CN103909662A - 一种采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，该方法包括预埋螺栓套预制块的制备和预埋螺栓套预制块与风机叶片成型。本发明通过拉挤工艺制作预埋螺栓套预制块，拉挤工艺具有连续性，工业化程度高，生产效率高，其制作的产品具有质量稳定、尺寸精确高，强度大等优点，可很好的满足叶片根部载荷大，要求连接螺栓数量多的风机叶片上。可克服采用手工铺设糊制导致的铺层不连续，层间不均匀，易出现褶皱，气泡等不足的问题。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种风机叶片根部采用预埋螺栓套制造叶片根部的方法，具体涉及一种通过玻璃钢拉挤成型工艺，来制造拉挤成型螺栓套预埋件，使用拉挤成型的螺栓套预埋件排布叶片根部与叶片壳体整体灌注成型，来制作叶片根部预埋螺栓套的方法。
背景技术
中国风电行业从2005年开始，经过9年的快速发展，风力发电机组产品得到了快速丰富，机型已经有几十种。其覆盖的风场从超一类到弱四类。
连云港中复连众复合材料集团有限公司研发生产的风力发电机组上的风轮叶片。长度由31米延伸到了75米。风机叶片是转化风能的关键部件之一，其运行的平稳性对风力机发电及其重要，水平轴风力发电机组风轮叶片是通过使用高强度螺栓与风机轮毂连接的，随着叶片长度的增长，叶片重量也增大，叶片所受载荷也增大，高强度连接螺栓需承受来自叶片上的各种载荷也随之增大。
目前，国内风机叶片普遍采用根部采用打孔式来安装叶片根部连接螺栓，该种方法对于风机叶片根部承受载荷较小和螺栓安装数量上的风机叶片来说应用较成功，但是随着风电机组功率的增大，与之配套的风机叶片的长度及其根部尺寸也越来越大，其重量也随之增大很多，这就造成了风机叶片根部连接螺栓要承受更大的载荷，对其的性能要求也就更高，对于开发符合要求的根部螺栓其难度更大，开发增强根部性能的方法成为解决问题的途径。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种质量稳定、尺寸精确，可操作性强，粘接性能可靠，连接强度高，生产效率高的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法。本发明提供的风机叶片根部预埋螺栓套成型方法制备得到的风机叶片，可满足风机叶片根部承受载荷较大或者螺栓数量多的风机叶片。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其包括以下步骤：
预埋螺栓套预制块的制备：
a、首先取金属螺栓套，先用第一连接头将金属螺栓套与过渡段连接起来，所述的过渡段由钢管或芯材制成，钢管内部需填充轻质材料，然后对金属螺栓套及过渡段外表面进行喷砂处理，增加其表面粗糙度，然后将若干个金属螺栓套采用第二连接头连接起来得到金属螺栓套条；
b、按照工艺设计要求，将用连接头连接起来的金属螺栓套和过渡段条放置在拉挤设备的管模内，然后把设计好的玻璃纤维纱排布在纱架中，设定好工艺参数后，然后用拉挤设备将玻璃纤维纱牵拉经过集纱架、胶槽、多个并排的分纱板，牵引进入成型模具，让金属螺栓套条及其浸有树脂的玻璃纤维纱在成型模具内，通过拉挤，加热固化成型，然后经过切割机按尺寸要求切割成预埋螺栓套预制块；
预埋螺栓套预制块与风机叶片成型：
在叶片模具根部上按照工艺设计铺设一定层的玻璃纤维布，将完成的预埋螺栓套预制块排布在叶片模具根部，并用螺栓将预埋螺栓套预制块固定在叶片模具根部的定位法兰上，然后在预埋螺栓套预制块上面铺设一定层的玻璃纤维布，铺设真空薄膜，建立真空灌注系统，再将预埋螺栓套预制块与叶片整体灌注树脂，加热固化成型。叶片整体制作完成后，待到安装根部螺栓工序时，可直接在金属螺栓套内安装螺栓。
作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的金属螺栓套采用42CrMoA合金钢制成。具有高强度，连接稳定可靠，能满足风机叶片高载荷运行的需要。并且螺栓套尺寸根据风机叶片根部尺寸与螺栓数量要求设计螺栓套尺寸。
