一种风电叶片叶根预制成型方法及风电叶片叶根技术

本发明专利技术公开了一种风电叶片叶根预制成型方法及风电叶片叶根，包括：选取金属材料并加工成所需尺寸的金属薄片；将金属薄片和玻纤布进行斜切处理；对金属薄片表面进行打孔处理；对金属薄片进行表面处理；将金属薄片按照铺层设计要求与玻纤布一同铺设于叶根位置；真空灌注树脂，升温并固化，完成叶片叶根的预制。本发明专利技术通过在叶片叶根中引入金属薄片铺层材料，将玻纤增强复合材料与金属材料相结合，实现叶根连接处的局部加强效果，提高了与叶根圆螺母及螺栓接触的玻璃钢材料的强度及模量，有效减少了叶根的增强材料用量，实现叶根部件的减重。实现叶根部件的减重。实现叶根部件的减重。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片叶根预制成型方法及风电叶片叶根


[0001]本专利技术涉及风电叶片的
，尤其是指一种风电叶片叶根预制成型方法及风电叶片叶根。

技术介绍

[0002]随着风机叶片大型化的发展趋势，风机发电功率在得到提升的同时，叶片的重量变得越来越大，叶片根部承受的载荷也随之越来越大。较高的载荷对于风机叶轮的安全运行有较大的风险，叶片在高速运转时，叶片根部连接的稳定性及可靠性起着十分关键的作用，因此需要合理设计叶片根部的连接结构及连接强度，以保证叶片根部与轮毂之间连接稳固，避免由于连接失效造成的叶根连接处的断裂，降低设备损伤或人员伤亡事故的风险。
[0003]在风电叶片的叶根连接中，T
‑
bolt是一种最为常见的连接方式，T型螺栓套中，叶根圆螺母与相接触的玻璃钢的挤压面是容易发生应力集中的位置，玻璃钢的挤压强度往往制约了叶根结构强度。为保障叶根玻璃钢安全系数，叶根的壁厚就要做到很厚，但这样无形中更加增大了叶根的重量，传统的T
‑
bolt叶根连接形式已经难以满足大型叶片叶根强度要求。同时叶根处使用的传统玻璃钢材料在叶片超过一定尺寸和重量时，叶根连接处存在较大隐患，需要进行额外的增强处理来保证叶根的稳固。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风电叶片叶根预制成型方法，通过在叶片叶根中引入金属薄片铺层材料，将玻纤增强复合材料与金属材料相结合，实现叶根连接处的局部加强效果，提高了与叶根圆螺母及螺栓接触的玻璃钢材料的强度及模量，避免了叶根通过唯一的加厚进行强度补偿的方式，有效减少了叶根的增强材料用量，实现叶根部件的减重。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种风电叶片叶根。
[0006]本专利技术的目的可以通过下述技术方案实现：
[0007]一种风电叶片叶根预制成型方法，包括，
[0008]选取金属材料并加工成所需尺寸的金属薄片；
[0009]将金属薄片长度方向的一端做斜切处理，形成倒角，同时对玻纤布进行同样倒角大小的斜切处理；
[0010]在不影响金属薄片力学结构性能的条件下，对金属薄片表面进行打孔处理，通过加工出多个圆孔以便于提高后期灌注效率，且灌注后能够在圆孔位置形成树脂钉从而有效增强金属薄片与上下铺层的结合强度；
[0011]对金属薄片进行表面处理，以增强其与灌注树脂之间的界面结合强度；
[0012]将金属薄片按照铺层设计要求与玻纤布一同铺设于叶根位置，在叶根的厚度方向上，每隔预设层数的玻纤布放入一层金属薄片铺层，在叶根的轴向方向上依次设置为金属薄片与玻纤布混杂区、过渡区和玻纤布铺层区，通过倒角便于金属薄片与玻纤布在过渡区
的对接；
[0013]对已铺层好的金属薄片与玻纤布进行真空灌注树脂，升温并固化，完成叶片叶根的预制。
[0014]进一步，所述金属材料包括不锈钢、铝合金、钛合金中的一种或多种。
[0015]进一步，多个圆孔在金属薄片表面呈矩形阵列分布。
[0016]进一步，所述表面处理包括砂纸打磨、喷砂粗化、酸洗处理、磷化处理、火焰处理、硅烷偶联剂处理中的一种或多种处理方法。
[0017]进一步，所述金属薄片与玻纤布混杂区沿叶根轴向方向的长度能够覆盖风电叶片叶根圆螺母及螺栓的安装位置；过渡区中上下相邻的倒角对接位置在叶根的轴向方向上相互错开设定距离；在叶根的弦向方向上，每一层金属薄片通过多片金属薄片采取对接的方式拼接组成，每一层玻纤布通过多片玻纤布采取搭接的方式拼接组成，金属薄片的对接缝与上下相邻玻纤布的搭接区域在弦向上相互错开。
[0018]本专利技术的另一目的可以通过下述技术方案实现：
[0019]一种风电叶片叶根，采用上述所述的风电叶片叶根预制成型方法制成。
