一種分段組合式風力發(fā)電機葉片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，包括葉尖段、葉根段，第一、二氣動外形組合板，衍架式鋼結構，第一、二鑲塊；葉尖段和葉根段的迎風面內(nèi)側固定有第一鑲塊，該第一鑲塊外露有粘接面，葉尖段和葉根段的背風面內(nèi)側固定有第二鑲塊，該第二鑲塊外露有粘接面，第一、二鑲塊的連接端面上設有第一螺栓孔，衍架式鋼結構的兩端法蘭面上設有第二螺栓孔，衍架式鋼結構與第一、二鑲塊通過雙頭螺栓連接，用自鎖螺母固定，葉尖段和葉根段通過衍架式鋼結構連為一整體，第一、二氣動外形組合板粘貼在相應粘接面上，葉尖段和葉根段的迎風面和背風面各設有防雷導線。本實用新型解決了兩段連接的可靠性及工程現(xiàn)場分段連接的方便性。
【專利說明】
一種分段組合式風力發(fā)電機葉片
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電機葉片的技術領域，尤其是指一種分段組合式風力發(fā)電機葉片。
【背景技術】
[0002]隨著市場的需求，目前風力機葉片長度在不斷增長，同時運輸費用以及運輸難度也在不斷增加，為了解決這些制約風力機長葉片發(fā)展的因素，各大葉片生成廠商都開始著手于分段式葉片技術的研發(fā)。圖13為某風力發(fā)電機葉片從靠近中部將葉片分成兩部份，目前有采用在葉片分段位置的兩個端面，分別預埋有鉆螺釘連接孔的金屬法蘭，通過螺釘將葉根部分和葉尖部分組合連接在一起的分段葉片。這種方式能滿足分段的兩部份連接在一起，但為了將兩段連接在一起后保證葉片氣動外形，對金屬法蘭的位置精度和平面度要求就相當高，同時葉片殼體為玻璃鋼材料，這種方式的金屬法蘭與玻璃鋼粘附性難以保證，同時葉片的運行環(huán)境相當復雜，一旦金屬法蘭與玻璃鋼出現(xiàn)剝離，將造成風力機運行隱患，后果無法估量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，能夠有效解決兩段連接的可靠性以及工程現(xiàn)場分段連接的方便性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術方案為:一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，包括葉尖段、葉根段、第一氣動外形組合板、第二氣動外形組合板、衍架式鋼結構、第一鑲塊、第二鑲塊、防雷導線，所述葉尖段和葉根段均內(nèi)置有腹板和主梁，并在靠近端面的位置制作有端面擋板，所述葉尖段和葉根段的迎風面內(nèi)側均貼合固定有第一鑲塊，該第一鑲塊的形狀大小與迎風面內(nèi)側相匹配，并外露有用于粘貼固定第一氣動外形組合板的粘接面，所述葉尖段和葉根段的背風面內(nèi)側均貼合固定有第二鑲塊，該第二鑲塊的形狀大小與背風面內(nèi)側相匹配，并外露有用于粘貼固定第二氣動外形組合板的粘接面，所述第一鑲塊和第二鑲塊連接于衍架式鋼結構的連接端面上鉆有多個第一螺栓孔，所述衍架式鋼結構的形狀大小與風力發(fā)電機葉片分段處的截面形狀大小相匹配，其兩端法蘭面上分布有與第一鑲塊和第二鑲塊上的第一螺栓孔一一對應的第二螺栓孔，所述葉尖段和葉根段上的第一鑲塊和第二鑲塊能組合形成為與衍架式鋼結構形狀大小相匹配的組合結構，且所述衍架式鋼結構與該組合結構通過雙頭螺栓連接，并用自鎖螺母鎖緊固定，所述葉尖段和葉根段通過衍架式鋼結構連接為一整體，且連接后，所述第一氣動外形組合板和第二氣動外形組合板分別粘貼固定在各自相應的粘接面上，進而將衍架式鋼結構、第一鑲塊、第二鑲塊遮擋住，所述第一氣動外形組合板和第二氣動外形組合板的形狀大小與各自粘接面相匹配;在所述葉尖段和葉根段的迎風面和背風面各設有一條防雷導線，且所述防雷導線穿過端面擋板并通過螺釘固定在衍架式鋼結構的端面法蘭上。
