一种风电叶片第二粘接角模具及其制备方法与流程

本发明涉及风电叶片制造领域，具体是一种风电叶片第二粘接角模具及其制备方法。

背景技术：

随着国家对清洁能源行业的大力扶持，风力发电的技术已得到迅速发展，风电叶片作为风力发电过程中重要的工作元件，其部件的设计制作和生产也越来越受到人们的重视；风电叶片通常由蒙皮、梁、腹板三部分构成，其中腹板在叶片内腔中起到支撑作用，承载着叶片在运动过程中的主要载荷，但是随着叶片的尺寸不断变宽变长，单一腹板无法满足叶片支承作用，在叶片后缘处，会增加一套第二粘接角，与腹板一起在叶片内腔中起支承作用，承载着叶片运动载荷。第二粘接角的成型需用第二粘接角模具生产制作，因叶片形状原因，第二粘接角多为曲面形状，现有技术中，第二粘接角模具主要为玻璃钢模具；玻璃钢第二粘接角模具，一般需要先制作第二粘接角模具的母模，然后才能制作第二粘接角模具，存在制作周期长、加工费用昂贵和加热系统不稳定等缺点，同时型号亚型号之间的尺寸切换，导致玻璃钢的第二粘接角模具损坏严重，无法实现频繁的型号切换，因此逐渐被金属模具所取代，但金属第二粘接角模具很难实现较复杂曲面的制作，如将复杂曲面采用加工中心加工而成，加工成本非常昂贵，因此需要开发一种利用较小的成本，解决复杂曲面的钢模制作方法，缩短模具加工周期，提高切换效率，减少因型号切换对模具造成的损伤。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本发明所要达到的技术效果是提供一种加工成本低、周期短的钢制第二粘接角模具及解决复杂曲面的钢模制作方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种风电叶片第二粘接角模具，包括钢架、型板、加热管及面板，所述钢架顶部间隔螺栓连接有若干所述型板，紧贴每块所述型板的上表面间隔开设有加热管槽，所述加热管贯穿每块所述型板的加热管槽；所述面板由若干铁板组成，该若干铁板过渡焊接于所述型板的上表面，并与所述型板上表面焊接，所述面板上表面螺栓连接有两条三角翻边；相邻所述型板形成的间隙与所述面板之间粘贴有铝粉，所述加热管处于所述铝粉内。

进一步，每块所述型板均为8mm厚度的钢板，所述钢架结构为长方体框架，该钢架顶部间隔焊接有若干方钢。

进一步，每块所述型板下端均开设有若干条形孔a，所述方钢的同一侧面开设有若干螺纹孔，所述型板通过所述条形孔a和螺纹孔与所述方钢螺栓连接。

进一步，所述三角翻边的外侧翻边开设有若干条形孔b，所述面板上开设有若干螺纹孔，所述三角翻边通过所述条形孔b和螺纹孔与所述面板螺栓连接。

进一步，所述铝粉外表面喷涂有保温材料。

本发明还提供了一种风电叶片第二粘接角模具的制备方法，包括如下步骤：步骤一：运用地脚螺栓将钢架与地面固定连接；步骤二：根据风电叶片第二粘接角所安装位置的风电叶片内表面的形状确定每块所述型板的形状，使每块所述型板间隔放置后，其上表面连接形成的形状与所述风电叶片第二粘接角所安装位置的风电叶片内表面的形状相匹配，并记录所有相邻所述型板之间的间隔距离；步骤三：紧贴每块所述型板上表面每间隔60-80mm贯穿开设有加热管槽，在每块所述型板下端开设条形孔a；步骤四：在所述钢架顶部间隔焊接若干所述方钢，相邻所述方钢之间的距离与相邻所述型板之间的间隔距离一致，在每块所述方钢同一侧面开设螺纹孔；步骤五：将所述型板通过所述条形孔a和螺纹孔与所述方钢螺栓连接；步骤六：将所述加热管贯穿每块所述型板的加热管槽；步骤七：所述面板由若干两边坡口的5mm厚的铁板组成，将相邻所述铁板的坡口贴实，过渡焊接于所述型板的上表面，并与所述型板上表面焊接，焊接完成后，所述面板的形状与风电叶片第二粘接角所安装位置的风电叶片内表面的形状相匹配；步骤八：焊接之后对焊缝进行打磨，并对所述面板进行气密性检测；若气密性检测不合格，则对所述面板重新进行焊接打磨；步骤九：气密性检测合格后，在相邻所述型板形成的间隙与所述面板之间粘贴铝粉，所述铝粉将所述加热管覆盖，在所述铝粉外表面喷涂保温材料；步骤十：根据工艺要求在所述面板上画螺纹孔标识线，在所述螺纹孔标识线位置开设螺纹孔，在所述三角翻边的外侧翻边位置开设若干条形孔b，将所述三角翻边通过所述条形孔b和螺纹孔与所述面板螺栓连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明通过将第二粘接角模具加工为钢制模具，钢制模具加工完成需要20天，而玻璃钢模具加工完成需要50天，相对于以前加工玻璃钢模具大大缩短了模具制备周期，大幅度提升了工作效率。

2.本发明通过将若干铁板过渡焊接实现模具曲率，保证模具面板完成曲面要求时整体光滑平整，同时解决了车铣加工模具曲面昂贵问题。

3.本发明加工钢制模具无需加工母模，节省了母模的材料费用及加工费用，有效提升了经济效益。

4.本发明通过在型板设置条形孔a可实现型板的高低调整，通过在三角翻边开设条形孔b，可实现三角翻边在宽度方向的调整，进而可以实现型号于亚型号之间的切换，且切换方便快捷，节约时间。

