叶片主梁及风机叶片的制作方法

1.本发明涉及新能源设备技术领域，尤其涉及一种叶片主梁及风机叶片。


背景技术：

2.主梁是叶片承受风载的关键部件，随着长叶片技术发展，叶片长度越长，主梁承受的载荷不断增大，拉挤板材(拉挤玻纤和拉挤碳纤)具有力学性能优异、加工方法简单的优点，使用拉挤板材及板材堆叠作为叶片主梁成为了目前大叶片设计的重要技术。
3.目前风电叶片拉挤板的截面形状通常是矩形，堆叠形成主梁时，上下层拉挤板侧面对齐，会在厚度方向形成垂直通缝，两组拉挤板之间为单纯的树脂连接，成为结构的薄弱区域，降低了结构的刚度和强度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种叶片主梁及风机叶片，用以解决现有技术中叶片主梁在拉挤板接缝位置结构刚度和强度较弱的问题。
5.本发明提供一种叶片主梁，包括：多个拉挤板组，所述拉挤板组沿厚度方向设置有至少两层；并且沿所述拉挤板组的厚度方向的相邻层之间，所述拉挤板组沿所述拉挤板组的宽度方向错位设置。
6.根据本发明提供的一种叶片主梁，每组所述拉挤板组外侧包绕有加强层。
7.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述拉挤板组沿所述厚度方向的相邻层之间设置有隔层。
8.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述加强层和/或所述隔层为单轴向玻璃纤维、碳纤维织物和多轴向玻璃纤维织物中的其中一种或两种以上的任意组合。
9.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述加强层包括第一加强部和第二加强部，所述第一加强部与所述第二加强部开口相对，且分别包绕在每组所述拉挤板组宽度方向的两侧，所述第一加强部和所述第二加强部之间形成间隔。
10.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述加强层在所述拉挤板组厚度方向的一侧形成缺口。
11.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述加强层螺旋缠绕在所述拉挤板组的外侧，所述加强层的螺旋线与所述拉挤板组的宽度方向形成夹角。
12.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述拉挤板组包括第一板组和第二板组，所述第一板组宽度大于所述第二板组；
13.在相邻两层所述拉挤板组中的其中一层中，包括位于宽度方向一端的补差件、位于宽度方向另一端的所述第二板组以及位于所述补差件和所述第二板组之间的所述第一板组，另一层包括多个所述第一板组；或
14.相邻两层所述拉挤板组均包括位于宽度方向一端的补差件、位于宽度方向另一端的所述第二板组以及位于所述补差件和所述第二板组之间的所述第一板组，相邻两层所述
拉挤板组的所述补差件位于宽度方向的不同侧；或
15.相邻两层所述拉挤板组均包括位于宽度方向一端的补差件以及所述第一板组和所述第二板组的其中一者，相邻两层所述拉挤板组的所述补差件位于宽度方向的不同侧。
16.根据本发明提供的一种叶片主梁，所述补差件为叶片壳体的凸起部分或固化树脂。
17.本发明还提供一种风机叶片，包括以上任一项所述的叶片主梁。
18.本发明提供的叶片主梁及风机叶片，将拉挤板材分为多个拉挤板组，并且使相邻层的拉挤板组之间错位设置，能够有效阻断拉挤板组之间形成的厚度方向的垂直通缝，提高结构刚度和强度，改变拉挤板组之间的连接形式，提高主梁承载能力。
19.拉挤板组外侧包绕有加强层，能够有效增加拉挤板组的结构稳定性，进一步优化叶片主梁的结构强度。
20.相邻层的拉挤板组之间设置隔层，既能增加相邻层之间的连接强度，又能便于树脂充分填充拉挤板组之间。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明提供的一种叶片主梁的横剖试图之一；
23.图2是本发明提供的一种叶片主梁中的加强层的结构示意图；
24.图3是本发明提供的另一种叶片主梁中的加强层的结构示意图；
25.图4是本发明提供的又一种叶片主梁中的加强层的结构示意图；
26.图5是本发明提供的一种叶片主梁的横剖试图之二；
27.图6是本发明提供的一种叶片主梁的横剖试图之三。
28.附图标记：
29.100、拉挤板组；
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110、拉挤板材；
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200、加强层；
30.210、第一加强部；
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220、第二加强部；
