一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的方法及模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于非金屬復(fù)合材料加工成型技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的方法及模具。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電葉片按照部件的功能和特點一般分為殼體、大梁以及腹板，在傳統(tǒng)的兆瓦級風(fēng)電葉片制作時，一般是先預(yù)成型腹板以及葉片上殼體、葉片下殼體，在葉片下殼體或葉片上殼體的前緣和后緣預(yù)制了用于粘接合模的內(nèi)粘接法蘭，然后使用結(jié)構(gòu)膠分別將腹板、葉片上殼體及葉片下殼體粘接在一起，固化之后將葉片前后緣的毛邊清理干凈，然后在上下殼體粘接的前緣、后緣的粘接縫處分別進(jìn)行外補強，加固粘接效果。當(dāng)外補強的玻璃纖維布固化之后，再對葉片進(jìn)行進(jìn)一步的外形修正，以及噴漆，最終完成葉片的制造。
[0003]為了更好的獲取風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電機葉片需要滿足一定的氣動外形條件。采用現(xiàn)有工藝技術(shù)制造葉片時，因結(jié)構(gòu)要求，葉片合模后需要在葉片前后緣合?？p位置進(jìn)行外補強，風(fēng)電葉片制造過程中的外補強、翼型修正工序，是一個破壞翼型，然后再重新修正翼型的過程。補強時玻璃纖維鋪層破壞了并改變了葉片最初設(shè)計的氣動外形，當(dāng)外補強結(jié)束后，需要重新使用聚氨酯膩子等材料對葉片前后緣的翼型進(jìn)行修正至符合設(shè)計要求。在葉片外補強和翼型修正過程中涉及到多種材料的使用與固化，需要對葉片進(jìn)行反復(fù)加工以及等待固化，尤其是在冬季，外補強及修型固化問題對葉片整體生產(chǎn)進(jìn)度造成嚴(yán)重的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的方法及模具。
[0005]本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案:
一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的模具，所述的模具包括有葉片下殼體模具和葉片上殼體模具；所述的葉片下殼體模具包括有下殼體模具本體、后緣外補強法蘭模具、前緣內(nèi)粘接法蘭模具和前緣可拆卸模具；所述的下殼體模具本體具有與風(fēng)電葉片外壁面形狀一致的弧面；所述的前緣可拆卸模具設(shè)置在葉片下殼體模具的前緣部分，其內(nèi)壁面、外壁表面均為弧面，且前緣可拆卸模具的內(nèi)壁面具有向內(nèi)伸出的凸起;所述前緣可拆卸模具截面形狀為上大下小的楔形，便于使用過程中的拆卸和安裝；所述前緣可拆卸模具在葉片下殼體成型時與所述的下殼體模具本體共同形成葉片下殼體模具，在葉片下殼體成型后拆除并作為前緣外補強法蘭的粘接空間；所述的前緣內(nèi)粘接法蘭模具位于所述前緣可拆卸模具的上部，所述的前緣內(nèi)粘接法蘭模具具有與風(fēng)電葉片內(nèi)壁面相一致的弧面；所述后緣外補強法蘭模具設(shè)置在下殼體模具后緣邊緣部分的上部，所述后緣外補強法蘭模具具有與風(fēng)電葉片外壁面一致的弧面；
所述的葉片上殼體模具包括有上殼體模具本體、前緣外補強法蘭模具、后緣內(nèi)粘接法蘭模具和后緣可拆卸模具；所述的上殼體模具本體具有與風(fēng)電葉片外壁面形狀一致的弧面；所述的后緣可拆卸模具設(shè)置在上殼體模具本體的后緣部分，其內(nèi)壁面、外壁面均為弧面，且后緣可拆卸模具的內(nèi)壁面具有向內(nèi)伸出的凸起；所述后緣可拆卸模具截面形狀為上大下小的楔形，便于使用過程中的拆卸和安裝；所述后緣可拆卸模具在葉片上殼體成型時與所述的上殼體模具本體共同形成葉片上殼體模具，在葉片上殼體成型后拆除并作為后緣外補強法蘭的粘接空間；所述的后緣內(nèi)粘接法蘭模具位于所述后緣可拆卸模具的上部，所述的后緣內(nèi)粘接法蘭模具具有與風(fēng)電葉片內(nèi)壁面相一致的弧面；所述前緣外補強法蘭模具設(shè)置在上殼體模具前緣邊緣部分的上部，所述前緣外補強法蘭模具具有與風(fēng)電葉片外壁面一致的弧面。
[0006]利用上述風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的模具進(jìn)行風(fēng)電葉片制備的方法，所述的方法包括有葉片下殼體成型、葉片上殼體成型、葉片合模和葉片脫模，其具體步驟如下:
1)葉片下殼體成型:
a)首先在下殼體模具本體的前緣部分安裝前緣可拆卸模具，然后在由下殼體模具本體與前緣可拆卸模具所組成葉片下殼體模具上進(jìn)行下殼體的鋪層；鋪層時，先進(jìn)行后緣外補強法蘭的鋪層，并使后緣外補強法蘭鋪層的上部伸出下殼體模具本體；然后在下殼體模具本體上進(jìn)行葉片下殼體鋪層；葉片下殼體鋪層完成后，在葉片下殼體鋪層內(nèi)壁面的前緣部分進(jìn)行前緣內(nèi)粘接法蘭的鋪層；
