一种用于风电叶片模具架的支撑架及其连接结构的制作方法

本发明涉及风电叶片模具领域，尤其涉及一种用于风电叶片模具架的支撑架及其连接结构。

背景技术：

在风电叶片模具的生产周期中，模具较长时间处于打开平放状态，风电叶片模具架受到叶片及自重的荷载，易发生变形。

现有技术中，本领域技术人员通过在风电叶片模具架上设置纵向支撑杆和斜向支撑杆以提高风电叶片模具架自身的刚性，减少变形的发生。

但是，在实际的使用过程中发现，纵向支撑杆和斜向支撑杆对风电叶片模具架自身的支撑固定效果并不理想，容易发生变形、变形程度不均衡等问题，影响风电叶片模具的生产效率。

现有技术中，也有用于风电叶片模具架的辅助支撑固定工具，但支撑固定效果并不理想。

因此，生产一种新的用于风电叶片模具架的支撑架，以及风电叶片模具架与支撑架的连接结构，以提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果，将具有重要的意义，有助于提高生产效率和生产质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于风电叶片模具架的支撑架，以及风电叶片模具架与支撑架的连接结构，能够提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果，并提高风电叶片模具架的整体刚度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供了一种用于风电叶片模具架的支撑架，包括：

第一支撑杆；

第二支撑杆，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆垂直设置，且一端与所述第一支撑杆固定连接；

第三支撑杆，所述第三支撑杆的一端与所述第一支撑杆固定连接，另一端与所述第二支撑杆固定连接；所述第三支撑杆在所述第二支撑杆上的固定连接位置符合如下关系：

s＝nl

其中，3/5≤n≤7/10；s为所述第三支撑杆与所述第二支撑杆连接处距离所述第一支撑杆的长度；l为所述第二支撑杆的长度。

为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括：

进一步地，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆均与所述第一支撑杆焊接固定连接，所述第二支撑杆与所述第三支撑杆焊接固定连接。

进一步地，所述第一支撑杆为钢板，所述第二支撑杆与所述第三支撑杆为h型钢材。可以理解的是，所述第二支撑杆与所述第三支撑杆也可以是由其他钢材制成。

本发明还提供了一种风电叶片模具架与支撑架的连接结构，包括风电叶片模具架，以及如上所述的用于风电叶片模具架的支撑架；

所述风电叶片模具架呈六面体状，由两根上主梁、两根下主梁、若干根立柱、若干根上横撑和若干根下横撑组成；两根所述下主梁之间连接有若干根相互平行的所述下横撑，且两根所述下主梁与连接在所述下主梁两端的两根所述下横撑构成梯形；所述上主梁与位于同侧的所述下主梁平行，并通过若干根相互平行的所述立柱与所述下主梁连接；所述上横撑设置于两根所述上主梁之间，并与所述立柱固定连接，所述上横撑与所述下横撑一一对应且平行；

所述支撑架固定于所述上横撑与所述下横撑之间，且所述第二支撑杆与所述上横撑平行并固定连接。

为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括：

进一步地，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆均与所述立柱焊接固定连接。

进一步地，所述风电叶片模具架与支撑架的连接结构还包括第一固定柱和第二固定柱；

所述第一固定柱和所述第二固定柱的一端分别与所述上主梁固定连接，另一端分别与位于同侧的所述下主梁固定连接；

所述第一固定柱的中部与所述第二支撑杆固定连接；

所述第二固定柱的中部与所述第二支撑杆、所述第三支撑杆固定连接。

进一步地，所述风电叶片模具架与支撑架的连接结构还包括连接梁；

所述连接梁与两根所述上主梁的中轴线平行，位于所述上横撑和所述第二支撑杆之间，并分别与所述上横撑、所述第二支撑杆固定连接。

进一步地，所述连接梁与所述上横撑之间设置有垫块，所述垫块分别与所述连接梁、所述上横撑固定连接；或者，

所述连接梁与所述第二支撑杆之间设置有垫块，所述垫块分别与所述连接梁、所述第二支撑杆固定连接。

进一步地，所述连接梁为若干根，均匀排布于所述上横撑和所述第二支撑杆之间。

进一步地，所述连接梁为工字钢材或矩形管钢材。

进一步地，所述支撑架至少为两个，分别固定于所述风电叶片模具架上。

进一步地，所述风电叶片模具架还包括第一斜杆、第二斜杆；所述第一斜杆、所述第二斜杆的一端分别与相向的两个所述立柱连接，另一端均与所述下横撑连接；所述第一斜杆与所述下横撑之间的夹角为30°-70°；所述第二斜杆与所述下横撑之间的夹角为30°-70°；

