兆瓦級風電機艙罩殼灌注一體成型制作方法
【專利摘要】本發明創造提供一種兆瓦級風電機艙罩殼灌注一體成型制作方法，其通過有限元軟件，對機艙罩殼的鋪層結構按照GL2010規范進行設計；再利用三維軟件設計出預埋件位置、灌注布管圖、真空耗材的位置；然后根據設計逐步進行生產。本發明由于采用灌注工藝替代手糊工藝，降低了鋪層厚度，提升了鋪層的效率，并且大幅度減少了材料的用量；能夠快速的加工兆瓦級風電機艙生產，有利于風電新項目的開展與實施；改善了工人的操作環境。
【專利說明】兆瓦級風電機艙罩殼灌注一體成型制作方法

【技術領域】
[0001]本發明創造涉及一種兆瓦級風電機艙罩殼的制作方法。

【背景技術】
[0002]風電行業現行制作機艙罩殼的方式主要是手糊工藝制作機艙罩殼，上述制作方法存在如下問題和缺點，對生產的機艙罩殼質量有較大影響:
[0003]1、產品質量不穩定，產品生產質量受工人操作影響大。
[0004]2、制品精度偏差較大，采用手糊工藝厚度偏差一般為20%
[0005]3、無法快速成型，模具占用時間長，生產周期較長；
[0006]4、對環境污染大,對操作人員身體健康有一定影響；
[0007]5、耗費的樹脂等原材料多。
[0008]綜上可以看出，手糊工藝制作機艙罩殼，屬于勞動力密集型的生產方式，主要依靠高強度體力勞動來完成產品。這種方式生產的產品不僅精度偏差大，而且對環境造成了較大的影響。


【發明內容】

[0009]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是:兆瓦級風電機艙罩殼灌注一體成型制作方法，包括如下步驟:
[0010]步驟1、通過有限元軟件，對機艙罩殼的鋪層結構按照GL2010規范進行設計；
[0011]步驟2、利用三維軟件設計出預埋件位置、灌注布管圖、真空耗材的位置；如根據三維模型，測量出三維模型中部件反映在模具中的位置尺寸，在模具上預埋螺母，通過螺母對預埋件進行位置固定。灌注布管，根據模具外形布置進膠口和抽氣口，保證纖維布能在短時間內被樹脂完全浸潤。其中，本領域人員應當知曉上述的真空耗材是指:真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布等。
[0012]步驟3、按照以下步驟進行生產:
[0013]步驟3.1、在模具表面噴涂膠衣；
[0014]步驟3.2、根據步驟I所設計的鋪層結構，在機艙模具內進行纖維布鋪層，鋪層過程中注意保持布的平整不要有褶皺；
[0015]步驟3.3、根據三維模型和工藝要求，將預埋件按照指定位置一起鋪放；使預埋件直接同機艙主體一體成型；
[0016]步驟3.4、在鋪放好預埋件后，復核預埋件位置數據，確保預埋件安裝位置正確，偏差應為± 1mm之內；
[0017]步驟3.5、根據步驟I所設計的鋪層結構，對預埋件區域進行補強(增加纖維布鋪層，纖維布可以采用復合氈或方格布)；確保預埋件區域在成型后能達到GL2010規范要求的強度和剛度；
[0018]步驟3.6、根據步驟2所設計的工藝布管圖和真空耗材的位置，將真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布、進膠管、抽氣管、螺旋管進行鋪覆，形成真空灌注體系；
[0019]步驟3.7、對真空灌注體系進行保壓，保證體系真空度達到要求(20分鐘壓力降低不超過5Kpa)；
[0020]步驟3.8、將樹脂混合色漿后，向真空灌注體系進行灌注；
[0021]步驟3.9、待灌注完成，完全固化后，進行脫模、切邊、裝配工序；
[0022]步驟3.10、若有缺陷則對缺陷進行進一步修復，對成品進行檢查驗收。
[0023]本發明創造具有的優點和積極效果是:
[0024]1、產品性能優良，成品率高。在同樣原材料的情況下，與手糊構件相比，真空樹脂導入工藝成型構件的強度、剛度及其它的物理特性可提高30% -50%以上。工藝穩定后成品率可接近100%。
[0025]2、產品質量穩定，重復性好。產品質量受操作人員影響小，不論是同一構件還是各構件間都存在高度的一致性。產品的纖維用量在注入樹脂前已按規定的量放入模具中，構件有相對恒定的樹脂比，一般在30% -45%，因此產品性能的均勻性和重復性比手糊工藝產品好得多，缺陷也少得多。
