一種風電葉片鈍尾緣加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風電葉片鈍尾緣加工裝置，尤其涉及一種纖維增強復合材料風力渦輪機葉片的鈍尾緣的加工裝置，屬于風力渦輪機葉片設計與制造方法和技術領域。
【背景技術】
[0002]風能作為新能源家族中的一員，對促進能源供應多元化和保護生態環境發揮著重要作用，特別是近年來，伴隨著技術的進步，為了充分利用風能和提高度電成本，風力渦輪機機組單機容量的不斷增加，風力渦輪機葉片也越來越長，葉片的結構、氣動性能以及產品質量已經成為衡量風力渦輪機服役性能的關鍵因素之一。
[0003]鈍尾緣翼型在氣動性能上具有較低的粗糙度敏感性，采用這類翼型的風力渦輪機葉片具有更強的環境適應性，使葉片在受到昆蟲、微生物、化學腐蝕、風沙侵蝕等環境影響后仍能保持良好的氣動效率，同時，鈍尾緣葉片在尾緣處增加了一個附加幾何面，這個附加的幾何面大多近似垂直于當地翼型的弦線，由于此處遠離葉片截面結構的彈性中心，通過增加尾緣處的復合材料結構鋪層厚度可以提高的葉片的結構效率，增加葉片的揮舞和扭轉剛度。因此，在滿足氣動和結構設計要求下，采用鈍尾緣葉片和合適的尾緣設計和制造工藝可以提高葉片材料利用效率，制造出發電量更多和質量更輕的風力渦輪機葉片。
[0004]從葉片各構件的布局來看，靠近尾緣的芯材起到提高葉片結構穩定性的作用，成為葉片殼體結構中不可缺少的一部分，尾緣單向纖維增強提供了主要的擺振剛度和抵抗剪切變形，外蒙皮是靠近葉片最外側的主要承力部分，起到穩定葉片氣動外形、接收風壓載荷，防止葉片受到侵蝕和穩定殼體芯材的作用，內蒙皮與外蒙皮類似，也具有穩定芯材和提供一定承受外載荷的作用，與外蒙皮一起保護著整個葉片結構。由于粘接結構膠的強度遠遠小于復合材料的強度，壓力面和吸力面的粘接成為葉片的薄弱位置，因此，通常采用尾緣內手糊加強和外手糊加強來輔助和鞏固葉片尾緣的粘接。鈍尾緣垂直部分附近的芯材通常作為支撐來增加尾緣結構膠的粘接面積，提高尾緣的連接強度。根據模具的加工難易程度和企業的技術特點，現有鈍尾緣葉片分模線(即結構膠粘接線)一般設置在尾緣垂直部分中心線處，或者設置在尾緣靠近壓力面(或者吸力面)一側。采用這種結構在工藝上實現起來比較容易，尾緣單向布沿壓力面和吸力面尾緣鋪設，采用芯材填充壓力面和吸力面尾緣線不重合形成的幾何空間，在芯材上涂覆粘接結構膠，合模實現葉片殼體的粘接，然后采用傳統的尖尾緣葉片類似的尾緣內外手糊加強。
[0005]隨著裝機容量的迅速增加，葉片損傷和失效屢有發生，其中葉片尾緣開裂和尾緣屈曲相當常見。鈍尾緣葉片具有獨特的尾緣構造，其尾緣垂直部分型面獨立于壓力面和吸力面，另外，用于粘接的尾緣區域往往難以形成兩個接近且平行的幾何型面，因此，鈍尾緣葉片面臨著更為復雜的尾緣連接、鋪層設計和工藝成型的難題。
[0006]針對鈍尾緣葉片中特有的厚尾緣特性，尾緣部位遠離葉片截面構造的彈性中心，這部分材料對擺振剛度貢獻最大，采用低彈性模量的泡沫芯材，不是最優的結構形式，不利于葉片整體結構效率。降低了葉片的整體剛度和結構穩定性。相對于層合復合材料，粘接結構膠的本構強度和粘接界面的強度都比較低，而葉片尾緣部分承受較大揮舞剪切應力和扭轉剪應力，勢必尾緣成為葉片結構薄弱環節，而手糊加強鋪層受到氣動外形、內部操作空間以及工藝本身的限制，實現尾緣強度大幅增加往往得不償失。因此，在保證尾緣纖維沿展向的連續鋪設下，改善尾緣單向纖維增強鋪層，實現葉片剛度顯著增加和強度提高具有明顯的工程實用價值。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的上述缺點與不足，本實用新型所要解決的技術問題提供了針對風力渦輪機葉片鈍尾緣鋪層的加工裝置，可以有效提高葉片尾緣連接強度和抗失穩能力，還能最大限度的提高材料利用率，具備較強的工程可操作性。
