一种SMC材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置的制作方法

一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置
技术领域
1.本发明涉及风力发电机叶片成型技术领域，具体为一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置。


背景技术：

2.近些年，风能作为一种无污染的可再生清洁能源受到越来越多的重视和利用。风力发电机主要有水平轴和垂直轴两种结构形式，垂直轴风力发电机的叶片绕垂直于地面的轴旋转，叶片通过支撑杆周向均布固定在风轮转轴上，其承受360度方位任何方向来风时的输出功率基本不变。
3.现有的垂直轴风力发电机叶片多采用中空或中间填充泡沫夹心材料的等截面结构，材料多为金属（如铝合金），通过挤压、拉伸方法来制作，少部分采用玻璃钢材质手工糊制。金属材质的叶片通常表面喷漆处理，当经过长时间风吹日晒和高速旋转工作后，易产生涂层剥落和腐蚀，局部易发生疲劳和裂纹。叶片在进行生产时需要进行多个步骤，例如开孔、涂胶和插管等步骤，现有的采用不用设备进行单独操作，生产加工效率低下。为此，我们提出一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种便于提升叶片强度和生产效率的smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置，包括机体、打孔机构、收集机构、储存机构和联动机构，所述机体上开设有用于储存叶片组件的加工槽，所述打孔机构包括与所述机体沿竖直方向滑动连接的安装杆，所述安装杆上转动连接有多组钻头，所述打孔机构用于带动所述安装杆进行升降并使得所述钻头对叶片的侧面进行打孔，所述收集机构安装于所述机体内，用于在所述钻头打孔时联动对落入底部的碎屑进行收集，所述储存机构包括固定安装于所述机体内的储存箱，所述储存箱内开设有多组用于储存待安装玻璃钢管的储存槽，所述储存机构用于推动储存的玻璃钢管进行稳定上料，所述联动机构包括与所述机体沿竖直方向滑动连接的升降杆，所述联动机构用于在所述安装杆下移打孔时自动卡接到所述升降杆的底部，并在上移时将所述升降杆抬起使得所述升降杆将待安装的玻璃钢管顶起插入到孔内，并在上移的过程中联动对玻璃钢管的表面进行涂膜胶水。
6.优选的，所述联动机构包括固定安装于所述安装杆两端底部的固定杆，所述固定杆与所述机体沿竖直方向滑动连接，所述固定杆上沿竖直方向滑动连接有挡块，所述挡块的顶端固定连接有与所述安装杆固定连接的第一弹簧，所述升降杆上固定连接有与所述储存槽沿竖直方向滑动连接的上料杆，所述固定杆上设有用于在所述固定杆下移时卡入所述升降杆底端并在上移时联动所述升降杆上移到设定位置后解除卡接的驱动件，所述机体上固定连接有用于对上移时的玻璃钢管外壁进行涂胶的涂胶件，便于联动运行进行上料和涂
胶。
7.优选的，所述驱动件包括两组分别安装于两侧所述固定杆上的卡接块，所述卡接块贯穿所述固定杆，且与所述固定杆沿水平方向滑动连接，所述卡接块靠近所述升降杆一端的底部为斜面设计，所述卡接块的一端固定连接有梯形块，所述梯形块的侧面固定连接有与所述固定杆固定连接的第一拉簧，所述机体上固定连接有用于控制所述梯形块滑动解除所述卡接块卡接状态的控制块，所述升降杆的底面固定连接有与所述机体固定连接的第二拉簧，便于在固定杆下移时卡入升降杆底端并在上移时联动升降杆上移到设定位置后解除卡接。
8.优选的，所述涂胶件包括固定安装于所述机体上用于储存胶水的储胶箱，所述机体内固定连接有环形管，所述储胶箱的底部连通连接有与所述环形管相连通的第一管道，所述环形管的内壁固定连接有多组与所述环形管相连通的管状刷毛，所述环形管上设有用于在钻孔时将所述环形管的上端封住，在安装玻璃钢管时联动打开所述环形管中部开口的开合件，便于对上移时的玻璃钢管外壁进行涂胶。
9.优选的，所述开合件包括固定安装于所述环形管上侧的固定盘，所述固定盘上均匀开设有多组第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有三角块，所述三角块的一侧固定连接有与所述第一滑槽固定连接的第二弹簧，所述三角块的底部为坡面倾斜设计，便于在钻孔时将环形管的上端封住，在安装玻璃钢管时联动打开环形管中部开口。
