一种厢形大梁的复材风电叶片及其制造方法技术

本发明专利技术涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种厢形大梁的复材风电叶片及其制造方法，风电叶片包括：外壳体，为叶片形状的壳体结构；梁体，设置在外壳体内，且顶面和底面分别抵住外壳体的内壁；其中，梁体包括主厢体、两个碳板和外蒙皮；每个主厢体包括沿外壳体长度方向分布的多个拼接块；每个拼接块呈厢形结构，且两端分别记为扩展端和收拢端，拼接块的截面大小从扩展端向收拢端逐渐减小；相邻的两个拼接块连接时，一个拼接块的扩展端外侧卡在另一个拼接块的收拢端内侧；两个碳板分别贴合主厢体的顶面和底面；外蒙皮包裹住主厢体和两个碳板。本发明专利技术的厢形大梁的复材风电叶片能够更好地适应复材特性，有效地提升叶片的结构强度和生产效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种厢形大梁的复材风电叶片及其制造方法


[0001]本专利技术涉及风电叶片
，尤其涉及一种厢形大梁的复材风电叶片及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着环境污染问题的日益严重，清洁能源的利用越来越受到重视。风能作为重要的清洁能源，得到了越来越广泛的应用。风电叶片是风力发电设备的重要部件，为了捕获更多风能提高风机发电功率，风电叶片的长度设计地越来越长，导致风电叶片的重量也在不断增加。为了给风电叶片减重，人们逐渐采用碳纤维、玻纤维等复合材料来代替传统的金属材料，在保证风电叶片结构强度的前提下实现对风电叶片的减重。
[0003]现有相关技术中的复材风电叶片在结构设计时通常会沿用金属风电叶片的结构，但是由于复材和金属的力学特性和制造方式上面存在较大的不同，具体来说，复材零件的加工通常是将复材织物先铺设成零件形状，之后再使用固化成型工艺使复材形成坚硬的状态；金属风电叶片结构中通常采用腹板结构来加强叶片形状，腹板与叶片壳体的连接通过打孔然后用螺钉连接的方式进行，但是对于复材来说，打孔会破坏复材内的玻纤、碳纤，并且螺栓固定的方式容易导致复材零件被撕裂，使得沿用金属风电叶片的结构会导致复材风电叶片的结构强度较差。并且，金属风电叶片的结构会有许多如小加强肋、小弯折板等复合材料成型较为困难的结构，会严重影响复材风电叶片的生产效率。
[0004]因此，需要新设计一种复材风电叶片，使其能适应复材的特性，提升复材风电叶片的结构强度和生产效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种厢形大梁的复材风电叶片，其结构能够更加适应复材的特性，可以有效地解决
技术介绍
中的问题。本专利技术还提供了一种厢形大梁的复材风电叶片制造方法，可以达到相同的技术效果。
[0006]本专利技术提供的一种厢形大梁的复材风电叶片，包括：外壳体，为叶片形状的壳体结构；梁体，设置在所述外壳体内，且顶面和底面分别抵住所述外壳体的内壁；其中，所述梁体包括主厢体、两个碳板和外蒙皮；每个主厢体包括沿所述外壳体长度方向分布的多个拼接块；每个所述拼接块为四个平板体组成的厢形结构，且两端分别记为扩展端和收拢端，所述拼接块的截面大小从扩展端向收拢端逐渐减小；相邻的两个拼接块连接时，一个所述拼接块的扩展端外侧卡在另一个所述拼接块的收拢端内侧；两个所述碳板分别贴合所述主厢体的顶面和底面；所述外蒙皮包裹住所述主厢体和两个所述碳板。
[0007]进一步地，所述拼接块竖向的两个侧板均与所述外壳体的顶面垂直。
[0008]进一步地，所述拼接块的顶板和底板之间的间隔朝向叶片前缘方向逐渐减小。
[0009]进一步地，所述拼接块的拐角处均设置圆弧过渡结构。
[0010]进一步地，还包括填充料，用于填充所述外蒙皮、所述主厢体和两个所述碳板之间的缝隙。
[0011]进一步地，所述碳板宽度方向的两个侧面均延伸出所述圆弧过渡结构，并延伸至与所述拼接块的竖向两个侧板的外侧面对齐。
[0012]进一步地，所述碳板上设置多个台阶面，每个所述台阶面抵住一个所述拼接块的收拢端的端面。
[0013]本专利技术提供的一种厢形大梁的复材风电叶片制造方法，用于制作上述的厢形大梁的复材风电叶片，步骤包括：S10：使用复材制作出多个拼接块，之后将多个拼接块组合成主厢体；S20：在主厢体的顶部和底部铺上碳板，之后使用复材织物缠绕在主厢体和两个碳板的外侧形成外蒙皮，主厢体、两个碳板和外蒙皮组合形成梁体形状；S30：在模具内用复材织物铺设出外壳体形状，并且将梁体放入外壳体中，使梁体顶面和底面分别贴合外壳体的内壁；S40：将外壳体和梁体一起通过固化成型工艺加工成型，得到最终的复材风电叶片产品。