作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的轻质材料为PVC等材料。
作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述胶槽内装有环氧树脂或乙烯基树脂。
作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的玻璃纤维纱采用1109股4800TEX直接纱。
作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，拉挤速度小于0.1m/min，管模内各个加热板的温度可根据树脂厂家推荐的温度进行设置，从而实现加热固化成型。
本发明提供的风机叶片根部预埋螺栓套成型方法，其中螺栓套末端连接楔形金属件，可保证螺套末端平滑过渡，增加连接牢固程度。本发明金属螺栓套外表面经过喷砂处理，能与浸有树脂的玻璃纤维纱有充足的粘接面，可有效的避免粘接缝隙和孔洞，提高金属螺栓套的粘接可靠性能。
本发明所述的风机叶片根部预埋螺栓套成型方法，预埋螺栓套的制备在单独模具中先制造，无需占用叶片壳体主模具，可有效的提高产品生产效率。
本发明采用拉挤成型工艺将风机叶片根部用金属螺栓套与玻璃纤维纱及树脂拉挤成风机叶片根部预埋螺栓套，将螺栓套排布于风机叶片根部，然后与风机叶片根部玻璃纤维层一起成型，利用的拉挤工艺是连续的，制作的预埋螺栓套质量稳定、尺寸精确，可克服采用手工铺设糊制导致的铺层不连续，层间不均匀，易出现褶皱，气泡等不良情况的不足。采用本发明拉挤连续生产方法，将根部预埋螺栓套包裹在拉挤纤维内部，可大大提供生产效率，且可保证产品质量和性能，根部强度高，可很好的满足5MW及以上，风机叶片75米长及以上，载荷需求大的风机叶片。
有益效果：本发明提供的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法和现有技术相比具有以下优点：
发明提供的风机叶片根部预埋螺栓套成型方法，通过拉挤工艺制作预埋螺栓套预制块，拉挤工艺具有连续性，工业化程度高，生产效率高，其制作的产品具有质量稳定、尺寸精确高，强度大等优点，可很好的满足风机叶片根部所受载荷打或者根部连接螺栓多的风机叶片。可克服采用手工铺设糊制导致的铺层不连续，层间不均匀，易出现褶皱，气泡等不足的问题。
并且本发明采用螺栓将预埋螺栓套预制块固定在叶片模具根部的定位法兰上，最后将预埋螺栓套预制块与叶片整体灌注固化成型，定位准确度高，连接更加牢固，粘结牢固程度高，可靠性强。
附图说明
图1为本发明所述的预埋螺栓套预制块的结构示意图。
图2为本发明所述的采用拉挤工艺制造风机叶片根部预埋螺栓套的过程示意图。
图3为本发明所述的管模的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于包括以下步骤：
预埋螺栓套预制块的制备：
a、如图1所示，首先取金属螺栓套（1），用第一连接件（4-1）将金属螺栓套（1）和过渡段（2）连接在一起，所述的过渡段（2）由钢管或芯材制成，钢管中间填充轻质PVC材料（3），然后对金属螺栓套（1）及过渡段（2）外表面进行喷砂处理，增加其表面粗糙度，然后将若干个金属螺栓套（1）采用第二连接头（4-2）连接起来得到金属螺栓套条；
b、如图2和图3所示，按照工艺设计要求，将通过第一连接件（4-1）连接的金属螺栓套（1）和过渡段（2）条放置在拉挤设备的管模（5）内，然后把设计好的玻璃纤维纱排布在拉挤设备的两侧在纱架（6）中，玻璃纤维纱直接从两侧纱架（6）装置中出发，通过两侧的装有环氧树脂或者乙烯基树脂的两个胶槽，使玻璃纤维纱浸润有树脂，然后定位好管模（5）（管模（5）定位依靠管模定位板（5-1）和四轴支架上的管模定位板，管模（5）与成型模具（10）不同轴心），金属螺栓套条通过定位准确的管模（5）与浸润有树脂的玻璃纤维纱汇集，且浸润有树脂的玻璃纤维纱在拉挤设备牵引下，通过多个并排的分纱板（9），管模（5）定位板，束纱板（12）进入成型模具（10）的模腔（其中分纱板（9）的设计可根据产品尺寸中直接纱的含量环形均布，从而保证纤维在模具中的分布的合理性），让金属螺栓套条及其浸有树脂的玻璃纤维纱在成型模具（10）内，通过拉挤，加热固化成型，然后经过切割机（11）按尺寸要求切割成预埋螺栓套预制块；
