一种用于制备板材主梁的模具及板材主梁制造方法技术

本发明专利技术公开一种用于制备板材主梁的模具及板材主梁制造方法，模具包含：模具型面，其上铺设有多块拉挤板材，形成板材主梁；模具型面的第一侧固连有一固定法兰，固定法兰与板材主梁的第一侧侧壁接触；活动法兰，其设置在模具型面上的第二侧；若干个可拆卸的限位工装，其两侧分别固定在活动法兰上和固定法兰上，将板材主梁压紧并与模具型面随形。本发明专利技术可以解决拉挤板材不易在常规主梁模具中铺设、拉挤板材主梁与模具的随形性差以及主梁翘曲变形的问题，确保板材主梁无翘曲。

A kind of mould for preparing plate girder and manufacturing method of plate girder

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备板材主梁的模具及板材主梁制造方法
本专利技术涉及风电叶片领域，特别涉及一种用于制备板材主梁的模具及主梁制造方法。
技术介绍
随着风电叶片向大型化方向的发展，轻质、高强的新型复合材料在叶片中得到应用。纤维拉挤板材由于纤维直线度高、纤维含量高，材料的模量和强度高于普通灌注型复合材料，成为风电行业中备受关注的一种新型材料。风电叶片主要由叶片主梁和腹板构成工字梁结构为叶片提供主要刚度。在常规工艺条件下，首先将单向纤维布铺设后经真空灌注工艺制备出主梁预制件，然后将主梁预制件吊入叶片壳体中，经二次真空灌注制备叶片。该工艺过程可以减少叶片主梁在壳体模具内铺层和灌注而形成的占模时间，减少叶片主梁这一关键部件因灌注缺陷导致整个叶片报废而形成的成本。纤维拉挤板材因其高模量、高强度的优势，一般用于制备叶片主梁。因而，纤维拉挤板材主梁的的制备工艺十分关键。然而，纤维拉挤板材作为具有一定刚度的长条状矩形板材，铺设时与主梁模具的随形性差。使用传统的双固定挡边模具，板材主梁这种刚性体会与模具干涉而无法铺设到位。在主梁模具型面曲率变化明显的区域铺设时，板材与模具型面不易贴合，容易出现翘曲、不随形等问题。而主梁模具法兰立边也存在曲率变化，堆叠的板材主梁侧壁与主梁模具法兰不易贴合，容易导致纤维拉挤板材主梁侧壁富树脂、错位等问题。因此，有必要根据纤维拉挤板材主梁的工艺特点提出一种适合制备纤维拉挤板材主梁的主梁模具以及使用该模具制备纤维拉挤板材主梁的工艺方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备板材主梁的模具及主梁制造方法，模具采用弧形模具型面，拉挤板材铺设在该模具型面上，模具型面与一固定法兰连为一体，拉挤板材一侧侧壁靠紧固定法兰，活动法兰的柔性挡边，抵靠住板材主梁的另一侧侧壁，将限位工装的两侧分别固定在活动法兰上和固定法兰上，限位工装将板材主梁压紧并与主梁模具型面随形，从而解决拉挤板材不易在常规主梁模具中铺设、拉挤板材主梁与模具的随形性差以及主梁翘曲变形的问题。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于制备板材主梁的模具，包含：模具型面，其上铺设有多块拉挤板材，形成板材主梁；所述模具型面的第一侧固连有固定法兰，所述固定法兰与所述板材主梁的第一侧侧壁接触；活动法兰，设置在所述模具型面上的第二侧；若干个限位工装，其两侧分别固定在所述活动法兰上和所述固定法兰上，将板材主梁压紧并与模具型面随形。优选地，所述模具型面的第二侧固定连接有延伸平台，所述平台与可拆卸的所述活动法兰匹配安装且平台与活动法兰底面吻合；所述活动法兰通过固定螺栓与平台连接。优选地，所述活动法兰设有：位于其下侧的密封垫，用于在活动法兰和模具型面的第二侧形成密封空间；和/或，位于其内侧的柔性挡边，抵靠板材主梁的第二侧侧壁。优选地，所述密封垫为硅胶材质；所述柔性挡边为高弹性的硅胶材质或者充气气囊。优选地，可拆卸的限位工装通过固定螺栓分别与活动法兰和固定法兰连接；限位工装上开设多个减重孔。优选地，所述限位工装为金属材质。优选地，所述固定法兰与所述模具型面制成一体；所述固定法兰设置在所述模具型面高度略低的一侧；所述固定法兰的高度高于所述板材主梁。优选地，所述弧形的模具型面与叶片壳体主梁区域的型面一致；所述拉挤板材以沿叶片长度方向铺设、弦长方向拼接、厚度方向堆叠的方式铺设在所述模具型面上。优选地，模具上铺设有真空抽气系统和加热系统；所述真空抽气系统覆盖于板材主梁、固定法兰和活动法兰，所述真空抽气系统的真空抽气口设置在所述固定法兰上；所述加热系统设置在固定法兰上和/或活动法兰上。本专利技术还提供了一种基于如上文所述的模具的板材主梁制造方法，该方法包含：步骤1、在带有固定法兰的模具型面铺设多块拉挤板材，形成板材主梁；步骤2、安装带有柔性挡边和密封垫的活动法兰，使活动法兰的柔性挡边抵靠板材主梁的侧壁并防止其滑移；步骤3、将多个限位工装两侧分别固定安装在活动法兰上和固定法兰上；步骤4、铺设真空抽气系统和加热系统，在真空负压条件下，对板材主梁进行树脂灌注，后经加热固化，将板材主梁进行固化定型；步骤5、去除真空抽气系统和加热系统，拆除限位工装，拆除活动法兰，制备出符合要求的板材主梁。