[0026]3、抗疲勞性能提高，可減輕結構重量。由于制品纖維含量高、孔隙率低、產品性能高，尤其是層間強度的提高，大大提高了產品的抗疲勞性能。在強度或剛度要求相同的情況下，采用真空導入工藝制作的產品可減輕結構重量。
[0027]4、環境友善。真空樹脂導入工藝是一種閉模工藝，揮發性有機物和有毒空氣污染物均被局限于真空袋中。僅在真空泵排氣(可過濾)和打開樹脂桶時有微量的揮發物。這也大大改善了操作人員的工作環境，穩定了勞動人員的隊伍，也擴大了可用材料的范圍。
[0028]5、產品整體性好。真空樹脂導入工藝可同時成形加強筋、夾芯結構及其它嵌件，提高了產品的整體性。
[0029]6、減少原材料使用，減少用工。在同樣鋪層時，樹脂用量減少30%。浪費少，樹脂損耗率低于5%。勞動生產率高，比手糊工藝可節約勞動力50%以上。由于灌注產品比手糊產品強度高，往往在保證結構強度符合標準的條件下，灌注工藝可以更加節省纖維布。
[0030]7、制品精度好。真空樹脂導入工藝產品的尺寸精度(厚度)優于手糊制品。在同樣的鋪層下，一般真空樹脂擴散技術產品的厚度為手糊制品的2/3。產品厚度偏差約為±10%，而手糊工藝一般為±20%。產品表面的平整度優于手糊產品。真空樹脂導入工藝的機罩產品內壁光滑，表面自然形成富樹脂層，不需要另外加涂面漆。減少了打磨和涂漆工序的人工和材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發明制作方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明創造的具體實施例做詳細說明。本發明的制作方法包括如下步驟:
[0033]步驟1、通過有限元軟件，對機艙罩殼的鋪層結構按照GL2010規范進行設計；需按照GL2010規范中所列的六種工況要求(如下表所示)進行設計:
[0034]
工況荷載組合方式荷載作用位置及大小
1.35X機艙罩殼自重 P Γ ,X+1.35Χ風載荷(風風荷載:整個側面27m2，偏軸15°
(DLC.6速 70m/s)__
T — rm r 1.35 X機艙罩殼自重
一+1.1X風荷載(風速風荷載:整個側面27m2，偏軸90。
6.2)__70m^s)__
Τνπ —1.35 X機艙罩殼自重
+1.1Χ風荷載(風速風荷載:整個側面27m2，偏軸90°
_'__56m/s)__
(Horizontal^自重水平載荷:0.2mX0, 2m，lKN/m2.+1.5 X水平載荷
load)
工況五1.35 X機艙罩殼自重
(Holding eyes +1.0X安全載荷，X，安全載荷:安全掛點位置，20KN
load)__Y，Z 方向__
1.35X機艙罩殼自重機艙罩殼平頂面除了天窗、排氣罩的部分，底工況六(Live +1.5X集中荷載面除機器設備占用的部分，集中荷載:1.5KN，load) /1.35X機艙罩殼自作用區域面積，0.2mX0.2m均布荷載:3KN/_重+1.5X均布荷載m%作用區域:機艙罩平頂面_
[0035]步驟2、利用三維軟件設計出預埋件位置、灌注布管圖、真空耗材的位置。如根據三維模型，測量出三維模型中部件反映在模具中的位置尺寸，在模具上預埋螺母，通過螺母對預埋件進行位置固定。灌注布管，根據模具外形布置進膠口和抽氣口，保證纖維布能在短時間內被樹脂完全浸潤。其中，本領域人員應當知曉上述的真空耗材是指:真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布等。
[0036]步驟3、按照以下步驟進行生產:
[0037]步驟3.1、在模具表面噴涂膠衣；
[0038]步驟3.2、根據步驟I所設計的鋪層結構，在機艙模具內進行纖維布鋪層，鋪層過程中注意保持布的平整不要有褶皺；
[0039]步驟3.3、根據三維模型和工藝要求，將預埋件按照指定位置一起鋪放；使預埋件直接同機艙主體一體成型；
[0040]步驟3.4、在鋪放好預埋件后，復核預埋件位置數據，確保預埋件安裝位置正確，偏差應為± 1mm之內；
[0041]步驟3.5、根據步驟I所設計的鋪層結構，對預埋件區域進行補強(增加纖維布鋪層，纖維布可以采用復合氈或方格布)；確保預埋件區域在成型后能達到GL2010規范要求的強度和剛度；
