向靠近塔筒的方向旋轉(zhuǎn)為例，但是，當(dāng)需要減小葉片的預(yù)彎量時，也可以使得葉根部分朝向遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)，其與圖1-圖4的區(qū)別可以僅在于旋轉(zhuǎn)方向不同。

在上述基礎(chǔ)上，如圖5和圖6所示，當(dāng)葉根部分與主體部分分開后，還可以對葉根部分的葉根外圓進(jìn)行擴(kuò)徑或縮徑處理，以滿足載荷增大引起的問題。

具體而言，在進(jìn)行配套計算時，如果整機(jī)的需求改變，如變槳軸承螺栓校核不通過時，可能需要增加變槳軸承的直徑，以增加安裝所需螺栓的數(shù)目，進(jìn)而降低單個螺栓所承受的載荷；當(dāng)變槳軸承的直徑增加時，為安裝更多數(shù)目的螺栓，就需要對應(yīng)地重新設(shè)計葉根部分的葉根外圓。因此，如圖5和圖6所示，具體可以對葉根部分的葉根進(jìn)行擴(kuò)徑處理，進(jìn)而增加葉根外圓，以使得葉根能夠安裝更多的螺栓，滿足承載需求。結(jié)合圖5和圖6可知，由于葉根部分包含葉根以及由葉根朝向主體部分延伸的一段區(qū)域，而只有葉根才成圓形設(shè)置，故對應(yīng)的調(diào)整葉根外圓，而不是整個葉根部分的外圓，即圖5和圖6中均呈圓柱狀設(shè)置的部分，對應(yīng)圖5和圖6中的左側(cè)一段區(qū)域。

以54m長的葉片為例，可以在距離葉根7000mm處將陽模分開，形成葉根部分和主體部分，然后將葉根部分的葉根外圓由2400mm過渡至2600mm；過渡完成后，再將葉根部分與主體部分拼接并進(jìn)行密封光順處理，形成修改后的陽模，再進(jìn)一步根據(jù)該修改后的陽模加工陰模，用于葉片的生產(chǎn)制造。

同理，當(dāng)需要減少螺栓的數(shù)目時，也可以對葉根部分的葉根外圓進(jìn)行縮徑處理，以滿足配套需求。

以下結(jié)合圖7，對本發(fā)明所提供葉片模具的陽模修改方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖7所示，本發(fā)明的葉片模具的陽模修改方法包括以下步驟：

S1：將待修改的陽模沿弦向分開，此時分出兩個部分，分別為葉根部分和主體部分，葉根部分與葉片的葉根區(qū)域1相對應(yīng)，主體部分與葉片除去葉根區(qū)域1的主體區(qū)域2相對應(yīng)，如圖1和圖2所示；

S2：將葉根部分朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，圖1和圖2中以葉根部分朝向靠近塔筒的方向旋轉(zhuǎn)為例，即在圖1和圖2中逆時針旋轉(zhuǎn)；

S3：根據(jù)需要對葉根部分的葉根外圓進(jìn)行擴(kuò)徑或縮徑處理，以使得葉根外圓過渡至預(yù)定值，如圖5和圖6所示；

S4：將主體部分與旋轉(zhuǎn)后的葉根部分拼接；

S5：對拼接處進(jìn)行密封光順處理，以提高拼接的順滑度，使得陽模表面光滑連接，形成修改后的陽模。

在步驟S1中，葉根部分與主體部分的長度差異較大，葉根部分的長度小于待修改的陽?？傞L度的十分之一。

在步驟S2中，預(yù)定角度可以為0.5度～3度，具體可以根據(jù)整機(jī)配套需求進(jìn)行合理選擇。

在步驟S3中，進(jìn)而擴(kuò)徑或縮徑處理時，要盡可能地實(shí)現(xiàn)葉根外圓的平滑過渡，尤其是葉根部分中葉根與其相鄰部分的過渡連接，避免出現(xiàn)突變，提高葉片外部輪廓的線形流暢度，進(jìn)而減小由于外形過渡不光順引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中。

步驟S3的設(shè)置是為了調(diào)整葉根外圓，如果整機(jī)配套過程中無需調(diào)整葉根外圓即可實(shí)現(xiàn)可靠的承載，則可以省去步驟S3；并且，步驟S3和步驟S2的順序不限，可以進(jìn)行互換，也可以同時執(zhí)行，本實(shí)施例僅以其中一種順序執(zhí)行的方式為例進(jìn)行說明。

本發(fā)明的陽模修改方法與葉片模具的陽模、以及采用該陽模所生產(chǎn)出的葉片是相對對應(yīng)的，不詳之處均可以參照上文中關(guān)于陽模以及葉片的描述。

本發(fā)明還提供的一種葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，按照上述陽模修改方法修改陽模，然后按照修改后的陽模加工葉片生產(chǎn)所需的陰模，此時，采用這種陽模和陰模生產(chǎn)出的葉片即具有與采用原陽模生產(chǎn)出的葉片不同的預(yù)彎量，實(shí)現(xiàn)了對預(yù)彎量的控制。

基于同樣的原理，本發(fā)明還提供了另外一種葉片預(yù)彎的調(diào)整方法，在葉片加工制造時，在葉根處預(yù)留預(yù)錐角，以使得葉片安裝后可朝向靠近或遠(yuǎn)離塔筒的方向旋轉(zhuǎn)所述預(yù)錐角，進(jìn)而調(diào)整葉片的預(yù)彎。

所述預(yù)錐角是指，常規(guī)葉片葉根的端面為平面，該平面構(gòu)成葉根與塔筒的連接端面，如圖1-圖6中葉片的左側(cè)端面；而當(dāng)預(yù)留預(yù)錐角時，相當(dāng)于以一個斜面對葉根的端面進(jìn)行切割，以使得葉根的端面由圓形變?yōu)闄E圓形，此時就具有一個預(yù)錐角。

采用預(yù)留預(yù)錐角的方式可以改變?nèi)~片預(yù)彎，節(jié)約成本，提高效率，且不用在模具上進(jìn)行大的改變。

需要說明的是，雖然圖1-圖6中對葉片的尺寸進(jìn)行了標(biāo)注，但僅用于說明陽模修改對最終形成葉片的影響，不表示對本發(fā)明陽模及其修改方法的限制；本發(fā)明僅對葉片及其生產(chǎn)所需的陽模進(jìn)行了說明，其他部分可以參照現(xiàn)有技術(shù)。

以上對本發(fā)明所提供葉片模具的陽模、陽模修改方法以及葉片預(yù)彎的調(diào)整方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。