[实用新型]一种制造风机叶片的专用预应力施加装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风机叶片制造领域，具体地，涉及一种制造风机叶片的专用预应力施加装置。

背景技术

太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风，其携带的能量即风能。风吹动风机旋转从而带动发电机旋转发电称风力发电即风电。风能是太阳能的一种转化形式，是一种不产生任何污染排放的可再生自然能源。与太阳能、生物、地热和海洋能发电相比，风电是当前技术和经济上最具商业化规模开发条件的新能源。现代风机的风轮大多由三叶片组成，由于风机输出功率与叶片的扫风面积成正比，并且与风速的立方成正比，因此大功率风机的叶片往往十分庞大。一台5MW的风机叶片长度超过60米，风机高度超过20层楼高。国外研发中的8MW风机叶片更是长达80米，风机高度达到了131米。未来风机的叶片必将越来越长。

目前风机叶片主要由纤维增强树脂复合材料制成，其中纤维主要是玻璃纤维或碳纤维。叶片的结构形式主要由主梁，腹板和蒙皮组成。蒙皮由很少的几层纤维布中间夹轻质材料，如结构泡沫板，轻竹板或轻木制成。主梁为叶片的结构提供刚度和强度，一般主梁的纤维铺层较厚，通过手工或机械铺设在模具中，进行灌注制造。

现有的单轴向复合材料在制造过程中多为手工或机械铺设在叶片模具中，玻璃纤维或碳纤维织物在铺设过程中难免会有一些微小的弯曲存在，而这些对于成品的纤维增强树脂复合材料的力学性能产生了不利的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种制造风机叶片的专用预应力施加装置，可以使单轴向纤维织物在铺设中的微小弯曲减少或消失，从而解决目前常用技术方案中单轴向复合材料力学性能降低的问题，有效提高单轴向复合材料的整体力学性能，并有效提高其疲劳特性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种制造风机叶片的专用预应力施加装置，用于为层叠铺设在叶片模具内的单轴向纤维织物施加预应力，包括：

多对单轴向纤维织物拉紧杆，每对分别用于固定并拉紧单轴向纤维织物的两端，且所述单轴向纤维织物拉紧杆的长度大于单轴向纤维织物的宽度。

两片拉紧杆固定板，固定安装在所述叶片模具内，分别沿叶片模具轴向设置，两片之间的间隔距离等于或大于单轴向纤维织物的宽度，且所述拉紧杆固定板两端分别由下至上设置有多个用于放置单轴向纤维织物拉紧杆的卡槽。

预应力调节机构，安装在拉紧杆固定板上，且每对单轴向纤维织物拉紧杆至少对应有一个预应力调节机构，所述预应力调节机构用于调节单轴向纤维织物拉紧杆在拉紧杆固定板上的位置并锁定其位置。

进一步地，所述单轴向纤维织物拉紧杆为圆杆。

进一步地，所述拉紧杆固定板两端的卡槽分别呈阶梯状分布。

进一步地，所述预应力调节机构包括预应力调节杆及与预应力调节杆配合作用的推力施加及测量部件。

进一步地，所述推力施加及测量部件为液压或电动形式。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过固定在叶片模具内的预应力施加装置对单轴向纤维织物进行预应力施加，将单轴向纤维织物两端固定在单轴向纤维织物拉紧杆上，再将单轴向纤维织物拉紧杆放置在拉紧杆固定板的卡槽上，通过预应力调节机构，调节单轴向纤维织物拉紧杆的位置，从而使单轴向纤维织物产生合适的预应力，有效地提高了单轴向纤维织物及其树脂复合材料的整体力学性能，并有效提高了其疲劳特性，采用上述带有预应力的单轴向复合材料制造的风机叶片，能够有效提高叶片的静强度和疲劳强度，实现叶片的轻量高效设计。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是带有预应力的单轴向纤维织物示意图；

图2是单轴向纤维织物的铺层结构示意图；

图3是预应力施加装置结构示意图；

图4是图3中的局部结构放大示意图；

其中，1-单轴向纤维织物，2-单轴向纤维织物拉紧杆，3-拉紧杆固定板，4-预应力调节杆，5-推力施加及测量部件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。