10.优选的，所述打孔机构包括固定安装于所述机体上的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与所述安装杆的底部固定连接，所述钻头的底部为十字状，多组所述钻头上均同轴固定连接有相互啮合的第一齿轮，所述安装杆上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端与任意一组所述第一齿轮同轴固定连接，便于对叶片主体进行打孔。
11.优选的，所述收集机构包括固定安装于所述机体上的收集箱，所述固定盘上固定连接有固定环，所述固定环内转动连接有转动盘，所述转动盘上开设有多组第二滑槽，所述第二滑槽内滑动连接有与所述三角块顶端固定连接的插接块，所述插接块能够与所述钻头底部的十字状凸起相插接，所述转动盘上开设有用于连通所述三角块上侧与所述固定环内侧的连通孔，所述固定环上连通连接有与所述收集箱相连通的第二管道，所述固定环内均匀固定连接有多组固定叶，便于将打开产生的碎屑进行联动收集。
12.优选的，所述储存机构包括与所述机体沿水平方向滑动连接的滑动板，所述滑动板上固定连接有多组分别与所述储存槽滑动连接的推动板，所述储存箱内固定连接有与所述滑动板固定连接的第三拉簧，所述机体上开设有用于对所述储存槽内添加玻璃钢管的添加孔，便于储存一定量的待安装圆管。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明提供的一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置，通过将叶片主体放置在加工槽内，启动电动伸缩杆带动安装杆下移，同时启动驱动电机使得多组第一齿轮同时转动带动钻头转动的同时随着安装杆下移对叶片主体进行打孔，安装杆下移带动固定杆下移从而使得卡接块逐渐移动到升降杆的下侧，此时钻头的底部十字与插接块相插接，带动转动转动，此时转动盘相对于固定叶转动，会使得固定环对连通孔产生一定强度的抽吸力，打孔产生的灰尘会通过连通孔进入到固定环内并通过第二管道进入到收集箱内进行收集，此时三架块受到第二弹簧的弹力推动相互抵触将转动盘的中部底面封住，灰
尘不会下落，即可实现了打孔过程中自动收集孔内底部灰尘的目的。
14.2.本发明提供的一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置，通过电动伸缩杆带动安装杆上移即可带动固定杆连同卡接块一起上移将升降杆拉起，升降杆带动上料杆将储存槽内的圆管顶起并逐渐插入环形管内，侧面与环形管上的管状刷毛接触，即可将储胶箱内的胶水涂刷到圆管的表面，由于胶水为粘稠状，只有在顶端的胶水被圆管粘附后才会受到推动向顶端流动，同时储胶箱上可设有由于控制内部气压以及胶水流速的控制阀，当圆管的顶端与三角块的底端接触时会通过斜面将三角块推向四周的第一滑槽内压缩第二弹簧，从而将圆管推入开设好的固定孔内，即可实现自动装管的同时联动涂胶的目的，当梯形块的上端接触到控制块的底面时会产生侧向滑动使得卡接块逐渐解除对升降杆的推动，直到装管完成的同时卡接解除，受到第二拉簧的拉力使得升降杆下移复位并将下一组待装管的圆管在第三拉簧和推动板的作用下推动到上料杆的上方位置，实现自动入料的目的，如此往复即可实现不断的打开装管涂胶等生产操作，自动化程度高。
附图说明
15.图1为本发明垂直轴风力发电机结构简图；图2为本发明叶片主体结构示意图；图3为本发明整体结构示意图；图4为本发明收集机构结构示意图；图5为本发明联动机构结构示意图；图6为图5中a区域放大图；图7为本发明打孔机构结构示意图；图8为图7中b区域放大图；图9为本发明内部结构示意图；图10为本发明储存机构结构示意图；图11为本发明驱动件结构示意图；图12为本发明收集机构结构剖视图；图13为本发明开合件结构示意图；图14为本发明涂胶件结构示意图。
16.图中：1-叶片主体；2-叶片封头；3-纵筋；4-固定孔；5-圆管；6-机体；7-加工槽；8-打孔机构；9-安装杆；10-钻头；11-收集机构；12-储存机构；13-储存箱；14-储存槽；15-联动机构；16-升降杆；17-固定杆；18-挡块；19-第一弹簧；20-上料杆；21-驱动件；22-涂胶件；23-卡接块；24-梯形块；25-第一拉簧；26-控制块；27-第二拉簧；28-储胶箱；29-环形管；30-第一管道；31-管状刷毛；32-开合件；33-固定盘；34-第一滑槽；35-三角块；36-第二弹簧；37-电动伸缩杆；38-第一齿轮；39-驱动电机；40-收集箱；41-固定环；42-转动盘；43-第二滑槽；44-插接块；45-连通孔；46-第二管道；47-固定叶；48-滑动板；49-推动板；50-第三拉簧；51-添加孔。