5.本发明制作的钢制模具在频繁的型号与亚型号切换时较为耐用，玻璃钢模具在型号与亚型号切换时容易出现分层现象，而钢制模具不存在损伤问题，且修复容易。

附图说明

图1为本发明主视截面示意图。

图2为本发明局部俯视图。

图3为本发明局部左视图。

图中：1、钢架，2、型板，3、加热管，4、保温材料，5、面板，6、三角翻边，7、条形孔a，8、条形孔b，9、铝粉，10、方钢。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做进一步说明。

如图1、2、3所示的型号为68.6米的一种风电叶片第二粘接角模具，包括钢架1、型板2、加热管3及面板5，钢架1顶部间隔螺栓连接有102块型板2，为了对模具面板进行加热，紧贴每块型板2的上表面间隔开设有12.5mm的加热管槽，将外径为12mm的加热管3贯穿每块型板2的加热管槽；为了通过若干铁板过渡焊接形成带有曲率的模具，面板5由101块铁板组成，相邻铁板坡口贴实过渡焊接于型板2的上表面，并与型板2上表面焊接，为了形成第二粘接角挡边，根据工艺要求，面板5上表面通过螺栓连接有两条三角翻边6；模具通过加热管3对其供热，为了提升热传递效率，增加传热面积，使模具面板5升温均匀，相邻型板2形成的间隙与面板5之间粘贴有铝粉9，为了保证良好的保温效果，加热管3处于铝粉9内。

为了单独螺栓连接每块型板2，每块型板2均为8mm厚度的钢板，钢架1结构为长方体框架，该钢架1顶部间隔焊接有102块方钢10。

为了将所有型板2固定在钢架1上，为了一模多用，实现模具在高度方向上的调节，每块型板2下端均开设有两个条形孔a7，方钢10的同一侧面开设有两个螺纹孔，型板2通过条形孔a7和螺纹孔与方钢10螺栓连接。

三角翻边6为若干段贴实拼接而成，为了通过螺栓将三角翻边6连接在面板5上表面，为了一模多用，实现模具翻边在宽度方向上的调节，每段三角翻边6的外侧翻边均开设有若干条形孔b8，面板5上开设有若干螺纹孔，三角翻边6通过条形孔b8和螺纹孔与面板5螺栓连接。

为了确保良好的保温效果，保证对模具的加热效率，铝粉9外表面喷涂有保温材料4，保温材料4将铝粉9覆盖。

第二粘接角模具制备方法包括如下步骤：步骤一：在钢架1底部间隔焊接地脚板，运用地脚螺栓将地脚板与地面固定连接；步骤二：根据68.6米型号的风电叶片第二粘接角所安装位置10m-56m的风电叶片内表面的形状来确定型板2的形状、数量和间距，所需型板2的数量为102块，并使每块型板2间隔放置后，其上表面连接形成的形状与型号为68.6米的风电叶片第二粘接角所安装位置10m-56m的风电叶片内表面的形状相匹配，并记录所有相邻型板2之间的间隔距离；步骤三：紧贴每块型板2上表面每间隔60mm贯穿开设有孔径为12.5mm的加热管槽，在每块型板2下端开设两个条形孔a7；步骤四：在钢架1顶部间隔焊接102块方钢10，相邻方钢10之间的距离与相邻型板2之间的间隔距离一致，在每根方钢10同一侧面开设两个螺纹孔；步骤五：将型板2通过条形孔a7和螺纹孔与方钢10螺栓连接；步骤六：将管径为12mm的加热管3贯穿每块型板2开设的加热管槽；步骤七：面板5由101块两边坡口的5mm厚的铁板组成，将相邻铁板的坡口贴实，运用焊机将其过渡焊接于型板2的上表面，并与型板2上表面焊接固定，焊接完成后，面板5的形状与型号为68.6米的风电叶片内第二粘接角所安装位置10m-56m的风电叶片内表面的形状相匹配；步骤八：焊接之后对焊缝进行打磨，打磨之后对面板5进行气密性检测，气密性检测先运用专用测试剂对面板5上焊缝进行气密性检测，试剂检测焊缝气密性没问题之后，在面板5上铺设导流网及真空膜，抽真空并记录压强，半小时之后压降小于2000pa则视为面板5整体气密性检测合格；若气密性检测不合格，则对面板5重新进行焊接打磨；步骤九：气密性检测合格后，将粗铝粉与细铝粉以1:1的比例混合，然后再加入手糊环氧树脂，搅拌均匀形成铝粉9，在相邻型板2形成的间隙与面板5之间粘贴铝粉9，运用铝粉9将加热管3完全覆盖，在铝粉9外表面喷涂一层保温材料4；步骤十：根据工艺要求在面板5上画螺纹孔标识线及翻边标识线，在螺纹孔标识线位置开设螺纹孔，在三角翻边6的外侧翻边位置开设若干条形孔b8，将三角翻边6通过条形孔b8和螺纹孔与面板5螺栓连接。

本发明的工作过程如下：

根据型号为68.6米的风电叶片的生产需求，确定对应使用的的第二粘接角的工艺要求，确定之后先根据工艺要求调节第二粘接角模具，松开连接型板2与钢架1的螺栓，通过条形孔a7调节型板2的高低，之后固定拧紧螺栓固定型板2，型板2固定之后，松开固定三角翻边6与面板5的螺栓，宽度方向上通过条形孔b8调节三角翻边6的位置，调节之后拧紧螺栓固定三角翻边6；根据工艺要求调节好模具之后，在模具腔内进行铺层及灌注，之后通过循环泵在加热管3内部通循环热水，带有循环热水的加热管3将热量通过铝粉9传递，对模具进行升温加热，铝粉9的热扩散使得模具面板升温均匀，加热后对模具内第二粘接角进行固化，固化后脱模即可。