[0008]本實用新型為解決其技術問題所采取的技術方案是:
[0009]一種風電葉片鈍尾緣加工裝置，包括內模具、外模具、固定在內模具上的支架、葉根擋板和葉尖擋板，其特征在于，所述的內模具和外模具，分別至少包括壓力面部分和吸力面部分，內模具的外表用于構造尾緣預制件的內表面形貌和支撐纖維鋪層，外模具的內表面用于構造尾緣預制件的內表面形貌。
[0010]優選地，所述的內模具和外模具在鈍尾緣局部還包括尾緣垂直部分。
[0011]優選地，所述內模具的外表面貼附著若干樹脂釘，當纖維鋪放在內模具上時，纖維鋪層穿過樹脂釘實現纖維鋪層的準確鋪放，防止纖維不必要的滑移。
[0012]優選地，所述內模具上的支架形成一個樹脂灌注平臺，提供灌注操作空間，并形成一個吸力面尾緣的垂直端面。
[0013]優選地，所述外模具的葉根、葉尖擋板垂直固定在內模具表面，用于定位尾緣預制件在展向的起始和終止位置。
[0014]同現有的技術對比，本實用新型的風電葉片鈍尾緣加工裝置具有以下顯著技術效果:
[0015]1.利用本實用新型制備的尾緣增強預制件的纖維布采用交替鋪放，跨越了壓力面、吸力面以及鈍尾緣垂直部分，充分利用了垂直部分的幾何空間，尾緣結構更緊湊，材料利用率更高。
[0016]2.本實用新型的風電葉片鈍尾緣加工裝置具有結構簡單，適應性強，可滿足多種成形工藝的要求。
【附圖說明】
[0017]圖1.本實用新型的纖維增強復合材料葉片整體構造示意圖；
[0018]圖2.本實用新型的纖維增強復合材料葉片截面構造示意圖；
[0019]圖3.本實用新型葉片鈍尾緣部分剖面鋪層構造示意圖；
[0020]圖4.葉片鈍尾緣模具截面正視圖；
[0021]圖5.葉片純尾緣t吳具截面側視圖；
[0022]圖6.葉片鈍尾緣內模具展開示意圖；
[0023]圖7.葉片尾緣增強纖維單層示意圖；
[0024]圖8.第I層尾緣增強纖維鋪覆位置示意圖；
[0025]圖9.第2層尾緣增強纖維鋪覆位置示意圖；
[0026]圖10.第3層尾緣增強纖維鋪覆位置示意圖；
[0027]圖11.第4層尾緣增強纖維鋪覆位置示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的目的、技術方法和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0029]如圖1、2所示，本實用新型的纖維增強復合材料風力渦輪機鈍尾緣葉片，包括，葉片前緣103、壓力面殼體107和吸力面殼體108，如圖1所示，葉片尾緣包括葉根段圓柱尾緣104、葉尖段尖尾緣106和中部鈍尾緣105。
[0030]如圖3所示，本實用新型的鈍尾緣葉片尾緣增強結構采用預制成形，將制備完成的預制件200與吸力面108 —起灌注，尾緣無需芯材213填充來擴大粘接面積。風力渦輪機葉片尾緣增強預制件200，在葉根尾緣104和葉尖尾緣106處