用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片部段的结构部件的方法技术

一种用于制造用于风力涡轮(10)的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法包括形成结构部件的第一部分和第二部分。第一部分和第二部分包括在弦向方向上对齐的相应的孔(174,178)。该方法还包括将结构部件的第一部分和第二部分放置到模具(180)中，使得它们相应的孔(174,178)在弦向方向上对齐。此外，该方法包括穿过对齐的孔(174,178)放置工具销(198)。此外，该方法包括将第一侧部和第二侧部(170,176)在第二模具(180)中经由树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件。此外，该方法包括在结构部件已经固化之后移除工具销(198)。部件已经固化之后移除工具销(198)。部件已经固化之后移除工具销(198)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片部段的结构部件的方法


[0001]本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件(诸如梁结构或接纳区段)的方法。

技术介绍

[0002]风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和转子，该转子具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂。转子叶片利用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被部署到公用电网。
[0003]转子叶片大体上包括吸力侧壳和压力侧壳，这两个壳典型地使用模制工艺形成，它们在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳相对轻质，并且具有的结构特性(例如，刚度、抗屈曲性和强度)不被构造成承受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它载荷。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度，典型地使用一个或多个结构部件(例如，相对的翼梁帽，在它们之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳，这些结构部件接合壳半部的内部压力侧表面和吸力侧表面。翼梁帽和/或抗剪腹板可由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合材料和/或碳纤维层压复合材料。
[0004]此外，随着风力涡轮的尺寸持续增加，转子叶片的尺寸也持续增加。照此，现代转子叶片可分部段构造，这些部段在一个或多个接头处接合在一起。因此，某些接合的转子叶片包括具有梁结构的第一叶片部段，该梁结构接纳在第二叶片部段的接纳区段内，该第二叶片部段经由一个或多个展向和弦向延伸销进一步紧固在一起，该销将叶片弯矩从一个部段传递到另一个部段。此外，来自销的反作用力经由一个或多个衬套传递到在接头位置处的各种轴承座。
[0005]机加工叶片部段的大型结构部件可能是复杂的。例如，在某些情况下，可能需要执行复杂的固定过程，以将梁结构和/或接纳区段紧固到位，从而一致地定位零件中的销孔。此外，典型地需要昂贵的定制钻孔机来确保零件可在一个设置中钻孔，而不必在钻孔过程期间移动零件。此外，如果在钻孔过程中存在质量问题，整个结构部件可能有缺陷且无法使用。
[0006]因此，本公开涉及用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法，该方法解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本专利技术的实践获知。
[0008]在一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法。该方法包括(a)提供结构部件的第一模具。第一模具具有外壁，该外壁限定结构部件的内表面的至少一部分。该方法还包括(b)将至少一个工具销紧固到第一模具的外壁，用于在结构部件中限定销接头槽。此外，该方法包括(c)在第一模具的顶部上铺叠一个或多个纤维层，以便至少部分地覆盖外壁。(多个)纤维层具有配合在(多个)工具销周围的至少一个孔。此外，该方法包括(d)将(多个)纤维层经由第一树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件的第一侧部。此外，该方法包括(e)重复步骤(a)至(d)，以便形成结构部件的第二侧部。该方法还包括(f)将第一侧部和第二侧部在相反方向上放置到第二模具中，以致于它们相应的孔在弦向方向上对齐。照此，该方法包括(g)将第一侧部和第二侧部在第二模具中经由第二树脂材料灌注在一起。
[0009]在一个实施例中，第一侧部和第二侧部可对应于结构部件的前缘侧部和后缘侧部。在另一个实施例中，在第一模具的顶部上铺叠(多个)纤维层可包括：在模具的顶部上铺叠一个或多个内纤维层；在(多个)内纤维层的顶部上铺叠一个或多个结构特征；以及在(多个)结构特征的顶部上铺叠一个或多个外纤维层。
[0010]在另外的实施例中，该方法可包括在第二模具中的前侧部和后侧部之间放置至少一个心轴(mandrel)，以便提供用于成形结构部件的基本形状。此外，心轴可包括可压缩或固体材料，该材料具有延伸穿过其中的至少一个孔，该孔与前侧部和后侧部的相应孔对齐。此外，(多个)心轴可朝向结构部件的开口端部向外渐缩，以便于心轴的移除。此外，(多个)心轴可由两个或更多个互锁或渐缩的部分构成。更具体地，两个或更多个互锁或渐缩的部分可包括压力侧部分、中心部分和吸力侧部分。在这样的实施例中，该方法可包括在将第一侧部和第二侧部在第二模具中灌注到一起之后移除中心部分以及随后移除心轴的压力侧部分和吸力侧部分。在某些实施例中，心轴的各个部分可具有在结构部件的展向方向上渐缩的横截面。