[0005]所述第一鑲塊、第二鑲塊為金屬件，其上設有凹槽和通孔結構，用于保證玻璃鋼與金屬件能很好的粘附在一起，以使玻璃鋼與金屬件能形成為一個整體。
[0006]所述腹板與第一鑲塊和第二鑲塊相搭接。
[0007]所述第一鑲塊、第二鑲塊為SKDll鋼鑄件。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0009]1、通過對葉片進行分段，降低了葉片運輸難度，大大的節(jié)約了運輸成本，特別是對于60米以上的長葉片優(yōu)勢尤為明顯。
[0010]2、葉尖段與葉根段之間采用衍架式鋼結構連接，能很好的保證分段位置葉片結構的穩(wěn)定性。
[0011]3、通過采用鑲嵌結構形式，同時在鑲塊上設計凹槽和通孔結構，保證了玻璃鋼與金屬件能很好的粘附在一起，使玻璃鋼與金屬結構形成一個整體；同時有利于真空灌注時導流，避免金屬件下面注膠不充分，引起發(fā)白，影響結構性能。
[0012]4、采用擠壓復位工裝、型面修補等工程手段保證了整個氣動外形與傳統(tǒng)方式制作的葉片一致。
【附圖說明】
[0013]圖1為葉片分段處的結構示意圖。
[0014]圖2為蒙皮接縫處夾有擠壓復位工裝的示意圖。
[0015]圖3為分段組合式風力發(fā)電機葉片的局部剖視圖。
[0016]圖4為圖3的A局部放大圖。
[0017]圖5為第二鑲塊的軸視圖。
[0018]圖6為第二鑲塊的側視圖。
[0019]圖7為第二鑲塊的俯視圖。
[0020]圖8為衍架式鋼結構的軸視圖。
[0021]圖9為鑲塊與定位凸臺的安裝示意圖。
[0022]圖10為擠壓復位工裝的軸視圖。
[0023]圖11為擠壓復位工裝的側視圖。
[0024]圖12為擠壓復位工裝的俯視圖。
[0025]圖13為【背景技術】中的某風力發(fā)電機葉片示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0027]如圖1至圖8所示，本實施例所述的分段組合式風力發(fā)電機葉片，包括葉尖段1、葉根段2、第一氣動外形組合板3、第二氣動外形組合板4、衍架式鋼結構5、第一鑲塊6、第二鑲塊7、防雷導線8，所述葉尖段I和葉根段2均內(nèi)置有腹板9和主梁10，并在距離端面10mm處制作有端面擋板11，所述葉尖段I和葉根段2的迎風面12內(nèi)側均貼合固定有第一鑲塊6，該第一鑲塊6的形狀大小與迎風面12內(nèi)側相匹配，并外露有10mm寬的粘接面13，用于粘貼固定第一氣動外形組合板3，所述葉尖段I和葉根段2的背風面14內(nèi)側均貼合固定有第二鑲塊7，該第二鑲塊7的形狀大小與背風面14內(nèi)側相匹配，并外露有10mm寬的粘接面15，用于粘貼固定第二氣動外形組合板4，所述第一鑲塊6和第二鑲塊7連接于衍架式鋼結構5的連接端面上沿其形狀軌跡方向鉆有多個第一螺栓孔19，所述衍架式鋼結構5的形狀大小與風力發(fā)電機葉片分段處的截面形狀大小相匹配，其兩端法蘭面上分布有與第一鑲塊6和第二鑲塊7上的第一螺栓孔一一對應的第二螺栓孔20，所述葉尖段I和葉根段2上的第一鑲塊6和第二鑲塊7能組合形成為與衍架式鋼結構5形狀大小相匹配的組合結構，且所述衍架式鋼結構5與該組合結構通過雙頭螺栓16連接，并用自鎖螺母鎖緊固定，所述葉尖段I和葉根段2通過衍架式鋼結構5連接為一整體，且連接后，所述第一氣動外形組合板3和第二氣動外形組合板4分別粘貼固定在各自相應的粘接面上，進而將衍架式鋼結構5、第一鑲塊6、第二鑲塊7遮擋住，所述第一氣動外形組合板3和第二氣動外形組合板4的形狀大小與各自粘接面相匹配;在所述葉尖段I和葉根段2的迎風面12和背風面14各設有一條防雷導線8，且所述防雷導線8穿過端面擋板11，并通過螺釘17固定在衍架式鋼結構5的端面法蘭上。