所述支撑架的所述第一支撑杆与所述第一斜杆位于同一侧。

进一步地，所述第一斜杆与所述第二斜杆之间还设有纵向支撑杆。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的用于风电叶片模具架的支撑架，通过对风电叶片模具架的整体结构进行分析，结合支撑架与风电叶片模具架之间的支撑固定方式，对支撑架中第三支撑杆和第二支撑杆的连接位置进行调整，打破传统方式中三角形结构连接的惯性思维方式，本发明将第三支撑杆与第二支撑杆连接处距离第一支撑杆的长度设置为3/5-7/10于第二支撑杆的长度。按照上述连接位置关系得到的本发明的支撑架，当使用于风电叶片模具架的支撑固定时，在风电叶片模具架的宽度、高度及荷载分布特点的力的共同作用下，能够平衡第二支撑杆在与第三支撑杆连接位置处的变形程度，使第二支撑杆在第三支撑杆连接位置处两侧的变形程度相同，从而达到提高支撑杆在风电叶片模具架中的支撑效果的作用，有助于风电叶片模具架的整体刚度。

本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，将相对于第一支撑杆垂直设置的第二支撑杆与风电叶片模具架的上横撑固定连接，用于承载风电叶片模具架中上横撑的荷载，提高风电叶片模具架中上横撑的刚度。传统方式的风电叶片模具架与支撑架的连接结构中将第二支撑杆固定在下横撑处，虽然传统连接方式中支撑架的重心更为稳定，但在实际的操作中，本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，分析了打开平放状态下的风电叶片模具架的荷载情况，通过对第二支撑杆于第三支撑杆的上下位置进行改变，能够相比与传统方式显著提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。

本发明在第二支撑杆和上横撑之间设置了连接梁，连接梁分别与第二支撑杆、上横撑固定连接，既能够用于调整第二支撑杆与上横撑之间的距离，又能够通过连接梁实现第二支撑杆与所述上横撑之间的固定连接，从而能够达到灵活支撑固定的目的。本发明中，连接梁与两根上主梁的中轴线平行设置，能够在上主梁的延伸方向上改善不同位置处上横撑的弯曲变形现象，使得风电叶片模具架能够在连接梁的固定连接作用下，达到一个更好的整体性，有助于抑制风电叶片模具架的纵向变形，并提高风电叶片模具架的整体刚度。

本发明在风电叶片模具架上设置至少两个支撑架，支撑架的第二支撑杆与连接梁固定连接，能够实现连接梁固定连接两个相邻的支撑架的目的；相比于传统方式中的仅仅将支撑架与风电叶片模具架连接，本发明既能够进一步提高风电叶片模具架与支撑架的连接稳定性，从而提高风电叶片模具架的整体刚度，还能够使多个支撑架成为一体，共同作用于风电叶片模具架，从而进一步提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。

本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构中：第一支撑杆、第二支撑杆与第三支撑杆形成的三角形结构，立柱、第一斜杆与下横撑形成的三角形结构，立柱、第二斜杆与下横撑形成的三角形结构，这三个三角形结构作为用于支撑固定风电叶片模具架的主要受力结构，相互配合，能够进一步提高风电叶片模具架的稳固性，本发明明确了上述三个三角形结构的在风电叶片模具架上设置位置的规律，经多次验证实验结果表明，按照本发明所述的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，能够达到最佳的固定支撑效果。

