一种采用复合材料的工业大风扇叶片及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种采用复合材料的工业大风扇叶片及其制作方法，包括叶根部、加强部以及叶形部，叶形部和加强部分组成叶片本体；叶根部固定在叶片本体的端部，叶片本体通过叶根部安装在电机的叶片槽内；在叶片本体内设有长条形空腔，风扇叶片为中空，质量轻。制作叶片预成型件；在模具内侧涂抹脱模剂，并将叶片预成型件放入模具中；向模具和叶片预成型件之间注入按比例配置环氧树脂胶及定型剂；将模具及叶片预成型件放置封闭系统的空气袋，对封闭系统的空气袋进行抽真空和温度调节处理；脱模，取出固化后的叶片，并对叶片表面进行处理。使得叶片预成型件的纤维复合物料固化，被浸湿的干态风扇叶片预制体毛坯固化，形成一体式复合材料风扇叶片。料风扇叶片。料风扇叶片。

【技术实现步骤摘要】
一种采用复合材料的工业大风扇叶片及制作方法


[0001]本专利技术涉及工业大风扇
，具体涉及一种采用复合材料的工业大风扇叶片及制作 方法。

技术介绍

[0002]工业风扇是一款广泛应用于工业厂房、物流仓储、候车室、展览馆、体育馆、商超等高 大空间，作为空间通风，人员降温的一种常见工业用机器。风扇叶片是工业大风扇的关键部 件，也是受力最为复杂的部件，其设计制造的好坏直接关系到工业风扇的效率和使用寿命， 影响着整个系统的性能。传统的叶片一般采用铝合金拉伸挤压制成，重量大，当需要配合大 功率的电机时，其强度和抗变形能力不足。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种采用复合材料的工业大风扇叶片及制作方法， 具有强度高、重量轻变的特点。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种采用复合材料的工业大风扇叶片，其特征在于：包括叶根部、加强部以及叶形部， 叶形部和加强部分相邻布设组成叶片本体，叶形部从与加强部分相连端自由延伸；叶根部固 定设在加强部远离叶形部的端部，在叶根部设有安装孔，叶根部通过安装孔安装在电机的叶 片槽内；在叶形部和加强部内设有若干个长条形空腔，长条形空腔从叶形部贯穿至叶根部。 按上述技术方案，叶片本体包括内层叠层和外包裹层，内层叠层设在单个长条形空腔外侧， 且将单个长条形空腔包裹；外包裹层包裹设在所有长条形空腔外侧，且将所有长条形空腔包 裹。
[0006]按上述技术方案，包括左、中、右三个长条形空腔，在左、中、右三个长条形空腔外侧 布设左、中、右三个内层叠层，在左、中、右三个内层叠层外侧设置外包裹层。
[0007]按上述技术方案，内层叠层由若干层纤维复合物和树脂混合物构成，外包裹层由单层纤 维复合物和树脂混合物构成。
[0008]一种制作如上任一所述的采用复合材料的工业大风扇叶片的方法，其特征在于：
[0009]S1：制作叶片预成型件；
[0010]S2：在模具内侧涂抹脱模剂，并将叶片预成型件放入模具中；
[0011]S3：向模具和叶片预成型件之间注入按比例配置环氧树脂胶及定型剂；
[0012]S4：将模具及叶片预成型件放置封闭系统的空气袋，对封闭系统的空气袋进行抽真空和 温度调节处理；
[0013]S5：脱模，取出固化后的叶片，并对叶片表面进行处理。
[0014]按上述技术方案，S1中制作叶片预成型件包括
[0015]S11：根据长条形腔体的数量和形状，将若干层纤维复合物缠绕到与腔体形状相同的空 气带外侧，根据纤维复合物的铺贴次序依次缩小预浸料纤维布的尺寸，处在最外层的
纤维复 合物尺寸最大，使得工作面预成型片或非工作面预成型片越靠近边缘厚度越薄；
[0016]S12，用单层纤维复合物作为外包裹层将若干个长条形腔体缠绕在一起，形成干态风扇 叶片预成型件。
[0017]按上述技术方案，空气带外侧的纤维复合物采用三层，首先最里层使用玻璃纤维编织布， 将玻璃纤维编织布裁剪成长条，缠绕在空气带外侧，然后第二层使用玻璃纤维毡布，将玻璃 纤维毡布裁剪成长条，缠绕在第二层，接下来再次使用玻璃纤维编织布，将玻璃纤维编织布 裁剪为长条缠绕在第三层；外包裹层采用剪为长条的玻璃纤维编织布，外包裹层将所若干个 长条形腔体缠绕在一起形成干态风扇叶片预成型件。
[0018]按上述技术方案，S4包括：
[0019]S41：对封闭系统的空气袋进行抽真空，使封闭系统的空气袋的真空度保持在0.02MPa～ 0.05Mpa之间；
[0020]S42：将封闭系统的空气袋的温度调节至25～40℃，并保持30min～60min；
[0021]S43：对封闭系统的空气袋进行抽真空继续抽真空10min～15min。
[0022]按上述技术方案，S5包括：
[0023]S51：对固化后的叶片表面进行去毛刺处理，在去除边角多余材料后，清除表面脱模剂 和油污；
[0024]S52：对叶片表面喷涂聚氨酯保护层，涂层厚度范围为0.05mm～0.5mm，最终制得复合 材料风扇叶片。
[0025]按上述技术方案，模具包括上模、下模以及金属构件，在上模和下模的结合处设有与叶 片形状相匹配的成型槽；在上模和下模的叶根部所对应的部位的中心处均设有通孔，金属构 件穿过通孔且置于成型槽的叶根部对应的安装孔中。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1、在叶片本体内设有若干长条形空腔，长条形空腔从叶形部贯穿至叶根部；风扇叶片 为中空，质量轻。叶片采用玻璃纤维增强复合材料叶片可以明显减轻叶片自身质量，进而减 轻包容系统、叶盘及其传动系统质量，对提高发动机效率具有重大意义，同时其强度和抗变 形能力增强，具有比强度比模量高、抗颤振性能好、可设计性强等优点。
