KD170:风力发电机叶片一次成型制备--《科技创新与品牌》2012年06期
KD170:风力发电机叶片一次成型制备
【摘要】：正目前国内外生产大中型风机叶片都采用分步制备、粘结成型工艺,即先分别制作叶片的上、下外壳和芯梁后,再粘成一体。这种工艺存在三个方面的不足。首先,由于粘接剂的强度比复合材料上下壳的强度低,粘结起来的叶片强度就远不
【关键词】：
【分类号】：TM315【正文快照】：
目前国内外生产大中型风机叶片都采用分步制备、枯结成型工艺，即先分别制作叶片的上、下外壳和芯梁后，再粘成一体。这种工艺存在三个方面的不足。首先，由于粘接剂的强度比复合材料上下壳的强度低，粘结起来的叶片强度就远不如整体一次成型叶片(不使用任何粘接剂连接)的强
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京公网安备74号风电叶片磨削加工中磨削力及表面成形过程研究--《河北工业大学》2014年硕士论文
风电叶片磨削加工中磨削力及表面成形过程研究
【摘要】：随着风电产业的发展，风力发电机组容量逐渐增加，风电叶片体积也在不断增大。在大型风电叶片的生产过程中通常需要经过两道对叶片表层的打磨工序。传统的生产现场需要多名工人使用气动打磨机手工打磨，加工效率低下的同时工作现场产生大量的粉尘对环境造成污染，危害着工人的健康。因此，研究磨削加工机理，寻找一种最优的加工方式进行磨削加工，可以降低工人劳动强度，减轻现场恶劣的工作环境。
论文首先介绍了磨削加工机理研究的理论现状，对磨削加工中的各项参数进行了分析。选定从单颗磨粒对聚氨酯底漆的磨削加工分析入手，把工件分解成弹性和塑性两个变形区，建立了单颗磨粒切削的力学模型。然后使用有限元软件建立了单颗磨粒切除工件的材料去除模型，通过数值模拟对比了不同磨粒形态、磨削速度和磨削深度等情况下磨粒的受力和工件材料的变形情况以及内部温度场状态。
然后分析了砂盘表面参与磨削加工磨粒的划分情况，应用建立的单颗磨粒磨削加工模型的受力分析，考虑到磨粒与结合剂之间的作用建立了加工过程中的磨粒退让模型和磨粒脱落模型。考虑模型中工件材料去除过程的理想化，建立了工件表面粗糙度补偿模型。根据砂盘表面磨粒的划分情况，结合产生滑擦力和切削力的磨粒，建立了砂盘整体磨削力的表达式。
最后针对砂盘加工过程中工件表面粗糙度的形成过程进行了研究。通过高斯粗糙表面模拟了砂盘表面磨粒的分布，与实际测量参数进行对比，验证了模拟的可行性。应用生成的砂盘表面对工件材料进行了理想状态下的磨削加工试验。对磨削加工过程中材料表面的粗糙度随加工次数的变化情况进行了分析。对砂盘表面形貌生成过程使用Matlab编程并设计了用户图形界面，为进一步完善磨削模型打下基础。
【关键词】：
【学位授予单位】：河北工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TG580.6【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-20 1.1 引言10-12
1.1.1 课题研究的背景10
1.1.2 课题研究的目的及意义10-12 1.2 磨削加工材料去除模型研究概况12-13
1.2.1 基于 Preston 方程的材料去除模型12
1.2.2 基于 Archard 磨损理论的模型12-13
1.2.3 基于单颗磨粒切削及概率分布的材料去除模型13 1.3 风电叶片防护涂层简介13-15 1.4 国内外磨削仿真加工研究概况15-18
1.4.1 磨削过程中的几何建模15-16
1.4.2 磨削过程中的物理建模16-17
1.4.3 磨削过程中的数值模拟17-18 1.5 本课题主要研究内容与难点18-20第二章 磨削加工参数和磨削过程20-32 2.1 引言20 2.2 磨粒切削刃的形状和分布20-24
2.2.1 磨粒切削刃的形状20-22
2.2.2 磨粒切削刃的分布22-24 2.3 磨削加工材料去除过程24-26 2.4 磨削过程的几何参数26-31
2.4.1 接触弧长和磨削厚度26-27
2.4.2 磨粒的磨屑厚度27-30
2.4.3 砂轮的当量直径30-31
2.4.4 磨削比31 2.5 本章小结31-32第三章 单颗磨粒磨削力分析及数值仿真32-50 3.1 引言32 3.2 单颗磨粒切削物理模型32-34 3.3 单颗磨粒切削力学模型34-37 3.4 单颗磨粒磨削的数值模拟37-48
