[发明专利]一种风电叶片主梁或辅梁结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片主梁或辅梁结构，包括板材、低面密度织物和树脂，所述板材在弦向和纵向方向上都相互叠加，板材包括主板和设置在主板端部的侧板，所述侧板的厚度小于主板的厚度，弦向方向上相邻板材的叠加部分通过相邻板材的侧板之间相互叠加，且侧板之间相互叠加的部分的厚度不大于主板的厚度，纵向方向上的相邻板材之间设置有低面密度织物，所述树脂填充在板材和板材之间，板材和低面密度织物之间。采用本发明的板材及制造方法，有效增加树脂通道长度和拐角数量，阻碍下层已熔化树脂过度向上层渗透，能够有效控制树脂的流动速度，防止层间树脂含量偏低而出现缺陷，并提高树脂的利用率，最终得到的风电叶片的质量较好。

技术领域

本发明属于风电叶片技术领域，具体涉及一种风电叶片主梁或辅梁结构及其制造方法。

背景技术

目前大型风电叶片的主流生产工艺为真空灌注工艺，其主要原理是将纤维布铺设完全后构建真空系统，抽到一定的真空负压值的时候，灌注树脂。树脂在大气压的作用下迅速进入系统，完成叶片的灌注。在灌注工艺设计中，灌注系统注胶口和真空系统抽气口的数目是有限的，同时在树脂的混合中会有微小的气泡随着树脂进入真空系统，为了除去这些杂质，保证灌注质量，灌注系统注胶口和抽气口位置需要经过仔细计算和调整，但是由于系统可能意外漏气或者是纤维束之间的阻力太大，容易形成气泡，出现白斑。这种现象对于叶根较厚的区域、对于碳纤维叶片更为严重。白斑的存在使叶片的性能大打折扣，导致叶片质量不稳定，废品率较高。并且灌注过程中对树脂流动情况和含量难以控制，易导致浸渍不良、气泡、包胶等缺陷产生，严重影响叶片质量，且灌注需要大量导流材料，操作时间长、难度大。

目前，为了解决出现皱褶和层间气泡等质量问题，有研究人员在板材之间放入纤维预浸料，如专利申请号CN 201410173248.8公开了一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，将拉挤单向纤维片材铺设在叶片主梁或辅梁模具上，在两层单向纤维板材之间放入对应纤维的预浸料(如碳纤维拉挤片材就对应碳纤维预浸料)，通过加热使得预浸料内的树脂熔化，从而将相邻两层片材粘结起来，最后将所有的片材形成一个大的整体，采用该技术方案不需要真空灌注树脂。此专利中使用不同宽度的矩形片材，下层已熔化树脂容易过度向上层渗透，导致下层层间树脂含量偏低，层间预浸料在不同区域树脂含量差异较大，易出现质量缺陷。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种风电叶片主梁或辅梁结构及其制造方法。

本发明提供了一种风电叶片主梁或辅梁结构，包括板材、低面密度织物和树脂，所述板材在弦向和纵向方向上都相互叠加，板材包括主板和设置在主板端部的侧板，所述侧板的厚度小于主板的厚度，弦向方向上相邻板材的叠加部分通过相邻板材的侧板之间相互叠加，且侧板之间相互叠加的部分的厚度不大于主板的厚度，纵向方向上的相邻板材之间设置有低面密度织物，所述树脂填充在板材和板材之间，板材和低面密度织物之间。

优选的，所述侧板的一面和主板的一面平齐。

优选的，所述侧板之间相互叠加的部分的总厚度等于主板的厚度。

优选的，本发明所述板材分为两侧边板材和中间板材。

优选的，所述中间板材的主板上侧板有2块，分别设置在主板的两端，分为左侧板和右侧板，相对的左侧板和右侧板的表面分别和主板的正面和反面平齐。

优选的，两侧边板材中主板只有一端有侧板，并且两侧边板材中侧板的表面分别和主板的正面和反面平齐。

本发明还提供了一种风电叶片主梁或辅梁的制造方法，包括如下步骤：

1)在主梁或辅梁模具上铺设脱模布，脱模布上铺设树脂；

2)拉挤成型的板材上表面和下表面均铺设脱模布，在树脂上铺设去除脱模布的板材，弦向方向上相邻板材的叠加部分通过相邻板材的侧板之间相互叠加，形成Z字形通道；