[发明专利]一种采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法

说明书

本发明公开了一种采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法，该方法步骤包括：取碳纤维无捻纱摆放于纱架(1)上，然后将碳纤维无捻纱依次穿过集纱架(2)、胶槽(3)和预成型板(4)；在胶槽(3)内注入树脂胶液；使碳纤维无捻纱经过胶槽(3)后被树脂胶液浸透；预浸树脂胶液的碳纤维无捻纱通过预成型板(4)上的胶辊，将多余的树脂胶液挤掉，然后拉至铺设在主梁模具(5)设定长度范围内位置；重复以上步骤，直到完成主梁全部铺层，固化后铺设得到叶片主梁。本发明工艺合理，可操作性强，相比现有技术可降低40％制造成本，减少60％的主梁重量，大大降低叶片载荷，提高风机叶片的发电效率，取得了很好的预料不到的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组风轮叶片碳纤维主梁的制造方法，具体涉及采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法。

背景技术

风力发电在中国已得到了广泛的发展与应用，从陆上到海上，中国每年新增装机容量达几十个“GW”。陆上目前主要以开发2MW～3MW机型为主，而海上风电开发4MW～6MW，或是更大MW级风力发电机，风机叶片长度从五十多米到八十多米。

由于叶片长度不断加长，叶片重量越来越重，叶片载荷越来越大。为减轻叶片重量、降低载荷，增加叶片刚度。目前国内叶片主梁通常采用玻纤布与环氧树脂制作，在刚度和重量等方面已渐渐的不能满足需要。为了降低叶片重量，采用碳纤维布和环氧树脂采用真空灌注的方法来制作叶片主梁，此种方式叶片重量与载荷都会下降，但是工艺复杂，且叶片制造成本较高。

本发明通过大量实验筛选，采用碳纤维无捻纱和环氧树脂制作主梁，不但能满足叶片减重，还比直接用碳纤维布真空灌注制作的叶片主梁减少将近40％的成本。并且比使用玻纤制造同等刚度的主梁重量减轻了60％，提高风机叶片的发电效率，取得了很好的技术效果。

发明内容

发明目的：本发明是为了克服现有技术的不足，提高一种可操作性强，生产工艺稳定的湿法预浸碳纤维无捻纱制作叶片主梁的方法。本发明可有效降低叶片重量，快速提升叶片的刚度，提高风机叶片的发电效率，并且可大大降低叶片的成本，具有重要的应用价值。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法，包括以下步骤：

a、取碳纤维无捻纱摆放于纱架上，然后将碳纤维无捻纱依次穿过集纱架、胶槽和预成型板；

b、在胶槽内注入树脂胶液；

c、采用动力装置拉动碳纤维无捻纱的端头，使碳纤维无捻纱经过胶槽后被树脂胶液浸透；预浸树脂胶液的碳纤维无捻纱通过预成型板上的胶辊，将多余的树脂胶液挤掉，使碳纤维无捻纱束内的含树脂胶量适当；然后使用动力装置拉至主梁模具设定长度范围内位置；

重复以上动作，将主梁模具幅宽铺满形成一层含树脂的碳纤维布，按以上步骤直到完成主梁全部铺层，固化后铺设得到叶片主梁；

为了减少碳纤维主梁每层碳纤维布的端头应力集中，将每层的碳纤维布的端头剪成角度为30°的波浪形。

本发明通过大量实验筛选发现，每层碳纤维布的端头应力比较集中，最后多层碳纤维布铺设得到的主梁会出现翘边，刚度等机械强度低的不足。本发明通过大量实验筛选，将碳纤维布的端头剪成角度为30°的波浪形，可大大降低每层碳纤维布的端头集中应力，从而可大大提高主梁的机械强度。

作为优选方案，以上所述的采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法，所述的树脂胶液为环氧树脂，叶片主梁使用碳纤维无捻纱与环氧树脂固化制作。

作为优选方案，以上所述的采用湿法预浸碳纤维无捻纱制造叶片主梁的方法，动力装置包括牵引机，与牵引机相连的牵引线和与牵引线相连的牵引板；所述的牵引板与碳纤维无捻纱的端头相连。