[0020]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0021]1、本专利技术通过在叶片叶根中引入金属薄片铺层材料，将玻纤增强复合材料与金属材料相结合，实现叶根连接处的局部加强效果，提高了与叶根圆螺母及螺栓接触的玻璃钢材料的强度及模量，避免了叶根通过唯一的加厚进行强度补偿的方式，有效减少了叶根的增强材料用量，实现叶根部件的减重。
[0022]2、本专利技术通过在叶片叶根中引入金属薄片铺层材料，在不改变叶根直径的情况下，可以根据实际需求增加根部截面中T形螺栓接头的数量，从而进一步降低螺栓及其周围玻璃钢材料承受的载荷，提高其使用寿命和叶根的安全系数，此外，叶根部件可承载更长更大叶片带来的载荷，从而提高风机发电量，带来较大的经济效益。
[0023]3、本专利技术对金属薄片铺层进行了不同方式的加工设计，利于金属薄片与灌注树脂的界面结合性能，减少失效的风险性，且提高了灌注工艺的操作性。
附图说明
[0024]图1为金属薄片倒角的俯视图。
[0025]图2为金属薄片倒角的侧视图。
[0026]图3为金属薄片与玻纤布铺层对接的示意图。
[0027]图4为金属薄片进行打孔处理的示意图。
[0028]图5为叶根轴向方向上的铺层示意图。
[0029]图6为叶根弦向方向上的铺层示意图。
[0030]图7为叶根在叶根圆螺母和螺栓安装位置的铺层示意图。
具体实施方式
[0031]为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，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1：
[0033]本实施例提供了一种风电叶片叶根预制成型方法，包括步骤，
[0034]S1
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1、选取合适的金属材料类型，加工成所需尺寸的金属薄片。金属薄片长度范围为1m～5m，宽度范围为0.5m～2.5m，厚度范围为0.2mm～1.0mm。金属材料包括不锈钢、铝合金、钛合金中的一种或多种，且涵盖每种金属材料下的不同金属型号。
[0035]本实施例选取304不锈钢为例，将其加工成长度3m、宽度2m、厚度0.8mm的金属薄片。
[0036]S1
‑
2、将金属薄片1长度方向的一端做斜切处理，形成倒角2，倒角范围为1:10～1:100，本实施例倒角以1:30为例，倒角边缘处用砂纸打磨圆滑，同时对玻纤布3(优选E7三轴玻纤布)进行同样倒角大小的斜切处理，通过对金属薄片进行斜切处理，在后期铺层时，能够使金属薄片与玻纤布良好吻合对接，同时能够增加金属材料与玻纤布在轴向对接位置的过渡区的长度，从而降低对接位置应力集中及失效的风险。金属薄片倒角如图1、图2所示，金属薄片1与玻纤布3的对接如图3所示。
[0037]S1
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3、如图4所示，在不影响金属薄片力学结构性能的条件下，对金属薄片1表面进行打孔处理，通过加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片叶根预制成型方法，其特征在于，包括，选取金属材料并加工成所需尺寸的金属薄片；将金属薄片长度方向的一端做斜切处理，形成倒角，同时对玻纤布进行同样倒角大小的斜切处理；在不影响金属薄片力学结构性能的条件下，对金属薄片表面进行打孔处理，通过加工出多个圆孔以便于提高后期灌注效率，且灌注后能够在圆孔位置形成树脂钉从而有效增强金属薄片与上下铺层的结合强度；对金属薄片进行表面处理，以增强其与灌注树脂之间的界面结合强度；将金属薄片按照铺层设计要求与玻纤布一同铺设于叶根位置，在叶根的厚度方向上，每隔预设层数的玻纤布放入一层金属薄片铺层，在叶根的轴向方向上依次设置为金属薄片与玻纤布混杂区、过渡区和玻纤布铺层区，通过倒角便于金属薄片与玻纤布在过渡区的对接；对已铺层好的金属薄片与玻纤布进行真空灌注树脂，升温并固化，完成叶片叶根的预制。2.根据权利要求1所述的一种风电叶片叶根预制成型方法，其特征在于，所述金属材料包括不锈钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚坤，邱成宇，梁镇宇，陈文光，顾育慧，李军向，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：