[0028]所述第一鑲塊6、第二鑲塊7為金屬件(具體為SKDll鋼鑄件)，其上設有凹槽21和通孔22結構，用于保證玻璃鋼與金屬件能很好的粘附在一起，以使玻璃鋼與金屬件能形成為一個整體。此外，為了保證鑲塊與主梁之間力的傳遞，將腹板9與第一鑲塊6和第二鑲塊7搭接300mm。
[0029]以下為本實施例上述分段組合式風力發(fā)電機葉片的具體制造過程，如下:
[0030]I)在制作分段組合式風力發(fā)電機葉片的模具上，按照分段位置尺寸將已制作好的定位凸臺安裝好，如圖9所示，除分段連接處的鋪層外，葉片殼體的鋪層方式按照傳統(tǒng)制作方式制作即可;在葉尖段I和葉根段2的迎風面12、背風面14各設有一條防雷導線8，分別連接在衍架式鋼結構5上，通過衍架式鋼結構5進行導通;第一鑲塊6、第二鑲塊7采用材質(zhì)為SKDl I鋼鑄件，只需將其連接端面和10mm寬的粘接面通過機加工保證尺寸后，按照裝配尺寸要求進行鉆孔攻牙即可，分段位置的殼體鋪層工藝流程為:外蒙皮—外增強層—放置鑲塊—放置主梁—內(nèi)增強層—內(nèi)蒙皮。
[0031]2)待葉尖段I的迎風面12內(nèi)側與第一鑲塊6、背風面14內(nèi)側與第二鑲塊7—體真空灌注固化完成，將已制作好的腹板9按照尺寸粘接固定在背風面14上，為了保證鑲塊與主梁之間力的傳遞，將腹板9與第一鑲塊6和第二鑲塊7搭接300mm，腹板9固定好后，迎風面12與背風面14合模粘接，葉尖段I固化脫模后，在有鑲塊的前、后緣區(qū)域附近再做額外的補強處理;為了防止雨水或雜物進入到葉片腔體內(nèi)，在距離端面10mm處制作端面擋板11，迎風面12與背風面14處的防雷導線8需穿出擋板，露出鑲塊貼合面100mm;然后再按照同樣的制作過程完成葉根段2的制作。
[0032]3)在生產(chǎn)制作現(xiàn)場進行試組合，將衍架式鋼結構5的端面法蘭501與葉根段2的第一鑲塊6、第二鑲塊7的貼合面對齊，如果貼合面有出現(xiàn)不平齊的缺陷，則需塞薄金屬墊片保證平齊;為了節(jié)省工程現(xiàn)場組裝時間，可以將衍架式鋼結構5與葉根段2連接一并發(fā)往工程現(xiàn)場;衍架式鋼結構5與葉根段2通過雙頭螺栓16連接，用自鎖螺母鎖緊固定，同時將葉根段2的防雷導線8通過螺釘17固定連接在衍架式鋼結構5的端面法蘭501上。
[0033]4)工程現(xiàn)場對接時，先將葉根段2與風力發(fā)電機的輪轂端對接組裝完成后，再進行葉尖段I與葉根段2組裝，組裝時，將葉尖段I的第一鑲塊6、第二鑲塊7的貼合面與衍架式鋼結構5的端面法蘭502貼合面對齊，如果貼合面有出現(xiàn)不平齊的缺陷，則同樣需塞薄金屬墊片保證平齊，之后再通過雙頭螺栓16和自鎖螺母鎖緊固定葉尖段I與衍架式鋼結構5即可，同時將葉尖段I的防雷導線8通過螺釘17固定連接在衍架式鋼結構5的端面法蘭502上。
[0034]5)檢查葉尖段1、衍架式鋼結構5、葉根段2三部分組合后是否與設計尺寸數(shù)據(jù)一致，沒有問題后，先用3層500mm寬的三軸布手糊，包裹衍架式鋼結構5、葉根段2和葉尖段I的粘接面，待固化后，再在葉根段2和葉尖段I的前、后緣以及粘接面處施10mm寬快速結構膠，將第一氣動外形組合板3和第二氣動外形組合板4貼緊粘接面。