[0028]2、制作叶片时，采用缠绕工艺获得的复合材料制品具有纤维排列整齐、准确率高等特 点，因此比刚度和比强度均较高。利用树脂转移模塑成型技术使预制体形成初期叶片。其原 理是在刚性模具型腔内铺放按性能和结构要求设计好的干态纤维预成型体，在特定的耐压容 器即树脂贮存罐内将树脂加热到设定的注射温度，然后采用注射设备将低粘度树脂注入到模 具型腔内，使树脂与纤维充分浸润，按照树脂的工艺规范进行升温固化，最后得到与模具型 腔形状一致的复合材料零件。
附图说明
[0029]图1是本专利技术提供实施例的工业大风扇叶片的结构示意图；
[0030]图2是图1的A
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A处的截面图；
[0031]图3是图1的B
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B处的截面图；
[0032]图4是本专利技术提供实施例的叶片安装示意图；
[0033]图5是图4的F处放大示意图；
[0034]图6是本专利技术提供实施例的干态风扇叶片预成型件与模具的结构示意图；
[0035]图7是图6的C
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C处的截面图；
[0036]图8是图6的D
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D处的截面图；
[0037]图9是本专利技术下模的结构示意图；
[0038]图10本专利技术上模的制作示意图；
[0039]图11是图10的E
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E处的截面图；
[0040]图中，1、叶根部；2、加强部；3、叶形部；4、安装孔；5、叶片槽；6、长条形空腔； 7、内层叠层；8、外包裹层；9、干态风扇叶片预成型件；9
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1、左侧预成型件；9
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2、右侧部 分预成型件；9
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3、中间部分预成型件；10、下模；11、上模；12、通孔；13、左扇叶边补 偿；14、右扇叶边补偿；15、和基础平台作；16、叶片本体成型槽；17、和叶根部成型槽。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
[0042]参照图1～图2所示，本专利技术提供的一种采用复合材料的工业大风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用复合材料的工业大风扇叶片，其特征在于：包括叶根部、加强部以及叶形部，叶形部和加强部分相邻布设组成叶片本体，叶形部从与加强部分相连端自由延伸；叶根部固定设在加强部远离叶形部的端部，在叶根部设有安装孔，叶根部通过安装孔安装在电机的叶片槽内；在叶形部和加强部内设有若干个长条形空腔，长条形空腔从叶形部贯穿至叶根部。2.根据权利要求1所述的采用复合材料的工业大风扇叶片，其特征在于：叶片本体包括内层叠层和外包裹层，内层叠层设在单个长条形空腔外侧，且将单个长条形空腔包裹；外包裹层包裹设在所有长条形空腔外侧，且将所有长条形空腔包裹。3.根据权利要求2所述的采用复合材料的工业大风扇叶片，其特征在于：包括左、中、右三个长条形空腔，在左、中、右三个长条形空腔外侧布设左、中、右三个内层叠层，在左、中、右三个内层叠层外侧设置外包裹层。4.根据权利要求2所述的采用复合材料的工业大风扇叶片，其特征在于：内层叠层由若干层纤维复合物和树脂混合物构成，外包裹层由单层纤维复合物和树脂混合物构成。5.一种制作如权利要求1
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4任一所述的采用复合材料的工业大风扇叶片的方法，其特征在于：S1：制作叶片预成型件；S2：在模具内侧涂抹脱模剂，并将叶片预成型件放入模具中；S3：向模具和叶片预成型件之间注入按比例配置环氧树脂胶及定型剂；S4：将模具及叶片预成型件放置封闭系统的空气袋，对封闭系统的空气袋进行抽真空和温度调节处理；S5：脱模，取出固化后的叶片，并对叶片表面进行处理。6.根据权利要求5所述的采用复合材料的工业大风扇叶片的方法，其特征在于：S1中制作叶片预成型件包括S11：根据长条形腔体的数量和形状，将若干层纤维复合物缠绕到与腔体形状相同的空气带外侧，根据纤维复合物的铺贴次序依次缩小预浸料纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宝成，滑梦丹，陈普朗，曹鹏彬，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：