[实用新型]一种风力发电机叶片钢制粱帽

说明书

本实用新型公开一种风力发电机叶片钢制粱帽，所述钢制粱帽包括钢材部分、巴沙木部分、玻璃钢部分，其中钢材部分位于钢制粱帽的左右两侧，巴沙木部分位于两侧钢材部分的中间，玻璃钢部分位于钢制粱帽的外表面，并将钢材部分、巴沙木部分包裹并连接为整体。钢材部分通过多层薄钢板重叠以及环氧树脂灌注的方式，解决了钢材曲面成型成本高、工艺复杂的困难。相对于传统的玻璃钢粱帽，本实用新型所提供的钢制粱帽，力学性能高、重量低、成本低、工艺简单，并且在叶片退役后，钢制粱帽中的钢材可以回收再利用，减少资源浪费和环境污染。

技术领域

本实用新型涉及风电叶片的粱帽结构，具体涉及一种风力发电机叶片的钢制粱帽。

背景技术

叶片是风力发电机吸收风能的主要部件，在运行过程中受到非常大的运行载荷，因此叶片的主要结构材料需要有较大强度、刚度，一方面保障叶片的结构安全，另一方面减小叶片的变形量，避免叶片与塔筒碰撞。此外，由于叶片的外形通常为曲面形状，因此需要叶片的结构材料需要有便捷的成型工艺。由于玻璃钢拥有较高的力学性能并且成型工艺简单，因此是目前大型风力发电机叶片的主要结构材料。

但是，玻璃钢是由玻璃纤维和树脂组成，属于化工材料，导致玻璃钢的成本高、能耗高、污染大，更重要的是，在风力发电机叶片淘汰后，大量的玻璃钢材料无法处理，造成二次污染和二次浪费。我国早期大批量装机的风机叶片，很多已经接近寿命极限，如何回收处理，目前面临着严峻挑战。

此外，随着叶片的长度越来越长，玻璃钢的性能也不能满足叶片的结构设计要求，碳纤维虽然性能优异，但价格却十分昂贵，无法大批量使用，况且碳纤维同样面临无法回收再利用的难题。钢材的强度、刚度均优于玻璃钢，且钢材成本低并可以循环再利用，但钢材在制造曲面部件，尤其是大型曲面零件时，加工工艺复杂、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有叶片中玻璃钢材料力学性能不足、成本高以及材料回收难的问题，提供一种风力发电机叶片的钢制粱帽以及制造步骤。

本实用新型所提供的风力发电机叶片的钢制粱帽，包括钢材部分、巴沙木部分、玻璃钢部分，所述钢材部分位于钢制粱帽的左右两侧，所述巴沙木部分位于两侧钢材的中间，所述玻璃钢部分位于所述粱帽的外表面，将所述钢材部分、所述巴沙木部分包裹并连接为整体。

所述钢制粱帽中的钢材部分由多层厚度0.5~1mm、宽度80~120mm的钢板沿粱帽的厚度方向重叠而成，相邻钢板之间放置与钢板等宽度的玻璃纤维连续毡，其中，所述钢板的强度等级不低于10.9级。

所述钢制粱帽中的钢材部分、巴沙木部分、玻璃钢部分通过环氧树脂真空灌注的方式，使钢制粱帽成为整体结构；所述钢制粱帽的制造步骤包括：

（1）根据风机叶片的形状以及运行载荷，进行力学分析并确定粱帽在叶片中的位置以及厚度，并根据钢制粱帽的底面、侧面制作粱帽模具；

（2）在粱帽模具的底面、侧面依次铺放导流网、隔离膜、脱模布；

（3）铺放玻纤布，布宽大于粱帽截面周长50~100mm，超出粱帽模具侧面的玻纤布铺放在模具法兰上；

（4）沿模具左右侧边铺放设计层数、位置的钢板，每铺放一层钢板，需铺放一层与钢板等宽的玻璃纤维连续毡，从而形成钢制粱帽的钢材部分；

（5）在粱帽模具的中间位置，铺放巴沙木，形成钢制粱帽的巴沙木部分；

（6）用模具法兰上的玻纤布将钢板部分、巴沙木部分的覆盖；

（7）在玻纤布表面铺放一层脱模布，在粱帽模具的一侧铺放一根与粱帽长度相同的螺旋管，在粱帽模具的另一侧铺放与粱帽长度相同的注胶管，然后用真空袋将粱帽以及螺旋管、注胶管密封；

（8）通过螺旋管将模具抽真空，通过注胶管将环氧树脂导入粱帽模具，当环氧树脂浸透所有材料后，加热固化树脂，使粱帽成型，然后脱模，得到钢制粱帽。