[0035]6)在葉尖段I的接縫處及葉根段2的接縫處采用擠壓復位工裝18夾緊，使對接型面能夠很好的吻合，確保整個葉片的氣動外形型面與理論設計一致，待結構膠完全固化后再拆除擠壓復位工裝18。如圖10-圖12所示，所述擠壓復位工裝18包括有帶鋼架1801的第一壓緊板1802、第二壓緊板1803，所述第一壓緊板1802、第二壓緊板1803的壓緊面與各自相應的第一氣動外形組合板3、第二氣動外形組合板4的形狀大小相匹配，該第一壓緊板1802上的鋼架與第二壓緊板1803上的鋼架通過兩端擰緊螺栓1806連接，進而將第一壓緊板1802、第二壓緊板1803組合形成為形狀大小與葉片待夾緊部位相匹配的結構。其中，擠壓復位工裝制作和使用說明:第一壓緊板1802、第二壓緊板1803的壓緊面在葉片分段區(qū)域的陽模上翻制而成，在其背面手糊連接鋼板1804與鋼架1801焊接，再在兩端立柱端面焊上拉緊法蘭板1805;使用時，兩端先預擰緊螺栓1806，待壓緊面與氣動外形組合板型面貼合后，前、后緣兩端同時對螺栓1806進行擰緊，保證受力均勻，當對接型面吻合后，保證預緊力即可。
[0036]7)打磨掉接縫處的富余結構膠，在接縫處和前、后緣粘接處手糊6層寬400mm的三軸布進行補強，每層錯開50mm，再手糊表面氈，固化后對手糊層與原型面進行過渡打磨并拋光處理后，刷涂與原葉片色調(diào)一致的油漆，到這里整個分段組合式風力發(fā)電機葉片就制作完成，待整套葉片組裝完成后與輪轂一起吊裝掛機運行即可。
[0037]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，其特征在于:包括葉尖段、葉根段、第一氣動外形組合板、第二氣動外形組合板、衍架式鋼結構、第一鑲塊、第二鑲塊、防雷導線，所述葉尖段和葉根段均內(nèi)置有腹板和主梁，并在靠近端面的位置制作有端面擋板，所述葉尖段和葉根段的迎風面內(nèi)側均貼合固定有第一鑲塊，該第一鑲塊的形狀大小與迎風面內(nèi)側相匹配，并外露有用于粘貼固定第一氣動外形組合板的粘接面，所述葉尖段和葉根段的背風面內(nèi)側均貼合固定有第二鑲塊，該第二鑲塊的形狀大小與背風面內(nèi)側相匹配，并外露有用于粘貼固定第二氣動外形組合板的粘接面，所述第一鑲塊和第二鑲塊連接于衍架式鋼結構的連接端面上鉆有多個第一螺栓孔，所述衍架式鋼結構的形狀大小與風力發(fā)電機葉片分段處的截面形狀大小相匹配，其兩端法蘭面上分布有與第一鑲塊和第二鑲塊上的第一螺栓孔一一對應的第二螺栓孔，所述葉尖段和葉根段上的第一鑲塊和第二鑲塊能組合形成為與衍架式鋼結構形狀大小相匹配的組合結構，且所述衍架式鋼結構與該組合結構通過雙頭螺栓連接，并用自鎖螺母鎖緊固定，所述葉尖段和葉根段通過衍架式鋼結構連接為一整體，且連接后，所述第一氣動外形組合板和第二氣動外形組合板分別粘貼固定在各自相應的粘接面上，進而將衍架式鋼結構、第一鑲塊、第二鑲塊遮擋住，所述第一氣動外形組合板和第二氣動外形組合板的形狀大小與各自粘接面相匹配;在所述葉尖段和葉根段的迎風面和背風面各設有一條防雷導線，且所述防雷導線穿過端面擋板并通過螺釘固定在衍架式鋼結構的端面法蘭上。2.根據(jù)權利要求1所述的一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述第一鑲塊、第二鑲塊為金屬件，其上設有凹槽和通孔結構，用于保證玻璃鋼與金屬件能很好的粘附在一起，以使玻璃鋼與金屬件能形成為一個整體。3.根據(jù)權利要求1所述的一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述腹板與第一鑲塊和第二鑲塊相搭接。4.根據(jù)權利要求2所述的一種分段組合式風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述第一鑲塊、第二鑲塊為SKDl I鋼鑄件。
【文檔編號】F03D1/06GK205478092SQ201620045305
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月18日
【發(fā)明人】劉葉霖
【申請人】廣東明陽風電產(chǎn)業(yè)集團有限公司