附图说明

图1为本发明的用于风电叶片模具架的支撑架的结构示意图；

图2为本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构示意图；

图3为图2的局部放大视图；

图4为图2的左视视图；

图5为对照例中一种风电叶片模具架与支撑架的连接结构示意图；

图6为效果验证例中空白组中风电叶片模具架的受力示意图；

图7为效果验证例中对照组中风电叶片模具架的受力示意图；

图8为效果验证例中实验组中风电叶片模具架的受力示意图；

其中，各附图标记为：1-第一支撑杆；2-第二支撑杆；3-第三支撑杆；4-上主梁；5-下主梁；6-立柱；7-上横撑；8-下横撑；9-第一固定柱；10-第二固定柱；11-连接梁；12-第一斜杆；13-第二斜杆；14-纵向支撑杆；101-第一支撑杆；102-第二支撑杆；103-第三支撑杆；104-立柱；105-上横撑；106-下横撑。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例提供一种用于风电叶片模具架的支撑架，如图1所示，包括：第一支撑杆1；第二支撑杆2，第二支撑杆2与第一支撑杆1垂直设置，且左端与第一支撑杆1固定连接；第三支撑杆3，第三支撑杆3的左端与第一支撑杆1固定连接，右端与第二支撑杆2固定连接，并且第三支撑杆3在第二支撑杆2上的固定连接位置符合如下关系：s＝nl，其中3/5≤n≤7/10，s为第三支撑杆3与第二支撑杆2连接处距离第一支撑杆1的长度；l为第二支撑杆2的长度。

作为一种优选的实施方式，本实施例中第三支撑杆3在第二支撑杆2上的固定连接位置与第二支撑杆2的长度符合如下关系：s＝nl，其中n＝2/3；s为第三支撑杆3与第二支撑杆2连接处距离第一支撑杆1的长度；l为第二支撑杆2的长度。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，第二支撑杆2和第三支撑杆3均与第一支撑杆1焊接固定连接，第二支撑杆2与第三支撑杆3焊接固定连接。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，第一支撑杆1为钢板，第二支撑杆2与第三支撑杆3为h型钢材。

本实施例中，第一支撑杆1的左侧固定连接液压油缸，以用于对第一支撑杆1的位置进行固定；液压油缸有两个，分别位于第二支撑杆2与第一支撑杆1的固定连接位置处，以及第三支撑杆3与第一支撑杆1的固定连接位置处。

实施例2

本实施例提供一种风电叶片模具架与支撑架的连接结构，如图2-3所示，包括风电叶片模具架，以及实施例1中用于风电叶片模具架的支撑架，其中：

风电叶片模具架呈六面体状，由两根上主梁4、两根下主梁5、若干根立柱6、若干根上横撑7和若干根下横撑8组成；两根下主梁5之间连接有若干根相互平行的下横撑8，且两根下主梁5与连接在下主梁5两端的两根下横撑8构成梯形；上主梁4与位于同侧的下主梁5平行，并通过若干根相互平行的立柱6与下主梁5连接；上横撑7设置于两根上主梁4之间，并与立柱6固定连接，上横撑7与下横撑8一一对应且平行；

如图4(图4为图2的左视视图，但其仅展示了支撑架与风电叶片模具架左侧面的连接结构)所示，支撑架固定于上横撑7与下横撑8之间，且第二支撑杆2与上横撑7平行并固定连接；支撑架的第二支撑杆2和第三支撑杆3均与立柱6焊接固定连接。

本实施例中，上主梁4、下主梁5、立柱6、上横撑7和下横撑8之间的固定连接方式可以为焊接固定连接；本实施例中，第二支撑杆2和第三支撑杆3与立柱6的固定连接方式均可以为焊接固定连接。

本实施例中，如图2所示，位于风电叶片模具架同一端部的两根相邻的立柱6相互靠近，并使得第二支撑杆2同时与该相邻的两根立柱6固定连接，同样地，使得第三支撑杆3同时与该相邻的两根立柱6固定连接，从而有助于提高第二支撑杆2、第三支撑杆3与立柱6之间的连接牢固性和连接可靠性。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，风电叶片模具架与支撑架还包括第一固定柱9和第二固定柱10；第一固定柱9的和第二固定柱10的上端分别与上主梁4的一端固定连接，下端分别与位于同侧的下主梁5的一端固定连接；第一固定柱9的中部与第二支撑杆2的右端固定连接；第二固定柱10的中部与第二支撑杆2、第三支撑杆3的左端固定连接。