3.4.1 Deform 简介37-38
3.4.2 模拟过程38-41
3.4.3 模拟结果分析41-48 3.5 本章小节48-50第四章 结合单颗磨粒的总体磨削力模型50-60 4.1 引言50 4.2 磨削区域内动态磨粒的概率统计模型50-51 4.3 磨粒磨削过程中的退让模型51-53 4.4 磨粒脱落临界深度的模型53-54 4.5 考虑塑性变形的粗糙表面的修正模型54-57 4.6 磨削力分解模型57-59
4.6.1 总滑擦力模型57-58
4.6.2 总切削力模型58
4.6.3 总磨削力模型58-59 4.7 本章小结59-60第五章 加工材料表面成形过程模拟60-76 5.1 引言60 5.2 砂盘表面模拟的基本理论及建模60-65
5.2.1 模拟的目标和过程60-61
5.2.2 建立砂盘表面61-65 5.3 粗糙表面加工过程及结果分析65-72
5.3.1 砂盘加工过程描述65-68
5.3.2 对加工表面粗糙度的分析68-72 5.4 GUI 界面设计72-74
5.4.1 GUI 简介72
5.5.2 模拟系统界面设计72-74 5.5 本章小结74-76第六章 总结76-78 6.1 总结76-77 6.2 展望77-78参考文献78-82攻读学位期间所取得的相关科研成果82-84致谢84
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风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法。该装置包括一腹板定位装置和一主模模具，所述腹板定位装置包括一横梁，所述横梁的尾端与所述主模模具固接，所述横梁的首端设有一横向定位机构，用于横向定位一腹板。该方法主要包括：在腹板芯材外包裹蒙皮纤维布，并缝制好，然后配送到主模模具上方；铺设叶片壳体结构层；将连续毡放置在主梁中心；将腹板放置到连续毡上；铺设导流网；将腹板上法兰模具放置到腹板的上边缘；覆上真空袋膜，将腹板与叶片壳体结构层形成一密封型腔；进行真空灌注。本发明的装置及方法使用方便、操作简单、省时省力，可大大提高工作效率，降低叶片制造周期，有效减少叶片制造过程中的浪费，显著降低成本。
【专利说明】 风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明特别涉及一种风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法。
【背景技术】
[0002]风能作为一种可持续、无污染的能源以被广泛利用。风力发电设备是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动设备。利用风力带动风车的叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。
[0003]如图1所示，叶片通常包括了背风面11和迎风面12。为了提高两者连接的强度，背风面11和迎风面12内部通过若干组腹板组进行支撑加固。每组腹板组包括了一前缘腹板13和后缘腹板14，该前缘腹板13和后缘腹板14相互平行，在其之间横设有一撑夹15以对前缘腹板13和后缘腹板14进行一横向支撑。
[0004]传统的叶片制造方法中前缘腹板13、后缘腹板14以及撑夹15为各自独立制造。按照尺寸要求在前缘腹板13和后缘腹板14的中间固定撑夹15后，用环氧胶黏剂粘贴牢固，固化后前缘腹板13、后缘腹板14以及撑夹15连接成一体。然后，用桁车吊往背风面I的胶接面的上方，利用刮板在胶接面的施胶区域刮胶，施胶完成后把前缘腹板13和后缘腹板14放置在对应的施胶区域上。再合模施加压力使腹板下方的环氧胶黏剂挤出，用刮板收胶使迎风面胶接良好。
[0005]这种工艺流程在生产过程较多占用人工时间，在合模后不能同时进行下一步工序，占用模具周期较长，叶片制造周期也较长，而且所用胶黏剂用量较多，存在较多浪费现象，大大增加了叶片的制造成本。且在黏连腹板组时难以确保腹板与施胶表面的垂直度。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的生产过程较多占用人工时间，模具周期较长，胶黏剂用量较多存在较多浪费现象，导致叶片制造成本较大，且腹板的垂直度难以保证的缺陷，提供一种风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法。
