[发明专利]一种风力发电叶片下壳体与前缘粘贴角一体成型的方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，主要涉及一种风力发电叶片下壳体与前缘粘贴角一体成型的方法。

背景技术

风力发电叶片的成型过程中，由于本身体积大，而且内部存在支撑件，所以难以一次成型，一般是通过将叶片分成上下壳体来制作，然后通过上下壳体粘接的方式，使得上下壳体形成整体叶片。为保证足够的粘接强度，必须采用前缘粘贴角增大上下壳体粘接时的粘接面积。风力发电叶片在制作时，可以分以下几个步骤，如图1：

a)上、下壳体铺层。此步骤是指将玻璃纤维布铺设到模具表面，作为叶片的增强材料。

b)上、下壳体的灌注。此步骤是通过在上下壳体模具上分别建立真空系统，将叶片的上下壳体的玻璃纤维结构包覆在真空系统内，利用大气压力，将树脂灌注到玻璃纤维布中，使树脂完全浸润玻璃纤维布。

c)上、下壳体的固化。此步骤是通过上下壳体模具自带的加热装置，使得树脂逐渐反应，粘度逐渐变大，最后变成固体的过程。

d)上、下壳体脱模，在下壳体的前缘制作前缘粘贴角。此步骤是指在下壳体的前缘，制作一条粘接带，以增加叶片上下壳体粘接时前缘的粘接面积。

e)粘接腹板。此步骤是指在下壳体上，粘接内部支撑件的过程。

f)合模。此步骤是指将上、下壳体粘接到一起的过程。

风电叶片在使用的过程中，前缘不但受到各种载荷的作用，尤其还需承受各种风沙的冲击，侵蚀，所以前缘也成为了叶片最容易损害的区域之一，前缘粘接的质量将直接决定叶片的寿命，而前缘本身制品薄，平均厚度不足6mm，如图2，粘接面积不足，粘接强度低，这将导致叶片在旋转的过程中，上下壳体开裂，叶片直接报废，所以，设计中便通过步骤d)制作前缘粘贴角的方式来增加前缘的粘接面积，使得前缘有足够的强度，以保证叶片的使用寿命，可见前缘粘贴角在整个叶片制作过程中的重要地位。

目前行业内制作前缘粘贴角均采用手糊成型工艺，该工艺的制作过程可以分为以下几步：

清理叶片下壳体模具的前缘法兰，方便在此位置放置前缘粘贴角模具，打磨已固化的下壳体制品前缘。此步骤主要是由于下壳体在成型过程中，制品前缘不平整，所以需要打磨下壳体前缘不平整的部分。

安装前缘粘贴角模具(上、下壳体和前缘粘贴角分别具有独立的模具)。此步骤需调整前缘粘贴角模具与下壳体模具前缘之间的间隙，以及俯仰的角度。

手糊。此步骤是将混合好的树脂通过毛滚或刷子，均匀的涂在玻璃纤维布上，使其完全浸润玻璃纤维布，然后再将浸润好的玻璃纤维布铺在前缘粘贴角模具的型面和已固化的下壳体前缘上，铺设时，完全浸润的玻璃布宽度的一半铺设再前缘粘贴角模具的型面上，宽度的另一半铺设在已固化的下壳体前缘上。最后使用毛滚将完全浸润的玻璃布与前缘粘贴角模具之间的气泡赶出。每铺一层玻璃纤维布，上述过程需要重复进行一次。

固化脱模。固化的目的是使得前缘粘贴角铺层和下壳体前缘达到牢固的粘接。脱模是指等树脂固化后，脱去前缘粘贴角模具。

打磨前缘粘贴角。此步骤是将制作好的前缘粘贴角进行切边，以达到合适的粘接面积。

上述工艺称为手糊工艺，操作过程复杂，效率较低，操作环境差，且由于手工操作的不稳定性，造成返工次数较多，而且，手糊成型工艺受环境温度影响较大，尤其是夏、冬天的温差以及白天、夜里的温差，使前缘粘贴角的脱模时间难以稳定，导致制品质量也有差异。

发明内容

本发明为了解决手糊工艺中的诸多问题，提出一种风力发电叶片下壳体与前缘粘贴角一体成型的方法，不仅提高前缘粘接的质量，而且省去单独制作前缘粘贴角以及等待其固化的时间，改善操作环境，提高生产效率。

本发明提出的一种风力发电叶片下壳体与前缘粘贴角一体成型的方法，包括前缘粘贴角模具制作、前缘粘贴角模具与叶片下壳体模具的固定和前缘粘贴角与叶片下壳体的一体灌注成型；

本发明的具体方法为：

一体灌注成型所用前缘粘贴角模具的制作；

在叶片的上、下壳体模具空置状态下，进行前缘粘贴角模具制作；所述前缘粘贴角模具分两部分制作，在叶片的下壳体模具前缘法兰制作前缘粘贴角模具的底面，在叶片的上壳体模具前缘法兰制作前缘粘贴角模具的型面，再通过叶片上下壳体模具的合模，将上述制作的前缘粘贴角模具的两部分粘接；具体制作过程可分为以下几个步骤；

1)在叶片下壳体模具前缘法兰制作前缘粘贴角模具的底面；

2)在叶片上壳体模具前缘法兰以及型面制作前缘粘贴角模具的型面；

3)在前缘粘贴角模具的底面上涂胶粘剂；