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300、隔层；
31.400、补差件。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
33.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
35.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
37.下面结合图1描述本发明实施例的叶片主梁，叶片主梁包括拉挤板组100，拉挤板组100包括至少两个叠放的拉挤板材110，位于同一个拉挤板组100的各拉挤板材110之间大小及形状均相同，沿厚度方向叠放。拉挤板组100沿其厚度方向设置有至少两层，每层设置至少两个沿宽度方向并排设置的拉挤板组100，相邻层之间的拉挤板组100错位设置，从而阻断拉挤板组100之间形成的厚度方向的垂直通缝。
38.可选的，每组拉挤板组100外侧均包绕有加强层200，加强层200能够使同一拉挤板组100内的各拉挤板材110之间的连接结构更稳定，整体性更好。同时能够使相邻的拉挤板组100之间的树脂填充更充分，避免出现空腔、气泡。
39.可选的，拉挤板组100沿其厚度方向的相邻层之间设置有隔层300，改善层间受力能力，加强树脂填充时的流动能力，并且有利于减小叶片主梁的整体重量。
40.加强层200和隔层300为单轴向玻璃纤维、碳纤维织物和多轴向玻璃纤维织物中的其中一种或两种以上的任意组合，使加热层、隔层300能够具有良好的机械强度，与树脂结合后具有超高的抗拉强度，使叶片主梁具有良好的力学性能和较小的重量。
41.结合图2，在本发明一个实施例中，加强层200包括第一加强部210和第二加强部220，第一加强部210和第二加强部220均为c形结构，第一加强部210和第二加强部220的开口相对，且分别包绕在其对应的拉挤板组100宽度方向的两侧，第一加强部210和第二加强部220之间形成间隔。此种形式的加强层200能够分别在拉挤板组100宽度方向的两侧进行加强，使拉挤板组100具有良好的整体性，第一加强部210和第二加强部220之间的间隙可灌入树脂，增加加强层200内外的结合强度。
42.结合图3，在本发明另一个实施例中，加强层200在拉挤板组100厚度方向的一侧形成缺口，此种情况下，加强层200能够完全包裹住拉挤板组100宽度方向的两侧及拉挤板组100背离加强层200缺口的一侧，保证拉挤板组100内各拉挤板材110的结合强度，同时具有
加工方便的优点。
43.结合图4，在本发明又一个实施例中，加强层200螺旋缠绕在拉挤板组100的外侧，加强层200的螺旋线与拉挤板组100的宽度方向形成夹角，进行加工时可由拉挤板组100的一端至另一端通过螺旋缠绕的方式连续性包裹拉挤板组100，使拉挤板组100具有更好的整体性及更高的结构强度。
44.回见图1，可选的，拉挤板组100包括第一板组和第二板组，第一板组和第二板组为两种不同宽度的拉挤板组100，其中，第一板组宽度大于第二板组的宽度，通过合理布置第一板组和第二板组的排放顺序及数量能够实现相邻层之间拉挤板组100错位。
45.在一种可选方案中，在相邻两层拉挤板组100的其中一层中，包括位于宽度方向一端的补差件400、位于宽度方向另一端的第二板组以及位于补差件400和第二板组之间的第一板组，补差件400的宽度等于第一板组和第二板组的宽度差，另一层的拉挤板组100包括多个第一板组。在此种情况下，由于其中一层具有补差件400和第二板组，能够与全部为第一板组的相邻层宽度相等，并且使两层的拉挤板组100相互错位。
46.结合图5，在另一种可选方案中，相邻两层拉挤板组100均包括位于宽度方向一端的补差件400、位于宽度方向另一端的第二板组以及位于补差件400和第二板组之间的第一板组，相邻两层拉挤板组100的补差件400位于宽度方向的不同侧，补差件400的宽度等于第一板组和第二板组的宽度差。由于相邻两层之间的补差件400和第二板组的布置位置相反，能够实现相邻两层拉挤板组100的相互错位，同时还能使相邻层的拉挤板组100宽度相等。
47.结合图6，在又一种可选方案中，相邻两层拉挤板组100均包括位于宽度方向一端的补差件400以及第一板组和第二板组的其中一者，相邻两层拉挤板组的补差件400位于宽度方向的不同侧。
48.在上述三种方案中的补差件400均可以是叶片壳体的凸起部分或固化树脂，既能维持稳定的结构，又能够保证叶片主梁的刚度和强度。
49.在本发明一个实施例中，提供了一种风机叶片，该风机叶片包括上述任意实施例所述的叶片主梁，此种结构的风机叶片能够承受较大的载荷，加工方法简单，力学性能优异。
50.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。