本实施例通过上述连接固定方式，能够实现第二支撑杆2和第三支撑杆3与立柱6、上主梁4、下主梁5之间的固定连接。

本实施例中，第二支撑杆2、第三支撑杆3与第一固定柱9、第二固定柱10之间的固定连接方式可以为焊接固定连接；第一固定柱9、第二固定柱10与上主梁4、下主梁5之间的固定连接方式可以为焊接固定连接。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，风电叶片模具架与支撑架还包括连接梁11，连接梁11与两根上主梁4的中轴线平行，位于上横撑7和第二支撑杆2之间，并分别与上横撑7、第二支撑杆2固定连接；以用于第二支撑杆2与上横撑7之间的固定连接，同时用于调整第二支撑杆2与上横撑7之间的距离。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，连接梁11与上横撑7之间设置有垫块，垫块分别与连接梁11、上横撑7固定连接；或者，连接梁11与第二支撑杆2之间设置有垫块，垫块分别与连接梁11、第二支撑杆2固定连接。

本实施例中，垫块可以采用小块型钢。垫块的具体尺寸应当视实际第二支撑杆2与上横撑7之间的距离需求而定。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，连接梁11为若干根，若干根连接梁11沿第二支撑杆2的方向均匀排布于上横撑7和第二支撑杆2之间。多根连接梁11的使用，可以提高第二支撑杆2与上横撑7之间的连接牢固性和连接可靠性，还能够提高风电叶片模具架的整体刚度，有助于提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。连接梁11的材质可以选用工字钢材或矩形管钢材。

作为一种优选的实施方式，支撑架至少为两个，分别固定于风电叶片模具架上。本实施例中，用于风电叶片模具架的支撑架为多个，多支撑架根据需要沿风电叶片模具架的长度方向布置；连接梁11通过与支撑架的第二支撑杆2连接，从而固定连接相邻的两个支撑架，使位于风电叶片模具架的两端的两个支撑架成为一体，共同作用于风电叶片模具架，从而进一步提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。本实施例中，在具体的操作中，连接梁11固定连接多个单位的风电叶片模具架的支撑架的第二支撑杆2，从而既能够使同一单位的风电叶片模具架的多个支撑架成为一体，还能够使不同单位的风电叶片模具架的多个支撑架成为一体，共同作用于风电叶片模具架，有助于进一步提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，风电叶片模具架还包括第一斜杆12、第二斜杆13；第一斜杆12、第二斜杆13的一端分别与相向的两个立柱6连接，另一端均与下横撑8连接；第一斜杆12与下横撑8之间的夹角为30o-70o；第二斜杆13与下横撑8之间的夹角为30°-70°；第一斜杆12与第二斜杆13之间还设有纵向支撑杆14；支撑架的第一支撑杆1与第一斜杆12位于同一侧。

对照例

本对照例提供了一种风电叶片模具架与支撑架的连接结构，包括风电叶片模具架和用于风电叶片模具架的支撑架，其中：

本对照例中的风电叶片模具架与实施例2中的风电叶片模具架结构完全相同；

本对照例中的用于风电叶片模具架的支撑架由如下部件组成：第一支撑杆101，与第一支撑杆101垂直连接的第二支撑杆102，倾斜设置并分别与第一支撑杆101、第二支撑杆102固定连接的第三支撑杆103；第三支撑杆103与第二支撑杆102的连接处位于第二支撑杆102的中间位置；

如图5所示，本对照例中的风电叶片模具架与支撑架的连接方式为：支撑架固定于上横撑105与下横撑106之间，且第二支撑杆102与下横撑106平行并固定连接。

效果验证例

试验对象：以不采用支撑架的风电叶片模具架作为空白组；以对照例的风电叶片模具架与支撑架的连接结构作为对照组；以实施例2的风电叶片模具架与支撑架的连接结构作为实验组。