[0014]进一步地，步骤S10中：在将多个拼接块组合成主厢体时，先将多个拼接块按相邻的两个或三个为一组的方式分成多组，每组中拼接块先进行组合形成一个节段，之后再将多个节段组合成主厢体。
[0015]进一步地，步骤S20中：在使用复材织物缠绕主厢体和两个碳板的外侧时，将复材织物从主厢体的截面最小端开始进行缠绕。
[0016]通过本专利技术的技术方案，可实现以下技术效果：1.本风电叶片将用于对外壳体进行支撑的结构制作成厢体形状的梁体，使梁体的顶面、底面与外壳体的内壁能够进行大面积的贴合，使同为复材的两个部件可以加工成一体结构，大面积的贴合还能保证成型后两者之间连接的牢固性，避免使用螺栓等紧固件导致的对复材的破坏，从而有效地提升风电叶片的结构强度；2.本风电叶片中的梁体通过使用主厢体、碳板和外蒙皮组合的方式，先用主厢体和碳板来保证梁体本身的结构强度，再用包裹的外蒙皮来与外壳体一体成型保证两者之间的贴合和连接，能够极大程度的方便风电叶片的加工，提升生产效率；3. 本风电叶片中将主厢体通过用多个拼接块组合的方式，保证每个拼接块的长度不会过长，在加工过程中能够保证尺寸的准确度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术厢形大梁的复材风电叶片的立体结构图；图2为本专利技术厢形大梁的复材风电叶片的截面图；
图3为本专利技术梁体的最优方案的截面图；图4为本专利技术梁体的次优方案的截面图；图5为本专利技术主厢体的立体结构图；图6为本专利技术碳板的立体结构图；附图标记：1、外壳体；2、梁体；21、主厢体；21a、拼接块；22、碳板；22a、台阶面；23、外蒙皮；3、填充料。
具体实施方式
[0019]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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。另外，对于风电叶片领域内的一些通用的、表示位置关系的词语如下：风电叶片中与风力发电设备轮毂连接的一端称为“叶根”，风电叶片远离轮毂的一端称为“叶尖”，风电叶片在转动时迎着风的一个边缘称为“前缘”。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]本专利技术涉及一种厢形大梁的复材风电叶片，如图1~6所示，包括：外壳体1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，包括：外壳体(1)，为叶片形状的壳体结构；梁体(2)，设置在所述外壳体(1)内，且顶面和底面分别抵住所述外壳体(1)的内壁；其中，所述梁体(2)包括主厢体(21)、两个碳板(22)和外蒙皮(23)；每个主厢体(21)包括沿所述外壳体(1)长度方向分布的多个拼接块(21a)；每个所述拼接块(21a)为四个平板体组成的厢形结构，且两端分别记为扩展端和收拢端，所述拼接块(21a)的截面大小从扩展端向收拢端逐渐减小；相邻的两个拼接块(21a)连接时，一个所述拼接块(21a)的扩展端外侧卡在另一个所述拼接块(21a)的收拢端内侧；两个所述碳板(22)分别贴合所述主厢体(21)的顶面和底面；所述外蒙皮(23)包裹住所述主厢体(21)和两个所述碳板(22)。2.根据权利要求1所述的厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，所述拼接块(21a)竖向的两个侧板均与所述外壳体(1)的顶面垂直。3.根据权利要求2所述的厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，所述拼接块(21a)的顶板和底板之间的间隔朝向叶片前缘方向逐渐减小。4.根据权利要求1所述的厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，所述拼接块(21a)的拐角处均设置圆弧过渡结构。5.根据权利要求4所述的厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，还包括填充料(3)，用于填充所述外蒙皮(23)、所述主厢体(21)和两个所述碳板(22)之间的缝隙。6.根据权利要求5所述的厢形大梁的复材风电叶片，其特征在于，所述碳板(22)宽度方向的两个侧面均延伸出所述圆弧过渡结构，并延伸至与所述拼接块...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈昆伦，谈源，汤娟，陈浩，盛广智，郭佳新，闫建兵，张驰，王师佑，许增，
申请(专利权)人：新创碳谷集团有限公司，
类型：发明
国别省市：