一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法
【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，主要涉及一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電葉片安裝在整機輪轂之上，在風(fēng)的作用下帶動發(fā)電機進行發(fā)電；目前大型的水平軸風(fēng)力發(fā)電機組按葉片的數(shù)量分為單葉片、雙葉片和三葉片等幾種類型，其中三葉片的風(fēng)能利用效率最高，目前風(fēng)電市場基本上都采用三葉片的風(fēng)力發(fā)電機組；由于葉片需要三只一起成套使用，為了保證風(fēng)電機組的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止主軸的額外磨損，需要對成套的三只葉片進行配重處理，使成套的三只葉片重量和力矩達到平衡。
[0003]由于兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機葉片采用的是手工制造，采用真空輔助灌注成型工藝進行生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中葉片的材料用量都會存在波動，進而導(dǎo)致每只葉片的重量、質(zhì)量分布情況都會存在不一樣的現(xiàn)象；而風(fēng)力發(fā)電機葉片較大，占用場地情況嚴重，無法待葉片批量生產(chǎn)后挑選質(zhì)量分布相近的進行配重工作，而一般是生產(chǎn)出來三只就開始配重，導(dǎo)致單只葉片配重較多。
[0004]葉片配重的部分是用額外的鐵塊、鋼珠、玻纖布、樹脂和膠黏劑等材料在葉片的特定位置粘接相應(yīng)重量的材材料，受使用環(huán)境條件制約，一般配重的單個重量不宜過大，配重塊需要可靠的粘接以防止在運轉(zhuǎn)過程受到離心力和循環(huán)載荷影響而導(dǎo)致的脫落，引起重大的質(zhì)量和安全事故；就目前現(xiàn)行的技術(shù)狀態(tài)總體而言，風(fēng)力發(fā)電機葉片配重是一個不可或缺的過程，配重的重量對葉片的強度沒有貢獻，相反還會帶來一些其他的質(zhì)量和運維風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前風(fēng)力發(fā)電機葉片成套配重的工藝現(xiàn)狀，葉片配重的材料不能對葉片的整體強度進行提高，反而會增加一些質(zhì)量和安全方面的風(fēng)險，本發(fā)明的目的是提出一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法，在葉片生產(chǎn)過程中對葉片質(zhì)量分布情況進行控制，使葉片生產(chǎn)出來可以不配重或者極少的配重就可以達到配套的目的；同時將配重的材料轉(zhuǎn)化成對葉片強度和強度有貢獻的補強層，減少現(xiàn)工藝中“集中配重”方式對葉片后期質(zhì)量和安全造成影響的風(fēng)險。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法，所述風(fēng)電葉片制備方法包括有葉片上殼體的制備、葉片下殼體的制備、前緣腹板的制備、后緣腹板的制備、大梁的制備以及葉片合模粘接成型；通過分別對葉片上殼體的制備、葉片下殼體的制備、前緣腹板的制備、后緣腹板的制備、大梁的制備及葉片合模粘接過程進行重量和質(zhì)量分布的控制，從而完成對風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的控制；
所述風(fēng)電葉片制備方法的具體步驟如下:
1)葉片模具的準備: 在模具鋼架與葉片上殼體模具之間、模具鋼架與葉片下殼體模具之間、模具鋼架與前緣腹板模具之間、模具鋼架與后緣腹板模具之間、模具鋼架與上殼體大梁模具之間、模具鋼架與下殼體大梁模具之間分別設(shè)置重量傳感器，所述的重量傳感器分布在模具與鋼架的支撐連接支點上，并通過線纜連接至計算機，利用計算機將實時的葉片殼體、大梁及腹板的重量信息進行收集，得出相應(yīng)的質(zhì)量分布情況；
2)腹板的生產(chǎn):
a、分別在前緣腹板模具和后緣腹板模具上布置腹板用結(jié)構(gòu)材料，然后建立真空系統(tǒng)；
b、使用樹脂分別對前緣腹板和后緣腹板進行真空輔助灌注，在灌注過程中根據(jù)設(shè)定的前緣腹板、后緣腹板的質(zhì)量分布情況和實際灌注過程中的實際質(zhì)量分布情況進行對比，實時控制腹板不同位置的樹脂注入量，達到控制腹板質(zhì)量分布的目的；
c、前緣腹板、后緣腹板固化后進行脫模以及相應(yīng)的處理，得到已知重量及重量分布的前緣腹板、后緣腹板；
3)大梁的制造
a、在大梁模具上進行大梁玻纖布的鋪層，并布置相應(yīng)的導(dǎo)流網(wǎng)、注膠管和抽氣管，建立真空系統(tǒng)；
b、分別對葉片上殼體大梁、葉片下殼體大梁進行真空輔助灌注，根據(jù)設(shè)定的葉片上殼體大梁、葉片下殼體大梁的質(zhì)量分布情況和實際灌注過程中的計算機反饋出來的大梁質(zhì)量分布情況進行對比，實時控制不同位置的樹脂注入量，使最終得到葉片上殼體大梁、葉片下殼體大梁的質(zhì)量分布與預(yù)設(shè)的情況一致；
