一种风电叶片及其制作工艺制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种风电叶片及其制作工艺，以解决现有技术中金属连接筒体增大了叶片重量,叶形骨架制作增加加工工序的问题。其步骤如下：法兰的固定、预埋件上下加强层的铺设、螺栓套和光套的设置、扳手空间块的设置、楔形条和梁帽的搭接、连接定位销拼接分段壳体、分段叶片连接得到完整叶片。本发明专利技术使分段叶片的连接结构更加紧凑，且简化了机械加工工序，梁帽与楔形条铺层一体化设计，降低两者的铺层厚度，保障叶片刚度光顺过渡，提高分段连接处复合材料的疲劳强度，降低叶片重量，单向纤维复合材料铺层弦向拼接，和在层间增加复合材料铺层，保证吸注均匀渗透，增加分段处扭转刚度，有效保障叶片分段连接处局部载荷的顺利传递。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风电叶片制作领域，涉及一种风电叶片及其制作工艺。
技术介绍
在我国，风力机大型化发展趋势已经确立。随着叶片长度的不断增加，叶片运输困难、道路交通管制以及运输成本增加等问题很快凸现，一方面，出于安全考虑，世界各国铁路、公路管理部门对运载货物的长度、高度等都有一定的限制，如：风力发电机组的叶片长度在几十米或更长，这些都属于超限范围；另一方面，我国风电场分布非常广泛，很多地方偏远、交通不便，建造风电场时大型叶片运输成本非常高昂，有些地区甚至根本无法送达。大叶片运输问题将成为我国风能发展的一个棘手问题，叶片分段设计、制造将为解决此问题有极其重要的作用，而分段叶片顺利制造和装配最为关键。现有技术中的金属连接筒体增大了叶片的重量,而叶形骨架的制作增加了加工工序。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种风电叶片及其制作工艺，以解决现有技术中金属连接筒体增大了叶片重量,叶形骨架制作增加加工工序的问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种风电叶片，包括至少两段叶片段，叶片段包括叶根段和叶尖段，各叶片段之间设置连接装置连接成一个叶片整体，在分段连接处铺设预埋件下加强层，加强层由至少3层单轴向布层间加铺至少2层三轴向布组成，单轴向布弦向对接，三轴向布弦向搭接，分段连接处铺设尾缘加强布；在预埋件下加强层上设置预埋件，预埋件包括连接装置、PVC楔形条和梁帽，连接装置至少设置2组，相邻两组连接装置中的螺栓套和光套正反向设置，光套结构与螺栓套相同，但内部无螺纹，两端开口，光套尾端设置扳手空间，螺栓套和扳手空间尾端设置PVC楔形条，PVC楔形条上搭接梁帽；连接装置上设置预埋件上加强层，加强层由至少3层单轴向布层间加铺至少2层双轴向布组成，单轴向布弦向对接，双轴向布弦向搭接；连接装置通过螺栓总成连接叶根段和叶尖段，螺栓总成一端与螺栓套连接，另一端穿过光套用螺母固定。优选的，尾缘加强布近似三角形。可以保证尾缘侧分段连接处的强度，并起到调整合模间隙的作用。优选的，螺栓套和光套间的间隙设置玻璃钢楔形条填充。填充螺栓套和光套间的间隙，使铺层和预埋件接触面平整顺滑，防止出现台阶或褶皱。优选的，PVC楔形条和梁帽的搭接面设置加强层。加强楔形条和梁帽间的粘接效果，防止出现局部位置黏结物质堆积或出现气泡空腔，影响叶片质量。优选的，分段叶片的叶根段和叶尖段的连接处设置薄片法兰。使分段叶片分段处紧密结合，减少缝隙。6、一种风电叶片的制作工艺，包括如下步骤：步骤一：分段定位法兰固定：将分段叶片吸力面翼型定位法兰和分段叶片压力面翼型定位法兰分别固定在分段叶片定位法兰固定装置上。保证分段法兰安装的重复性和一致性。步骤二：预埋件之下加强层制作：在叶片壳体的分段连接处铺设预埋件下加强层，所述加强层由至少3层单轴向布层间加铺至少2层三轴向布组成，所述单轴向布弦向对接，三轴向布弦向搭接，尾缘铺设近似三角形加强布。采用三轴向布可以保证吸注时树脂的均匀渗透，同时能够增加叶片弦向强度；尾端三角加强布的使用时为了保证尾缘侧分段连接处强度，并起到调节合模间隙的作用。步骤三：预埋件安装：在步骤二的预埋件下加强层上设置至少两组预埋件，相邻两组正反向设置，所述预埋件包括螺栓套和光套，分段叶片叶根段和叶尖段的螺栓套和光套配套安装；光套尾端设置扳手空间块，扳手空间块内预埋与定位螺杆螺纹配合的螺套，扳手空间块周围密封；螺栓套和光套的间隙设置玻璃钢楔形条，螺栓套和扳手空间块远离分段连接处一端设置PVC楔形条。