[0007]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0008]一种风力发电叶片腹板一体灌注成型装置，其特点在于，其包括一腹板定位装置和一主模模具，所述腹板定位装置包括一横梁，所述横梁的尾端与所述主模模具固接，所述横梁的首端设有一横向定位机构，用于横向定位一腹板。
[0009]较佳地，所述横向定位机构包括两根竖直定位杆，所述两根竖直定位杆相互平行设置，并与所述横梁的另一端连接。
[0010]较佳地，所述两根竖直定位杆上分别穿设两根相对设置的螺杆，所述两根螺杆的外侧端均设有一把手，用于将所述两根螺杆旋紧靠拢，或者旋松分离。
[0011]较佳地，所述两根螺杆的内侧端均设有一垫片，用于压紧所述腹板。
[0012]一种采用上述风力发电叶片腹板一体灌注成型装置的方法，其特点在于，该方法包括如下步骤:
[0013]S1:在腹板芯材外包裹蒙皮纤维布，并缝制好，然后配送到主模模具上方；
[0014]S2:铺设叶片壳体结构层，包括上下蒙皮纤维布、叶片壳体芯材和主梁；
[0015]S3:将连续毡放置在主梁中心；
[0016]S4:将包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材放置到连续毡上；
[0017]S5:铺设导流网；
[0018]S6:将腹板上法兰模具放置到包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的上边缘；
[0019]S7:覆上真空袋膜，将包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材与叶片壳体结构层形成一密封型腔；
[0020]S8:进行真空灌注。
[0021]较佳地，在步骤S5中，铺设的导流网分为前缘导流网和后缘导流网，前缘导流网距离包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的上边缘10厘米，后缘导流网距离包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的下边缘20厘米。
[0022]较佳地，在步骤S8后，在腹板的顶部涂覆粘连剂，将两片叶片壳体合模。
[0023]本发明的积极进步效果在于:本发明的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置及方法具有使用方便、操作简单、省时省力等特点，可以大大提高工作效率，降低叶片制造周期，有效减少叶片制造过程中的浪费现象，显著降低成本，在叶片行业起到积极作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为现有技术中叶片的横截面结构示意图。
[0025]图2为本发明较佳实施例的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
[0027]如图2所示，本发明的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置包括一腹板定位装置2和一主模模具3。腹板定位装置2包括一横梁21，横梁21的一端与主模模具3固接。具体地，横梁21的一端连接一段竖直的固定部22，该固定部22的边缘设有一环形凸缘23，该凸缘23与主模模具3 —端的底座31通过螺钉固接。横梁21的另一端设有一横向定位机构4,用于横向定位一腹板5。
[0028]横向定位机构4包括两根竖直定位杆41，两根竖直定位杆41相互平行设置，并与横梁21的另一端连接。
[0029]两根竖直定位杆41上分别穿设两根相对设置的螺杆42,两根螺杆42与两根竖直定位杆41通过螺纹连接。两根螺杆42的外侧端均设有一把手43，用于将两根螺杆42旋紧靠拢，或者旋松分离。这样通过旋转两个把手43使得两根螺杆42相互靠拢，就能将腹板5压紧，从而实现对腹板5的横向定位。
[0030]为了达到更好的定位效果，还可以在两根螺杆42的内侧端均设置一垫片44，用于压紧腹板5，同时也能使腹板5保持更好的垂直度。
[0031]当然，本领域技术人员应当理解，上述使用螺杆42来实现对腹板5的横向定位只是一种举例，还可以采用其他结构来实现同样的功能。例如，通过气缸作用，或者通过弹簧作用，来实现对腹板的压紧定位。
[0032]本发明还提供一采用上述风力发电叶片腹板一体灌注成型装置的方法，该方法包括如下步骤:
