[发明专利]一种风轮叶片腹板翻边结构及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料结构设计技术领域，特别是涉及一种风轮叶片腹板翻边结构及其制作工艺。

背景技术

风电叶片主体结构由壳体和腹板组成，腹板一般由蒙皮包裹芯材而成，壳体和腹板通过结构胶粘接在一起(如图1所示)，为了增加粘接宽度，腹板设有翻边(图2中的3)。

传统的腹板设计方法为：粘接面的外形是由壳体外形直接偏移一定距离(即结构胶厚度)得到，因此粘接面也是一个曲面，并且腹板拐角在叶片长度方向随着叶片翼型的变化而不断变化。为了保证芯材和腹板模具的贴合，芯材斜角也要随之变化。有些叶片，叶根处这个角度约有100°，叶尖处这个角度只有85°左右。这些角度在叶片长度方向上无规律的、频繁的变化。而由于这些变化，导致了模具的翻边变化复杂，模具加工精度无法保证。另外，在制作腹板时，腹板的芯材也需要适应模具翻边角度的变化。而使用普通的机床加工这些芯材，难以保证芯材角度的准确，而专用的机床价格昂贵。故加工的芯材同设计尺寸总存在2到3mm的误差，该误差主要存在于腹板的轮廓边。由于模具和芯材同时均存在加工误差，模具翻边的角度与芯材边缘的角度不匹配，就会出现制造缺陷，比如空胶、富胶、褶皱等，影响叶片的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种风轮叶片腹板翻边结构及其制作工艺，以解决由于芯材拐角和折角变化，导致了模具的翻边变化复杂，模具加工精度无法保证；由于模具和芯材同时均存在加工误差，模具翻边的角度与芯材边缘的角度不匹配，就会出现制造缺陷，比如空胶、富胶、褶皱等，影响叶片的质量问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种风轮叶片腹板翻边结构，包括壳体、结构胶层和腹板、翻边，所述翻边与腹板连接，所述壳体与腹板、翻边通过结构胶粘接，其特征在于，所述壳体与腹板、翻边的粘接面是折面，所述腹板拐角为一个固定角度。

相应地，本发明还提供了一种风轮叶片腹板翻边结构制作工艺，所述腹板具有如上述的腹板翻边结构；制作所述腹板的腹板模具的拐角与腹板拐角值一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，将所述壳体与腹板、翻边的粘接面设置为折面相当于增加了粘接的宽度，会降低结构胶承受的剪切应力，使结构更加安全。将腹板拐角设置为固定角度，在腹板成型过程中，避免了因芯材尺寸或者角度不合适进行的剪裁、修整，芯材的铺放更加流畅、快速，除操作失误外，基本可以完全避免腹板拐角处的制造缺陷。

附图说明

图1所示为现有技术中风电叶片的结构示意图；

图2所示为图1中I部靠近叶根处的放大结构示意图；

图3所示为图1中I部靠近叶尖处的放大结构示意图；

图4所示为现有技术中I部制造缺陷1的示意图；

图5所示为现有技术中I部制造缺陷2的示意图；

图6所示为本实施例I部靠近叶根处的放大结构示意图；

图7所示为本实施例I部靠近叶尖处的放大结构示意图；

图8所示为本实施例腹板结构示意图；

图9所示为本实施例制造用模具的结构示意图；

图10所示为本实施例与模具结合的结构示意图；

图中：1壳体，2腹板，3翻边，4结构胶，5腹板，6模具。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图6、图7中，θ表示腹板拐角，α和β表示不同位置的示腹板折角，当θ为几个固定角度的时候，腹板拐角角度可以在叶片长度范围内每10m选择一个角度，而腹板折角α，随着壳体1和结构胶4厚度变化而变化。

腹板模具如图9所示。

图10是腹板在模具的示意图，从该图上看出，采用新型的腹板翻边设计能减少尺寸误差，同时，对于固定角度的芯材则容易加工。