交错安装螺栓套和光套，可以达到分段叶片连接处受力均匀的目的，并且能提高扳手空间块位置的强度；扳手空间块内预埋螺栓，可在分段叶片壳体拼接时使定位销准确定位和连接，在完成分段叶片制作后拆除即可形成扳手空间，用于分段叶片的拼接时螺栓总成的螺母固定；楔形条填充可以实现密封效果，防止出现浸胶造成螺杆拆卸困难。步骤四：梁帽搭接：在楔形条上搭接梁帽，PVC楔形条和梁帽间设置加强层。加强PVC楔形条和梁帽间的粘接效果，防止出现局部位置黏结物质堆积或出现气泡空腔，影响叶片质量。步骤五：预埋件之上加强层制作：铺设壳体中芯材后，在螺栓套、光套和扳手空间块上铺设加强层，所述加强层由至少3层单轴向布层间加铺至少2层双轴向布组成，所述单轴向布弦向对接，双轴向布弦向搭接。保证吸注时树脂能够均匀渗透，增加分段处的扭转刚度，保障叶片分段连接局部载荷的顺利传递。步骤六：分段壳体拼接和分段叶片完成：在步骤七的预埋件上加强层上真空吸注铺设辅材，再经前固化、去除辅材、打磨、拆除分段叶片吸力面翼型定位法兰和分段叶片压力面翼型定位法兰后，通过连接定位销拼接分段壳体，所述连接定位销一端为螺纹，另一端为锥销，连接定位销螺纹端与螺栓套连接，锥销端与光套连接。安装大梁、合模、后固化、起模后，拆卸扳手空间块获得分段叶片。使用定位销先将壳体分段拼接，再进行一体化合模，起模后拆卸分段运输，既节约模具，又能保证拼接的准确性。步骤七：风电叶片拼接：取出连接定位销，在分段叶片叶根段和叶尖段的螺栓套与光套间设置螺栓总成，在扳手空间内设置拉力器，螺栓总成一端与螺栓套连接，另一端穿过光套在扳手空间内用螺母固定，连接分段叶片叶根段和叶尖段，得到完整的风电叶片。采用无螺纹的光套+扳手空间的结构替代转接体可以使连接结构更加紧凑，简化机械加工工艺，降低连接处的金属重量，并且可以用较粗短的螺栓套代替原有的细长螺栓套，增加了连接处的轴向刚度，降低螺栓连接的载荷系数和螺栓承受的疲劳载荷，从而提高螺栓的疲劳寿命。优选的，步骤一所述的分段叶片吸力面翼型定位法兰和分段叶片压力面翼型定位法兰通过分段叶片定位法兰固定装置固定在叶片模具桁架上，所述装置的下连接管一端与叶片模具桁架连接，另一端通过连接法兰与固定架连接，固定架的横梁下方设置连接板，连接板底部沿远离固定架的横梁方向依次设置连接螺栓和定位销，分别与分段叶片吸力面翼型定位法兰和分段叶片压力面翼型定位法兰连接。保证分段法兰安装的重复性和一致性。优选的，步骤三所述的扳手空间块由结构胶制作，扳手空间块内设置螺套，螺套螺纹与光套定位螺杆螺纹配合，扳手空间块与光套连接处设置钢纸垫圈和密封胶条密封。扳手空间块内预埋螺栓，可在分段叶片壳体拼接时使定位销准确定位和连接，在完成分段叶片制作后拆除即可形成扳手空间，用于分段叶片的拼接时螺栓总成的螺母固定。采用垫圈和胶条密封可保证吸注时树脂不会渗透进螺栓套内，防止拆卸螺杆时损伤螺栓套位置粘结强度。优选的，步骤四所述PVC楔形条和梁帽间的加强层采用单轴向布。防止梁帽与楔形条直接接触影响粘接质量，并通过铺层对叶片整体强度进行补强。优选的，步骤七所述拉力器包括拉杆及对称设置在拉杆两侧的螺套，两个螺套上反方向设置拉力器连接板，拉力器连接板远离拉杆一端连接连接管，连接管尾端设有拉钩。利用相邻两组连接装置的正反向设置和利用拉力器的独特结构使两个对应的扳手空间在拉钩的拉力下向中间合拢，达到准确定位使螺栓总成穿入光套的目的，简化连接工艺。本专利技术相对现有技术具有以下有益效果：1、采用光套与扳手空间预埋块结合的方式，使结构更加紧凑，简化了机械加工工序。