[0011]在附加实施例中，该方法可包括在灌注之前在第二模具内围绕第一侧部和第二侧部以及至少一个心轴包裹一个或多个真空袋。在若干实施例中，该方法还可包括：将(多个)结构特征放置在(多个)纤维层的顶部上或之间；以及将一个或多个外纤维层和(多个)结构特征经由第一树脂材料灌注在一起。更具体地，在这样的实施例中，结构特征可包括一个或多个抗剪腹板。
[0012]在附加实施例中，该方法还可包括将衬套放置在第一侧部和第二侧部的相应孔内以及将(多个)工具销紧固在衬套内。在另一个实施例中，结构部件可对应于叶片部段的梁结构或接纳区段。
[0013]在另一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法。该方法包括提供结构部件的模具，该模具具有限定结构部件的外表面的外壁。该方法还包括将至少一个工具销紧固到外壁，用于在结构部件中限定销接头槽。此外，该方法包括在模具中铺叠一个或多个外纤维层，以便至少部分地覆盖外壁。(多个)外纤维层具有接纳(多个)工具销的至少一个孔。照此，(多个)外纤维层形成结构部件的外表面。此外，该方法包括将一个或多个结构特征放置在模具中的一个或多个外纤维层的顶部上。此外，该方法包括将(多个)外纤维层和(多个)结构特征经由树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件。应当理解，该方法还可包括本文所述的附加特征和/过程步骤中的任何。
[0014]在又一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的模制套件(molding kit)。该模制套件包括用于由一种或多种材料形成接纳区段的第一侧部和第二侧部的第一模具。该模制套件还包括至少一个工具销，用于在第一侧部和第二侧部中限定相应的孔，以便在制造期间在接纳区段中形成销接头槽。此外，模制套件包括第二模具，用于在相反方向上接纳第一侧部和第二侧部，以形成接纳区段的前缘侧部和后缘侧部。此外，模制套件包括布置在第二模具中的至少一个心轴，用于提供用于成形接纳区段的基本形状。此外，(多个)心轴由具有延伸穿过其中的孔的可压缩或固体材料构成。因此，接纳区段的第一侧部和第二侧部被构造成配合在(多个)心轴周围，以致于它们相应的孔与心轴的孔对齐。因此，第一侧部和第二侧部可在第二模具中经由树脂材料灌注在一起。
[0015]在一个实施例中，用于构造第一侧部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法，所述方法包括：(a)提供所述结构部件的第一模具，所述第一模具具有限定所述结构部件的内表面的至少一部分的外壁；(b)将至少一个工具销紧固到所述第一模具的外壁，用于在所述结构部件中限定销接头槽；(c)将一个或多个纤维层铺叠在所述第一模具的顶部上，以便至少部分地覆盖所述外壁，所述一个或多个纤维层具有至少一个孔，所述至少一个孔配合在所述至少一个工具销周围；(d)将所述一个或多个纤维层经由第一树脂材料灌注在一起，以便形成所述结构部件的第一侧部；和(e)重复步骤(a)至(d)，以便形成所述结构部件的第二侧部；(f)将所述第一侧部和所述第二侧部在相反方向上放置到第二模具中，以致于它们相应的孔在弦向方向上对齐；和(g)将所述第一侧部和所述第二侧部在所述第二模具中经由第二树脂材料灌注在一起。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一侧部和所述第二侧部对应于所述结构部件的前缘侧部和后缘侧部。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将一个或多个纤维层铺叠在所述第一模具的顶部上还包括：将一个或多个内纤维层铺叠在所述模具的顶部上；将一个或多个结构特征铺叠在所述一个或多个内纤维层的顶部上；以及将一个或多个外纤维层铺叠在所述一个或多个结构特征的顶部上。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将至少一个心轴放置在所述第二模具中的所述前侧部和所述后侧部之间，以便提供用于成形所述结构部件的基本形状，所述心轴包括延伸穿过其中的至少一个孔，所述至少一个孔与所述前侧部和所述后侧部的相应孔对齐。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴朝向所述结构部件的开口端部向外渐缩，以便于所述至少一个心轴的移除。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴由两个或更多个互锁或渐缩的部分构成。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述两个或更多个互锁或渐缩的部分包括压力侧部分、中心部分和吸力侧部分，所述方法还包括：在将所述第一侧部和所述第二侧部在所述第二模具中灌注在一起之后，移除所述中心部分；和随后移除所述压力侧部分和所述吸力侧部分。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在灌注之前在所述第二模具内围绕所述第一侧部和所述第二侧部以及所述至少一个心轴包裹一个或多个真空袋。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将一个或多个结构特征放置在所述一个或多个纤维层的顶部上或之间；以及将所述一个或多个外纤维层和所述一个或多个
结构特征经由所述第一树脂材料灌注在一起。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个结构特征包括一个或多个抗剪腹板。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将衬套放置在所述第一侧部和所述第二侧部的所述相应孔内以及将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：