具体实施方式
17.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。
18.请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：一种用于上述smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件的成型装置，包括机体6、打孔机构8、收集机构11、储存机构12和联动机构15，机体6上开设有用于储存叶片组件的加工槽7，打孔机构8包括与机体6沿竖直方向滑动连接的安装杆9，安装杆9采用不锈钢材质制成，安装杆9上转动连接有多组钻头10，钻头10的底部为十字状，打孔机构8用于带动安装杆9进行升降并使得钻头10对叶片的侧面进行打孔，收集机构11安装于机体6内，用于在钻头10打孔时联动对落入底部的碎屑进行收集，储存机构12包括固定安装于机体6内的储存箱13，储存箱13内开设有多组用于储存待安装玻璃钢管的储存槽14，储存机构12用于推动储存的玻璃钢管进行稳定上料，联动机构15包括与机体6沿竖直方向滑动连接的升降杆16，联动机构15用于在安装杆9下移打孔时自动卡接到升降杆16的底部，并在上移时将升降杆16抬起使得升降杆16将待安装的玻璃钢管顶起插入到孔内，并在上移的过程中联动对玻璃钢管的表面进行涂膜胶水。
19.联动机构15包括固定安装于安装杆9两端底部的固定杆17，固定杆17与机体6沿竖直方向滑动连接，固定杆17上沿竖直方向滑动连接有挡块18，挡块18的顶端固定连接有与安装杆9固定连接的第一弹簧19，升降杆16上固定连接有与储存槽14沿竖直方向滑动连接的上料杆20，固定杆17上设有用于在固定杆17下移时卡入升降杆16底端并在上移时联动升降杆16上移到设定位置后解除卡接的驱动件21，机体6上固定连接有用于对上移时的玻璃钢管外壁进行涂胶的涂胶件22。
20.驱动件21包括两组分别安装于两侧固定杆17上的卡接块23，卡接块23贯穿固定杆17，且与固定杆17沿水平方向滑动连接，卡接块23靠近升降杆16一端的底部为斜面设计，卡接块23的一端固定连接有梯形块24，梯形块24的侧面固定连接有与固定杆17固定连接的第一拉簧25，机体6上固定连接有用于控制梯形块24滑动解除卡接块23卡接状态的控制块26，升降杆16的底面固定连接有与机体6固定连接的第二拉簧27。
21.涂胶件22包括固定安装于机体6上用于储存胶水的储胶箱28，机体6内固定连接有环形管29，储胶箱28的底部连通连接有与环形管29相连通的第一管道30，环形管29的内壁固定连接有多组与环形管29相连通的管状刷毛31，环形管29上设有用于在钻孔时将环形管29的上端封住，在安装玻璃钢管时联动打开环形管29中部开口的开合件32，开合件32包括固定安装于环形管29上侧的固定盘33，固定盘33上均匀开设有多组第一滑槽34，第一滑槽34内滑动连接有三角块35，三角块35的一侧固定连接有与第一滑槽34固定连接的第二弹簧36，三角块35的底部为坡面倾斜设计。
22.打孔机构8包括固定安装于机体6上的电动伸缩杆37，电动伸缩杆37的输出端与安装杆9的底部固定连接，钻头10的底部为十字状，多组钻头10上均同轴固定连接有相互啮合的第一齿轮38，安装杆9上固定连接有驱动电机39，驱动电机39型号优选yyhs-40，驱动电机39的输出端与任意一组第一齿轮38同轴固定连接，储存机构12包括与机体6沿水平方向滑动连接的滑动板48，滑动板48上固定连接有多组分别与储存槽14滑动连接的推动板49，储存箱13内固定连接有与滑动板48固定连接的第三拉簧50，机体6上开设有用于对储存槽14内添加玻璃钢管的添加孔51。
23.收集机构11包括固定安装于机体6上的收集箱40，固定盘33上固定连接有固定环41，固定环41内转动连接有转动盘42，转动盘42上开设有多组第二滑槽43，第二滑槽43内滑动连接有与三角块35顶端固定连接的插接块44，插接块44能够与钻头10底部的十字状凸起相插接，转动盘42上开设有用于连通三角块35上侧与固定环41内侧的连通孔45，固定环41上连通连接有与收集箱40相连通的第二管道46，固定环41内均匀固定连接有多组固定叶47。
