[发明专利]一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机叶片的技术领域，尤其是指一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法。

背景技术

随着市场的需求，目前风力机叶片长度在不断增长，同时运输费用以及运输难度也在不断增加，为了解决这些制约风力机长叶片发展的因素，各大叶片生成厂商都开始着手于分段式叶片技术的研发。图13为某风力发电机叶片从靠近中部将叶片分成两部份，目前有采用在叶片分段位置的两个端面，分别预埋有钻螺钉连接孔的金属法兰，通过螺钉将叶根部分和叶尖部分组合连接在一起的分段叶片。这种方式能满足分段的两部份连接在一起，但为了将两段连接在一起后保证叶片气动外形，对金属法兰的位置精度和平面度要求就相当高，同时叶片壳体为玻璃钢材料，这种方式的金属法兰与玻璃钢粘附性难以保证，同时叶片的运行环境相当复杂，一旦金属法兰与玻璃钢出现剥离，将造成风力机运行隐患，后果无法估量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分段组合式风力发电机叶片及其制造方法，能够有效解决两段连接的可靠性以及工程现场分段连接的方便性。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其分段组合式风力发电机叶片，包括叶尖段、叶根段、第一气动外形组合板、第二气动外形组合板、桁架式钢结构、第一镶块、第二镶块、防雷导线，所述叶尖段和叶根段均内置有腹板和主梁，并在靠近端面的位置制作有端面挡板，所述叶尖段和叶根段的迎风面内侧均贴合固定有第一镶块，该第一镶块的形状大小与迎风面内侧相匹配，并外露有用于粘贴固定第一气动外形组合板的粘接面，所述叶尖段和叶根段的背风面内侧均贴合固定有第二镶块，该第二镶块的形状大小与背风面内侧相匹配，并外露有用于粘贴固定第二气动外形组合板的粘接面，所述第一镶块和第二镶块连接于桁架式钢结构的连接端面上钻有多个第一螺栓孔，所述桁架式钢结构的形状大小与风力发电机叶片分段处的截面形状大小相匹配，其两端法兰面上分布有与第一镶块和第二镶块上的第一螺栓孔一一对应的第二螺栓孔，所述叶尖段和叶根段上的第一镶块和第二镶块能组合形成为与桁架式钢结构形状大小相匹配的组合结构，且所述桁架式钢结构与该组合结构通过双头螺栓连接，并用自锁螺母锁紧固定，所述叶尖段和叶根段通过桁架式钢结构连接为一整体，且连接后，所述第一气动外形组合板和第二气动外形组合板分别粘贴固定在各自相应的粘接面上，进而将桁架式钢结构、第一镶块、第二镶块遮挡住，所述第一气动外形组合板和第二气动外形组合板的形状大小与各自粘接面相匹配；在所述叶尖段和叶根段的迎风面和背风面各设有一条防雷导线，且所述防雷导线穿过端面挡板并通过螺钉固定在桁架式钢结构的端面法兰上。

所述第一镶块、第二镶块为金属件，其上设有凹槽和通孔结构，用于保证玻璃钢与金属件能很好的粘附在一起，以使玻璃钢与金属件能形成为一个整体。

所述腹板与第一镶块和第二镶块相搭接。

所述第一镶块、第二镶块为SKD11钢铸件。

本发明所述分段组合式风力发电机叶片的制造方法，包括以下步骤：

1)在制作分段组合式风力发电机叶片的模具上，按照分段位置尺寸将已制作好的定位凸台安装好，除分段连接处的铺层外，叶片壳体的铺层方式按照传统制作方式制作即可；在叶尖段和叶根段的迎风面、背风面各设有一条防雷导线，分别连接在桁架式钢结构上，通过桁架式钢结构进行导通；第一镶块、第二镶块采用材质为SKD11钢铸件，只需将其连接端面和粘接面通过机加工保证尺寸后，按照装配尺寸要求进行钻孔攻牙即可，分段位置的壳体铺层工艺流程为：外蒙皮→外增强层→放置镶块→放置主梁→内增强层→内蒙皮；

2)待叶尖段的迎风面内侧与第一镶块、背风面内侧与第二镶块一体真空灌注固化完成，将已制作好的腹板按照尺寸粘接固定在背风面上，为了保证镶块与主梁之间力的传递，将腹板与第一镶块和第二镶块相搭接，腹板固定好后，迎风面与背风面合模粘接，叶尖段固化脱模后，在有镶块的前、后缘区域附近再做额外的补强处理；为了防止雨水或杂物进入到叶片腔体内，在靠近端面附近制作端面挡板，迎风面与背风面处的防雷导线需穿出挡板，露出镶块贴合面；然后再按照同样的制作过程完成叶根段的制作；

3)在生产制作现场进行试组合，将桁架式钢结构的端面法兰与叶根段的第一镶块、第二镶块的贴合面对齐，如果贴合面有出现不平齐的缺陷，则需塞薄金属垫片保证平齐；桁架式钢结构与叶根段通过双头螺栓连接，用自锁螺母锁紧固定，同时将叶根段的防雷导线通过螺钉固定连接在桁架式钢结构的端面法兰上；