2、在分段叶片叶尖段和叶根段连接区域采用梁帽铺层与PVC楔形条铺层一体化设计，降低两者的铺层厚度，保障叶片刚度光顺过渡，避免铺层在PVC楔形条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电叶片，包括至少两段叶片段，各叶片段之间设置连接装置连接成一个叶片整体，其特征在于：所述叶片段包括叶根段（201）和叶尖段（202），在分段连接处铺设预埋件下加强层（205），所述加强层由至少3层单轴向布（11）层间加铺至少2层三轴向布（12）组成，单轴向布（11）弦向对接，三轴向布（12）弦向搭接，分段连接处铺设尾缘加强布（15）；在所述预埋件下加强层（205）上设置预埋件，预埋件包括连接装置、PVC楔形条（33）和梁帽（41），连接装置至少设置2组，相邻两组连接装置中的螺栓套（24）和光套（21）正反向设置，光套（21）尾端设置扳手空间（53），螺栓套（24）和扳手空间（53）尾端设置PVC楔形条（33），PVC楔形条（33）上搭接梁帽（41）；连接装置上设置预埋件上加强层（206），所述加强层由至少3层单轴向布（11）层间加铺至少2层双轴向布（14）组成，单轴向布（11）弦向对接，双轴向布（14）弦向搭接；连接装置通过螺栓总成（62）连接叶根段（201）和叶尖段（202），所述的螺栓总成（62）一端与螺栓套（24）连接，另一端穿过光套（21）并固定。

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片，包括至少两段叶片段，各叶片段之间设置连接装置连接成一个叶片整体，其特征在于：所述叶片段包括叶根段（201）和叶尖段（202），在分段连接处铺设预埋件下加强层（205），所述加强层由至少3层单轴向布（11）层间加铺至少2层三轴向布（12）组成，单轴向布（11）弦向对接，三轴向布（12）弦向搭接，分段连接处铺设尾缘加强布（15）；在所述预埋件下加强层（205）上设置预埋件，预埋件包括连接装置、PVC楔形条（33）和梁帽（41），连接装置至少设置2组，相邻两组连接装置中的螺栓套（24）和光套（21）正反向设置，光套（21）尾端设置扳手空间（53），螺栓套（24）和扳手空间（53）尾端设置PVC楔形条（33），PVC楔形条（33）上搭接梁帽（41）；连接装置上设置预埋件上加强层（206），所述加强层由至少3层单轴向布（11）层间加铺至少2层双轴向布（14）组成，单轴向布（11）弦向对接，双轴向布（14）弦向搭接；连接装置通过螺栓总成（62）连接叶根段（201）和叶尖段（202），所述的螺栓总成（62）一端与螺栓套（24）连接，另一端穿过光套（21）并固定。2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于：所述螺栓套（24）和光套（21）间的间隙设置玻璃钢楔形条（31）填充。3.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于：所述PVC楔形条（33）和梁帽（41）的搭接面设置加强层。4.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于：所述尾缘加强布（15）近似三角形。5.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于：所述分段叶片的叶根段（201）和叶尖段（202）的连接处设置薄片法兰（61）。6.一种风电叶片的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：分段定位法兰固定：将分段叶片吸力面翼型定位法兰（5）和分段叶片压力面翼型定位法兰（6）分别固定在分段叶片定位法兰固定装置上；步骤二：预埋件之下加强层制作：在叶片壳体（203）的分段连接处铺设预埋件下加强层（205），所述加强层由至少3层单轴向布（11）层间加铺至少2层三轴向布（12）组成，所述单轴向布（11）弦向对接，三轴向布（12）弦向搭接，尾缘铺设近似三角形加强布；步骤三：预埋件安装：在步骤二的预埋件下加强层（205）上设置至少两组预埋件，相邻两组正反向设置，所述预埋件包括螺栓套（24）和光套（21），分段叶片叶根段（201）和叶尖段（202）的螺栓套（24）和光套（21）配套安装；光套（21）尾端设置扳手空间块（25），扳手空间块（25）内预埋与定位螺杆螺纹配合的螺套，扳手空间块（25）周围密封；螺栓套（24）和光套（21）的间隙设置玻璃钢楔形条（31），螺栓套（24）和扳手空间块（25）远离分段连接处...

【专利技术属性】
技术研发人员：马寅虎，李泽科，秦志文，刘普亮，许秀强，刘华，
申请(专利权)人：白银中科宇能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62