[0033]S1:在腹板芯材51外包裹蒙皮纤维布52，并缝制好，然后配送到主模模具3上方；
[0034]S2:铺设叶片壳体6结构层,包括上下蒙皮纤维布61、叶片壳体芯材62和主梁63 ；
[0035]S3:将连续毡7放置在主梁63中心；
[0036]S4:将包裹着蒙皮纤维布52的腹板芯材51放置到连续毡7上；
[0037]S5:铺设导流网8 ;铺设的导流网8分为前缘导流网81和后缘导流网82，前缘导流网81距离包裹着蒙皮纤维布52的腹板芯材51的上边缘10厘米，后缘导流网82距离包裹着蒙皮纤维布52的腹板芯材51的下边缘20厘米；
[0038]S6:将腹板上法兰模具9放置到包裹着蒙皮纤维布52的腹板芯材51的上边缘；
[0039]S7:覆上真空袋膜10，将包裹着蒙皮纤维布52的腹板芯材51与叶片壳体6结构层形成一密封型腔；
[0040]S8:进行真空灌注；在腹板的顶部涂覆粘连剂，将两片叶片壳体合模。
[0041]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种风力发电叶片腹板一体灌注成型装置，其特征在于，其包括一腹板定位装置和一主模模具，所述腹板定位装置包括一横梁，所述横梁的尾端与所述主模模具固接，所述横梁的首端设有一横向定位机构，用于横向定位一腹板。
2.如权利要求1所述的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置，其特征在于，所述横向定位机构包括两根竖直定位杆，所述两根竖直定位杆相互平行设置，并与所述横梁的首端连接。
3.如权利要求2所述的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置，其特征在于，所述两根竖直定位杆上分别穿设两根相对设置的螺杆，所述两根螺杆的外侧端均设有一把手，用于将所述两根螺杆旋紧靠拢，或者旋松分离。
4.如权利要求3所述的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置，其特征在于，所述两根螺杆的内侧端均设有一垫片，用于压紧所述腹板。
5.一种采用权利要求1的风力发电叶片腹板一体灌注成型装置的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤:
S1:在腹板芯材外包裹蒙皮纤维布，并缝制好，然后配送到主模模具上方；
52:铺设叶片壳体结构层，包括上下蒙皮纤维布、叶片壳体芯材和主梁；
53:将连续毡放置在主梁中心；
54:将包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材放置到连续毡上；
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56:将腹板上法兰模具放置到包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的上边缘；
57:覆上真空袋膜，将包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材与叶片壳体结构层形成一密封型腔；
58:进行真空灌注。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，铺设的导流网分为前缘导流网和后缘导流网，前缘导流网距离包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的上边缘10厘米，后缘导流网距离包裹着蒙皮纤维布的腹板芯材的下边缘20厘米。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S8后，在腹板的顶部涂覆粘连剂，将两片叶片壳体合模。
【文档编号】B29C70/34GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】徐文军
申请人:上海艾郎风电科技发展有限公司本文主要介绍了以真空辅助成型工艺生产风力叶片的工艺流程。其生产流程包括三部分..
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洛阳理工学院毕业论文 风电叶片成型工艺
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