试验方式：使模具处于0℃打开水平平放状态，将左侧固定后，上横撑施加荷载，然后使用游标卡尺测量不同试验对象上横撑的最大位移。具体为：如图6所示，将空白组中风电叶片模具架的左侧立柱固定，在上横撑上垂直向下施加一个1万帕的压力，然后测量上横撑在竖直方向上的最大位移；如图7所示，将对照组中支撑架的第一支撑杆固定，在上横撑上垂直向下施加一个1万帕的压力，然后测量上横撑在竖直方向上的最大位移；如图8所示，将实验组中支撑架的第一支撑杆固定，在上横撑上垂直向下施加一个1万帕的压力，然后测量上横撑在竖直方向上的最大位移。

试验结果表明，以空白组上横撑的最大位移量为l0，计算得到对照组上横撑的最大位移量为0.4l0，实验组上横撑的最大位移量为0.2l0。由此可见，采用本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构能够显著减小上横撑的位移量，说明采用本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构能够有助于减小风电叶片模具架的变形程度，提高风电叶片模具架的支撑效果。

由上述实施例可知，本发明的用于风电叶片模具架的支撑架，通过对风电叶片模具架的整体结构进行分析，结合支撑架与风电叶片模具架之间的支撑固定方式，对支撑架中第三支撑杆和第二支撑杆的连接位置进行调整，打破传统方式中三角形结构连接的惯性思维方式，本发明将第三支撑杆与第二支撑杆连接处距离第一支撑杆的长度设置为3/5-7/10于第二支撑杆的长度。按照上述连接位置关系得到的本发明的支撑架，当使用于风电叶片模具架的支撑固定时，在风电叶片模具架的宽度、高度及荷载分布特点的力的共同作用下，能够平衡第二支撑杆在与第三支撑杆连接位置处的变形程度，使第二支撑杆在第三支撑杆连接位置处两侧的变形程度相同，从而达到提高支撑杆在风电叶片模具架中的支撑效果的作用，有助于风电叶片模具架的整体刚度。

由上述实施例可知，本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，将相对于第一支撑杆垂直设置的第二支撑杆与风电叶片模具架的上横撑固定连接，用于承载风电叶片模具架中上横撑的荷载，提高风电叶片模具架中上横撑的刚度。传统方式的风电叶片模具架与支撑架的连接结构中将第二支撑杆固定在下横撑处，虽然传统连接方式中支撑架的重心更为稳定，但在实际的操作中，本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，分析了打开平放状态下的风电叶片模具架的荷载情况，通过对第二支撑杆于第三支撑杆的上下位置进行改变，能够相比与传统方式显著提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。

由上述实施例可知，本发明在第二支撑杆和上横撑之间设置了连接梁，连接梁分别与第二支撑杆、上横撑固定连接，既能够用于调整第二支撑杆与上横撑之间的距离，又能够通过连接梁实现第二支撑杆与所述上横撑之间的固定连接，从而能够达到灵活支撑固定的目的。本发明中，连接梁与两根上主梁的中轴线平行设置，能够在上主梁的延伸方向上改善不同位置处上横撑的弯曲变形现象，使得风电叶片模具架能够在连接梁的固定连接作用下，达到一个更好的整体性，有助于抑制风电叶片模具架的纵向变形，并提高风电叶片模具架的整体刚度。

由上述实施例可知，本发明在风电叶片模具架上设置至少两个支撑架，支撑架的第二支撑杆与连接梁固定连接，能够实现连接梁固定连接两个相邻的支撑架的目的；相比于传统方式中的仅仅将支撑架与风电叶片模具架连接，本发明既能够进一步提高风电叶片模具架与支撑架的连接稳定性，从而提高风电叶片模具架的整体刚度，还能够使多个支撑架成为一体，共同作用于风电叶片模具架，从而进一步提高支撑架对风电叶片模具架的固定支撑效果。

由上述实施例可知，本发明的风电叶片模具架与支撑架的连接结构中：第一支撑杆、第二支撑杆与第三支撑杆形成的三角形结构，立柱、第一斜杆与下横撑形成的三角形结构，立柱、第二斜杆与下横撑形成的三角形结构，这三个三角形结构作为用于支撑固定风电叶片模具架的主要受力结构，相互配合，能够进一步提高风电叶片模具架的稳固性，本发明明确了上述三个三角形结构的在风电叶片模具架上设置位置的规律，经多次验证实验结果表明，按照本发明所述的风电叶片模具架与支撑架的连接结构，能够达到最佳的固定支撑效果。