24.一种smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件，包括叶片主体1，叶片主体1为薄壁中空的等截面体，叶片主体1的中部固定连接有两组纵筋3，叶片主体1上开设有多组固定孔4，多组固定孔4内均固定连接有圆管5，圆管5为
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5mm的玻璃钢材质制成，且圆管5的两端均低于叶片主体1表面1-2mm。叶片主体1为薄壁中空的等截面体，中间有两道纵筋，在叶片正反面受风力时起到支撑作用，在叶片主体1的正反面过渡处及打孔安装处（受力集中）进行了局部加厚增强处理，保证局部强度和刚度、防止疲劳撕裂，叶片主体1与风力发电机转轴由金属支撑管进行连接，通过螺栓固定，需在叶片主体1侧面打出多个固定孔4，在固定孔4内，嵌入
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5mm的玻璃钢圆管5（与安装孔无间隙配合，且圆管5两端面比叶片表面低1-2mm）。在螺栓拧紧后，对叶片主体1正反面起到预紧固定作用，减少局部晃动。
25.smc材质的垂直轴风力发电机叶片组件所采用的具体制作工艺和步骤如下：（1）叶片主体1为中空等截面体，采用一定配比的树脂糊和玻纤毡（纱），通过拉挤模具在150-160℃高温条件下固化成型。
26.（2）叶片封头2，采用添加多种助剂的环氧树脂和35%玻璃纤维为主要材料，经混合预压和烘干形成smc模塑料片材，并用模压模具在高温、高压下成型的方法制作而成。
27.（3）叶片封头2外侧边缘涂覆树脂专用胶，深入叶片主体1两端25mm进行粘接固定，并打铆钉进行强化。
28.（4）将步骤（3）制好的叶片放到加工槽7内进行定位，并打安装固定孔4（一次打通上下双面）。
29.（5）将拉挤成型的
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5mm圆管5两端外表面涂树脂专用软胶，并插入固定孔4内（无间隙），保证圆管5端面比叶片表面低1-2mm。
30.通过将叶片主体1放置在加工槽7内，启动电动伸缩杆37带动安装杆9下移，同时启动驱动电机39使得多组第一齿轮38同时转动带动钻头10转动的同时随着安装杆9下移对叶片主体1进行打孔，安装杆9下移带动固定杆17下移从而使得卡接块23逐渐移动到升降杆16的下侧，此时钻头10的底部十字与插接块44相插接，带动转动转动，此时转动盘42相对于固定叶47转动，会使得固定环41对连通孔45产生一定强度的抽吸力，打孔产生的灰尘会通过连通孔45进入到固定环41内并通过第二管道46进入到收集箱40内进行收集，此时三架块受到第二弹簧36的弹力推动相互抵触将转动盘42的中部底面封住，灰尘不会下落，即可实现了打孔过程中自动收集孔内底部灰尘的目的。
31.通过电动伸缩杆37带动安装杆9上移即可带动固定杆17连同卡接块23一起上移将升降杆16拉起，升降杆16带动上料杆20将储存槽14内的圆管5顶起并逐渐插入环形管29内，侧面与环形管29上的管状刷毛31接触，即可将储胶箱28内的胶水涂刷到圆管5的表面，由于胶水为粘稠状，只有在顶端的胶水被圆管5粘附后才会受到推动向顶端流动，同时储胶箱28上可设有由于控制内部气压以及胶水流速的控制阀，当圆管5的顶端与三角块35的底端接
触时会通过斜面将三角块35推向四周的第一滑槽34内压缩第二弹簧36，从而将圆管5推入开设好的固定孔4内，即可实现自动装管的同时联动涂胶的目的，当梯形块24的上端接触到控制块26的底面时会产生侧向滑动使得卡接块23逐渐解除对升降杆16的推动，直到装管完成的同时卡接解除，受到第二拉簧27的拉力使得升降杆16下移复位并将下一组待装管的圆管5在第三拉簧50和推动板49的作用下推动到上料杆20的上方位置，实现自动入料的目的，如此往复即可实现不断的打开装管涂胶等生产操作，自动化程度高。
32.将叶片主体1放置在加工槽7内，在固定杆17下移时会使得挡块18优先抵触到叶片主体1的两端上侧，即可实现对叶片主体1的自动固定，防止其一端翘起影响打孔位置，拉动滑动板48即可将推动板49滑动，通过不断在添加孔51内装入合适的圆管5后推动滑动板48使得圆管5被推入到合适位置后即可完成装料，收集箱40内可设有辅助抽吸风机（未示出），便于固定环41内的碎屑不断抽入收集箱40内。
33.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。