[发明专利]一种垂直轴风力发电机的弦向分段制作叶片的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电机叶片的制作工艺，特别涉及一种垂直轴风力发电机的弦向分段制作叶片的制作工艺。

背景技术

现有的垂直轴风力发电机叶片大多采用整体拉挤成型工艺，随着风力发电设备的大型化，叶片弦长的设计值将超过数米，需要超大型的拉挤设备和极其复杂的工装工艺，成本高昂且实现难度非常大，极大地阻碍了垂直轴风电机组的大型化。

发明内容

本发明的目的在于公开一种垂直轴风力发电机的弦向分段制作叶片的制作工艺。

本发明采用的技术方案如下：把垂直轴风力发电机叶片沿弦长方向分成便于生产的若干段，段与段之间设计有定位和连接结构，分段拉制成型后，将叶片段在弦长方向组合成整体叶片；弦向分段制作叶片的制作工艺包括胶结、铆接、加增强箍和连接区的外部处理全部或部分过程：

A.对叶片段的连接区进行表面打磨毛糙、清洁处理和定位后，用胶粘剂将叶片段连接成一体；

B.用击芯铆钉或抽芯铆钉对所有连接区加固；

C.在叶片长度方向每隔一段距离加设一个增强箍8，增强箍8的外形与叶片翼型一致，增强箍8的内壁与叶片密切配合；

D.用填充材料处理连接处的细小缝隙。

其中，铆钉的规格和数量由以下方法确定：假定叶片长度方向的载荷按截面积均匀分布，计算出对应于叶片段连接区的纵向载荷，将纵向载荷转化为铆钉的剪切载荷，确定铆钉的规格和数量；确定时考虑200％～300％的安全系数。

当叶片并不十分巨大，或负载较小的情况下，可以省略胶结、增强箍，只采用铆接工艺。

附图说明

图1：本发明弦向分段制作叶片的连接工艺示意图；

图2：本发明弦向分段制作叶片第一叶片段的截面图；

图3：本发明弦向分段制作叶片第二叶片段的截面图；

图4：本发明弦向分段制作叶片第三叶片段的截面图；

图5：本发明弦向分段制作叶片的第一个连接结构截面图；

图6：本发明弦向分段制作叶片的第二个连接结构截面图；

图7：本发明弦向分段制作叶片的第三个连接结构截面图；

图8：本发明弦向分段制作叶片的第四个连接结构截面图；

图9：本发明弦向分段制作叶片的增强箍；

图中：1、第一叶片段  2、第二叶片段  3、第三叶片段  4、第一个连接结构  5、第二个连接结构  6、第三个连接结构  7、第四个连接结构  8、增强箍。

本发明解决了大型垂直轴风力发电机叶片难以制作的问题，有利于实现垂直轴风力发电机的大型化，并可以用较小的拉挤设备制作中型叶片，从而降低了中型叶片的生产成本。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例：

本发明的制作工艺如下：把垂直轴风力发电机叶片沿弦长方向分成便于生产的若干段，段与段之间设计有定位和连接结构，分段拉制成型后，采用连接工艺将叶片段在弦长方向组合成整体叶片，完整的连接工艺包括胶结、铆接、加增强箍和连接区的外部处理四个工艺过程，具体如下：

A.对图2、3、4所示叶片段的连接区进行表面打磨毛糙、清洁处理和定位后，用胶粘剂J3030将叶片段连接成一体；

B.用击芯铆钉或抽芯铆钉对所有连接区加固，形成如图5、6、7、8所示的连接结构，铆钉的规格和数量由以下方法确定：假定叶片长度方向的载荷按截面积均匀分布，计算出对应于叶片段连接区的纵向载荷，将纵向载荷转化为铆钉的剪切载荷，确定铆钉的规格和数量；确定时考虑200％～300％的安全系数；如：对于宽度60mm的连接区，在长度方向以双排方式均匀分布了222个，规格为6.4mm的铝合金铆钉；

C.在叶片长度方向每隔一段距离加设一个增强箍8，增强箍8的外形与叶片翼型一致，其内壁与叶片密切配合；如：每隔6～10m直接在叶片上手工糊制玻璃钢增强箍一个，并使其在该树脂体系要求的温度下在模具内良好固化；

D.用填充材料处理连接处的细小缝隙；如：将玻璃纤维剪成毫米量级长度后混入树脂内，充分搅拌后填缝，固化后再对叶片整体喷涂防紫外胶衣。