4)葉片上殼體和葉片下殼體的生產(chǎn)
a、分布在葉片上殼體模具和下殼體模具上進行鋪層，然后在制品表面布置導(dǎo)流網(wǎng)，注膠管及抽氣管，建立真空系統(tǒng)；
b、分別對葉片上殼體和下殼體進行灌注，根據(jù)設(shè)定的葉片上殼體和下殼體的質(zhì)量分布情況和實際過程中計算機反饋出來實際的質(zhì)量分布情況進行對比，實時控制不同位置樹脂的注入量，使葉片上殼體、葉片下殼體的質(zhì)量分布與預(yù)設(shè)情況一致；
c、葉片上殼體、葉片下殼體灌注完成之后，計算機根據(jù)葉片上殼體、葉片下殼體、前緣腹板、后緣腹板以及大梁各自的質(zhì)量分布情況模擬出最終葉片的質(zhì)量分布狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)的情況和預(yù)定的葉片質(zhì)量分布情況對比，在葉片上殼體、葉片下殼體脫模之后在葉片的不同位置可進行額外的玻纖布補強，來調(diào)整整體的質(zhì)量分布情況；
5)葉片合模及脫模處理:
將步驟2)中所制備的前緣腹板、后緣腹板分別粘接在步驟4)中所制備的葉片下殼體上，并在其它粘接區(qū)域涂抹膠黏劑；翻轉(zhuǎn)葉片上殼體模具，完成葉片上下殼體的粘接；葉片脫模前，根據(jù)葉片最終在模具上顯示出來的質(zhì)量分布情況，確定葉片在打孔階段的根部端面切割量，從而得到預(yù)定質(zhì)量分布的葉片。
[0007]本發(fā)明提出的一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法，在生產(chǎn)過程中控制、調(diào)整真空輔助灌注成型葉片的樹脂分布情況，并在葉片上下殼體脫模之前模擬葉片最終的質(zhì)量分布情況，預(yù)先將單點配重材料轉(zhuǎn)化為葉片某一段位置的補強層，來完成預(yù)配重，使葉片的最終質(zhì)量分布能夠控制在一定的范圍之內(nèi)，避免或減少葉片后期的單點配重，減少單點配重的質(zhì)量和安全風(fēng)險。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明中腹板的成型示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明中葉片大梁的成型示意圖。
[0010]圖3為葉片成型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明灌注過程控制質(zhì)量分布的示意圖。
[0012]圖中:1、模具鋼架，2、剪板，3、模具連接支座，4、重量感應(yīng)器，5、前緣腹板模具，6、前緣腹板，7、后緣腹板模具，8、后緣腹板，9、連接系統(tǒng)，10、計算機，11、葉片下殼體大梁模具，12、葉片下殼體大梁，13、葉片上殼體大梁模具，14、葉片上殼體大梁，15、葉片下殼體模具，16、葉片下殼體，17、葉片上殼體模具，18、葉片上殼體，19、結(jié)構(gòu)膠，20、注膠管，21、制品，22、導(dǎo)流網(wǎng)，23、注膠口。
【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、2、3、4所示，一種控制風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的風(fēng)電葉片制備方法，所述風(fēng)電葉片制備方法包括有葉片上殼體的制備、葉片下殼體的制備、前緣腹板的制備、后緣腹板的制備、大梁的制備以及葉片合模粘接成型；通過分別對葉片上殼體的制備、葉片下殼體的制備、前緣腹板的制備、后緣腹板的制備以及大梁的制備及葉片合模粘接過程進行重量和質(zhì)量分布的控制，從而完成對風(fēng)電葉片質(zhì)量分布的控制；
所述風(fēng)電葉片制備方法的具體步驟如下:
1)葉片模具的準備:
在模具鋼架與葉片上殼體模具之間、模具鋼架與葉片下殼體模具之間、模具鋼架與前緣腹板模具之間、模具鋼架與后緣腹板模具之間、模具鋼架與上殼體大梁模具之間、模具鋼架與下殼體大梁模具之間分別設(shè)置重量傳感器，各個位置的重量感應(yīng)器4通過連接系統(tǒng)9相互關(guān)聯(lián)并與計算機10連接，使計算機10能夠?qū)崟r的測試出模具上制品的質(zhì)量及質(zhì)量分布情況，便于在成型過程中控制采用真空輔助灌注成型的制品的樹脂分布，來完對制品質(zhì)量分布的控制；
2)腹板的生產(chǎn):
a、分別在前緣腹板模具和后緣腹板模具上布置腹板用結(jié)構(gòu)材料，然后在制品表面21布置導(dǎo)流網(wǎng)22、注膠管20、注膠口 23以及真空抽氣系統(tǒng)，然后使用密封膠帶和真空袋膜密封建立真空系統(tǒng)，前緣腹板、后緣腹板的鋪層均采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的結(jié)構(gòu)，在此不作過多說明；使用真空栗對制品系統(tǒng)抽真空，使其達到真空負壓狀態(tài)；
b、在制品處于真空負壓