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包含：(1)本专利技术采用与叶片壳体主梁区域的型面一致的弧形模具型面，拉挤板材铺设在该模具型面上，以便后续制备的板材主梁的下表面与叶片外型重合；(2)模具型面与固定法兰连为一体，拉挤板材模具型面上铺设时并随着层厚的增加，拉挤板材一侧侧壁靠紧固定法兰；本专利技术的活动法兰带有具有一定弹性的柔性挡边，抵靠住板材主梁的另一侧侧壁，避免拉挤板材铺设时出现沿着弦长方向的滑移；(3)本专利技术的柔性挡边还可以起到减少板材主梁侧壁出现较多空隙的作用，使得在真空灌注阶段有效避免板材主梁侧壁出现较多富树脂；(4)本专利技术的固定法兰设置在模具型面高度略低的一侧，以便避免板材主梁向高度略低一侧滑移；(5)本专利技术的活动法兰带有密封垫，用于在活动法兰和模具型面的平台形成密封空间，保证气密性以利于后续抽真空的真空环境；(6)本专利技术采用多个限位工装，与板材主梁上表面随形且具有一定刚度，限位工装的两侧分别固定在活动法兰上和固定法兰上，多个限位工装将板材主梁压紧并与主梁模具型面随形，进而确保板材主梁无翘曲，并铺设到位。附图说明图1为本专利技术的带有固定法兰的主梁模具型面示意图；图2为本专利技术的模具型面上铺设板材主梁示意图；图3为本专利技术的带有柔性挡边和密封垫的活动法兰示意图；图4为本专利技术的限位工装示意图；图5为本专利技术的纤维拉挤板材主梁模具示意图；图6为本专利技术的板材主梁的制备方法流程图。具体实施方式使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1-图5所示，本专利技术公开了一种用于制备纤维拉挤板材主梁的模具，该纤维拉挤板材主梁模具包含：固连有一固定法兰11的模具型面1、可拆卸的带有柔性挡边21和密封垫22的活动法兰2以及多个限位工装3这三部分。弧形的的模具型面1与叶片壳体主梁区域的型面一致，以便后续制备的板材主梁4的下表面与叶片外型重合。如图2所示，当多块等宽度的拉挤板材41在弧形的模具型面1上铺设时，随着层厚的增加，拉挤板材41一侧边与固定法兰11接触。拉挤板材41沿叶片长度方向铺设、弦长方向拼接、厚度方向堆叠的方式铺设在模具型面1上，即铺设形成板材主梁4。固定法兰11设置在模具型面1高度略低的一侧(沿着叶片弦长方向)并向外侧延伸，以便避免板材主梁向高度略低一侧滑移。示例地，固定法兰11的高度高于板材主梁4上与固定法兰11接触位置处的高度，超过约30-50mm，固定法兰11与模具型面1固连为一体。模具型面1的另外一侧(即模具型面1高度略高的一侧)固定连接有一定宽度的延伸平台12，该平台12与后续安装的活动法兰2底面吻合。平台12上还设置有多个第一螺栓孔121，以便安装活动法兰2。如图3所示，活动法兰2上还设有位于其下侧的密封垫22和位于其内侧边的柔性挡边21。密封垫22用于在活动法兰2和模具型面1的平台12形成密封空间，保证气密性以利于后续抽真空的真空环境。优选地，密封垫22为硅胶材质。柔性挡边21具有一定弹性，其作用是抵靠住板材主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备板材主梁的模具，其特征在于，包含：模具型面(1)，其上铺设有多块拉挤板材(41)，形成板材主梁(4)；所述模具型面(1)的第一侧固连有固定法兰(11)，所述固定法兰(11)与所述板材主梁(4)的第一侧侧壁接触；活动法兰(2)，设置在所述模具型面(1)上的第二侧；若干个限位工装(3)，其两侧分别固定在所述活动法兰(2)上和所述固定法兰(11)上，将板材主梁(4)压紧并与模具型面(1)随形。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备板材主梁的模具，其特征在于，包含：模具型面(1)，其上铺设有多块拉挤板材(41)，形成板材主梁(4)；所述模具型面(1)的第一侧固连有固定法兰(11)，所述固定法兰(11)与所述板材主梁(4)的第一侧侧壁接触；活动法兰(2)，设置在所述模具型面(1)上的第二侧；若干个限位工装(3)，其两侧分别固定在所述活动法兰(2)上和所述固定法兰(11)上，将板材主梁(4)压紧并与模具型面(1)随形。2.如权利要求1所述的用于制备板材主梁的模具，其特征在于，所述模具型面(2)的第二侧固定连接有延伸平台(12)，所述平台(12)与可拆卸的所述活动法兰(2)匹配安装且平台(12)与活动法兰(2)底面吻合；所述活动法兰(2)通过固定螺栓与所述平台(12)连接。3.如权利要求1或2所述的用于制备板材主梁的模具，其特征在于，所述活动法兰(2)设有：位于其下侧的密封垫(22)，用于在活动法兰(2)和模具型面(1)的第二侧形成密封空间；和/或，位于其内侧的柔性挡边(21)，抵靠板材主梁(4)的第二侧侧壁。4.如权利要求3所述的用于制备板材主梁的模具，其特征在于，所述密封垫(22)为硅胶材质；所述柔性挡边(21)为高弹性的硅胶材质或者充气气囊。5.如权利要求1所述的用于制备板材主梁的模具，其特征在于，可拆卸的限位工装(3)通过固定螺栓分别与活动法兰(2)和固定法兰(11)连接；限位工装(3)上开设多个减重孔(312)。6.如权利要求1或5所述的用于制备板材主梁的模具，其特征在于，所述限位工装(3)为金属材质。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宏伟，李海涛，赵大文，王国军，蒋勇，
申请(专利权)人：上海电气风电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31