[0042]步驟3.6、根據步驟2所設計的工藝布管圖和真空耗材的位置，將真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布、進膠管、抽氣管、螺旋管進行鋪覆，形成真空灌注體系；
[0043]步驟3.7、對真空灌注體系進行保壓，保證體系真空度達到要求(20分鐘壓力降低不超過5Kpa)；
[0044]步驟3.8、將樹脂混合色漿后，向真空灌注體系進行灌注；
[0045]步驟3.9、待灌注完成，完全固化后，進行脫模、切邊、裝配工序；
[0046]步驟3.10、若有缺陷則對缺陷進行進一步修復，對成品進行檢查驗收。
[0047]以上實施例僅用于說明而并非限制本發明創造所描述的技術方案，不能被認為用于限定本發明創造的實施范圍。凡依本發明創造申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明創造的專利涵蓋范圍之內。
【權利要求】
1.兆瓦級風電機艙罩殼灌注一體成型制作方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1、通過有限元軟件，對機艙罩殼的鋪層結構按照GL2010規范進行設計； 步驟2、利用三維軟件設計出預埋件位置、灌注布管圖、真空耗材的位置； 步驟3、按照以下步驟進行生產: 步驟3.1、在模具表面噴涂膠衣； 步驟3.2、根據步驟I所設計的鋪層結構，在機艙模具內進行纖維布鋪層，鋪層過程中注意保持布的平整不要有褶皺； 步驟3.3、根據三維模型和工藝要求，將預埋件按照指定位置一起鋪放；使預埋件直接同機艙主體一體成型； 步驟3.4、在鋪放好預埋件后，復核預埋件位置數據，確保預埋件安裝位置正確，偏差應為土 1mm之內； 步驟3.5、根據步驟I所設計的鋪層結構，對預埋件區域進行補強；確保預埋件區域在成型后能達到GL2010規范要求的強度和剛度； 步驟3.6、根據步驟2所設計的工藝布管圖和真空耗材的位置，將真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布、進膠管、抽氣管、螺旋管進行鋪覆，形成真空灌注體系； 步驟3.7、對真空灌注體系進行保壓，保證真空灌注體系的真空度達到要求； 步驟3.8、將樹脂混合色漿后，向真空灌注體系進行灌注； 步驟3.9、待灌注完成，完全固化后，進行脫模、切邊、裝配工序。
2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:步驟2所述預埋件位置采用如下方法:根據三維模型，測量出三維模型中部件反映在模具中的位置尺寸，在模具上預埋螺母，通過螺母對預埋件進行位置固定。
3.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:步驟2所述灌注布管圖的設計是根據模具外形布置進膠口和抽氣口，保證纖維布能在短時間內被樹脂完全浸潤。
4.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:步驟2所述真空耗材包括:真空袋、導流網、隔離膜、密封膠條、脫模布中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:步驟3.5所述對預埋件區域進行補強是采用增加纖維布鋪層實現，所述纖維布采用復合氈或方格布。
6.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:步驟3.7所述的真空度要求為20分鐘壓力降低不超過5Kpa。
7.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于:還包括 步驟3.10、若有缺陷則對缺陷進行進一步修復，對成品進行檢查驗收。
【文檔編號】B29C70/54GK104149362SQ201410360165
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】吳海亮, 薛浩鵬, 王剛, 李波, 劉成賓 申請人:天津東汽風電葉片工程有限公司