b)在葉片下殼體模具的前緣部分、后緣部分分別放置前緣內(nèi)粘接法蘭模具、后緣外補強法蘭模具；并建立真空系統(tǒng)。
[0007]c)進(jìn)行葉片下殼體灌注固化成型、固化脫模后拆除前緣可拆卸模具，完成葉片下殼體的成型；
2)葉片上殼體成型:
a)首先在上殼體模具本體的后緣部分安裝后緣可拆卸模具，然后在由上殼體模具本體與后緣可拆卸模具所組成葉片上殼體模具上進(jìn)行上殼體的鋪層；鋪層時，先進(jìn)行前緣外補強法蘭的鋪層，并使前緣外補強法蘭鋪層的上部伸出上殼體模具本體；然后在上殼體模具本體上進(jìn)行葉片上殼體鋪層；葉片上殼體鋪層完成后，在葉片上殼體鋪層內(nèi)壁面的后緣部分進(jìn)行后緣內(nèi)粘接法蘭的鋪層；
b)在葉片上殼體模具的后緣部分、前緣部分分別放置后緣內(nèi)粘接法蘭模具、前緣外補強法蘭模具；
c)進(jìn)行葉片上殼體灌注固化成型、固化脫模后拆除后緣可拆卸模具，完成葉片上殼體的成型；
3)葉片合模:
在步驟1)中所成型的葉片下殼體上粘接腹板，并在腹板粘接法蘭、葉片下殼體的前緣內(nèi)粘接法蘭和后緣外補強法蘭上涂抹結(jié)構(gòu)膠，在步驟2)中成型的葉片上殼體的前緣外補強法蘭和后緣內(nèi)粘接法蘭上涂抹結(jié)構(gòu)膠，通過機械翻轉(zhuǎn)葉片上殼體模具，完成葉片上殼體與下殼體的粘接合模、固化；
4)葉片脫豐吳:
葉片固化之后，翻轉(zhuǎn)上殼體模具，并吊裝出葉片，將葉片邊緣的毛邊切除，即可得到已經(jīng)完成葉片合?？p外補強的葉片，進(jìn)行表面打磨和涂層的作業(yè)；無需再次對葉片的前后緣進(jìn)行補強以及補強后的翼型修正。
[0008]本發(fā)明提出的一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的方法及模具，在葉片成型階段就完成風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)所需的合?？p外補強，并使補強后的葉片獲得和設(shè)計完全一致的氣動外形，無需葉片脫模之后再進(jìn)行外補強以及翼型修正；避免了在原工藝條件下反復(fù)等待材料固化的問題，提高了葉片后處理效率與質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0009]圖1本發(fā)明中葉片下殼體成型示意圖。
[0010]圖2本發(fā)明中葉片上殼體成型示意圖。
[0011]圖3本發(fā)明葉片合模示意圖。
[0012]圖中:1、葉片下殼體模具，2、葉片下殼體，3、前緣內(nèi)粘接法蘭模具，4、前緣內(nèi)粘接法蘭，5、后緣外補強法蘭模具，6、后緣外補強法蘭，7、前緣可拆卸模具，8、葉片上殼體模具，
9、葉片上殼體，10、前緣外補強法蘭模具，11、前緣外補強法蘭，12、后緣內(nèi)粘接法蘭模具，13、后緣內(nèi)粘接法蘭，14、后緣可拆卸模具，15、腹板，16、脫模葉片，17、下殼體模具本體，18、上殼體模具本體。
【具體實施方式】
[0013]結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明加以說明:
如圖1所示，一種風(fēng)電葉片外補強和殼體一體成型的模具，所述的模具包括有葉片下殼體模具1和葉片上殼體模具8 ;所述的葉片下殼體模具1包括有下殼體模具本體17、后緣外補強法蘭模具5、前緣內(nèi)粘接法蘭模具3和前緣可拆卸模具7 ;所述的下殼體模具本體17具有與風(fēng)電葉片外壁形狀一致的弧面外形；所述的前緣可拆卸模具7設(shè)置在凹球面的前緣部分，其內(nèi)壁面、外壁面均為弧面且與葉片下殼體模具相吻合，與葉片接觸的表面略向葉片方向略微凸起，凸起尺寸由前緣外補強的厚度和擬定的粘接間隙決定；所述前緣可拆卸模具7截面形狀為上大下小的楔形，便于使用過程中的拆卸和安裝；所述前緣可拆卸模具7在葉片下殼體成型時與所述的下殼體模具本體17共同形成葉片下殼體模具1，在葉片下殼體成型后拆除并作為前緣外補強法蘭的粘接空間；所述的前緣內(nèi)粘接法蘭模具3位于所述前緣可拆卸模具11的上部，所述的前緣內(nèi)粘接法蘭模具3具有與風(fēng)電葉片內(nèi)壁面相一致的弧面外形；所述后緣外補強法蘭模具5設(shè)置在下殼體模具本體17后緣邊緣部分的上部；所述后緣外補強法蘭模具5具有與風(fēng)電葉片外壁相一致的弧面外形；
如圖2所示，所述的葉片上殼體模具8包括有上殼體模具本體18、前緣外補強法蘭模具
10、后緣內(nèi)粘接法蘭模具12和后緣可拆卸模具14;所述的上殼體模具本體18具有與風(fēng)電葉片外壁形狀一致的弧面外形，所述的后緣可拆卸模具14設(shè)置在凹球面的后緣部分，其內(nèi)壁面、外壁面均為弧面且與葉片上殼體模具相吻合，與葉片接觸的表面略向葉片方向凸起，凸起尺寸由后緣外補強的厚度和擬定的粘接間隙決定；