预埋螺栓套预制块与风机叶片成型：
首先处理叶片模具，然后在根部按照工艺设计铺设一定层的玻璃纤维布，再按预埋螺栓套预制块按叶片工艺要求排布在叶片根部，并用螺栓将预埋螺栓套预制块固定在叶片模具根部的定位法兰上，然后在预埋螺栓套预制块上面铺设一定层的玻璃纤维布，铺设真空薄膜，建立真空系统灌注系统，最后将预埋螺栓套预制块与叶片整体灌注树脂固化成型。等叶片整体制作完成后，待到安装根部螺栓工序时，直接在金属螺栓套内安装螺栓。
以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的金属螺栓套（1）采用42CrMoA合金钢制成。
以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的玻璃纤维纱采用1109股4800TEX直接纱。
以上所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，所述的管模（5）内配置加热系统，可保证内嵌螺栓套达到预定温度后才进入成型模具（10）内，从而可避免温度差导致的固化问题和产品质量问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于包括以下步骤：
预埋螺栓套预制块的制备：
a、首先取金属螺栓套（1），先用第一连接头（4-1）将金属螺栓套（1）与过渡段（2）连接起来，所述的过渡段（2）由钢管或芯材制成，钢管内部需填充轻质材料（3），然后对金属螺栓套（1）及过渡段（2）外表面进行喷砂处理，增加其表面粗糙度，然后将若干个金属螺栓套（1）采用第二连接头（4-2）连接起来得到金属螺栓套条；
b、按照工艺设计要求，将用连接头（4-1）连接起来的金属螺栓套（1）和过渡段（2）条放置在拉挤设备的管模（5）内，然后把设计好的玻璃纤维纱排布在纱架（6）中，然后用拉挤设备将玻璃纤维纱牵拉经过集纱架（7）、胶槽（8）、多个并排的分纱板（9），牵引进入成型模具（10），让金属螺栓套条及其浸有树脂的玻璃纤维纱在成型模具（10）内，通过拉挤，加热固化成型，然后经过切割机（11）按尺寸要求切割成预埋螺栓套预制块；
预埋螺栓套预制块与风机叶片成型：
在叶片模具根部上按照工艺设计铺设一定层数的玻璃纤维布，将上述制备得到的预埋螺栓套预制块排布在叶片模具根部上，并用螺栓将预埋螺栓套预制块固定在叶片模具根部的定位法兰上，然后在预埋螺栓套预制块上面铺设一定层数的玻璃纤维布，铺设真空薄膜，建立真空灌注系统，再将预埋螺栓套预制块与叶片整体灌注树脂，树脂灌注完毕后，加热，树脂固化成型。
2.根据权利要求1所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于，所述的金属螺栓套（1）采用42CrMoA合金钢制成。
3.根据权利要求1所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于，所述的轻质材料（3）为PVC或轻木材料。
4.根据权利要求1至3任一项所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于，所述胶槽（8）内装有环氧树脂、乙烯基树脂或聚氨酯树脂材料。
5.根据权利要求4所述的采用拉挤工艺制造的风机叶片根部预埋螺栓套的方法，其特征在于，所述的玻璃纤维纱采用1109股4800TEX直接纱。
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