[发明专利]一种风机叶片预埋试验件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及风机技术领域，特别是涉及一种风机叶片预埋试验件及其制作方法。

背景技术

在传统风力发电机组中，常用的叶片连接方式是采用打孔技术用螺栓固定连接，而随着风机功率愈来愈大，叶片也向着更长、叶根载荷更大的趋势发展，这给传统叶片连接方式带来巨大挑战。

近年来，本领域逐渐倾向于在不增加叶片根端直径基础上，采用叶根预埋螺栓的方式安装叶片。采用根端预埋连接技术，不仅可以改善根端受力，同时还可节省叶片制造成本。但目前关于预埋螺套与玻璃钢界面性的试验研究还不够成熟，尤其缺乏相关的试验测试规范和方法指导。

请参阅图1所示，在市场上流行的传统试验测试方法为：在叶片模具上做1～2m的根端或者稍长，从上面切割3颗预埋螺栓宽度的或者1颗螺栓宽度的试样作为试验测试对象。由于叶根是有弧度的，在玻璃钢预埋试验件测试过程中，不仅受到轴向拉力，而且受到额外的弯矩作用，这将导致试验件在非设计状态下被破坏。以市场常规型号1.5MW为例，根端节圆为1800mm，螺栓为54×M30，试验件受力形式与设计存在差异，中间螺套的受力与两侧螺套受力不在同一直线上。此外，由于玻璃钢层间强度低，从叶片根端件上切割下预埋螺栓的传统方式，在图中箭头所指的粗线处易出现分层现象，从而导致试验件破坏。

由此可见，上述传统的叶片预埋试验件在设计形式和使用方法上显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种风机叶片预埋试验件及其制作方法，可克服传统试验件形式存在的缺陷，避免传统试验件在非设计状态下被破坏的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风机叶片预埋试验件，包括预埋螺栓套、位于预埋螺栓套之间的玻纤棒、位于预埋螺栓套和玻纤棒上方的螺套上铺层、位于预埋螺栓套和玻纤棒下方的螺套下铺层以及位于预埋螺栓套与玻纤棒、螺套上铺层、螺套下铺层之间空隙中的填充物。

作为进一步改进，所述的预埋螺栓套与玻纤棒、螺套上铺层之间的填充物无捻粗纱。

所述的无捻粗纱为股数2400TEX的玻璃纤维长丝，且其长度与玻纤棒长度相同。

所述的预埋螺栓套与玻纤棒、螺套下铺层之间填充物为玻璃钢三角条。

所述的预埋螺栓套上方与玻纤棒下方呈S形缠绕有复合毡。

所述的预埋螺栓套以对接方式排布，每两个螺栓套成对同轴固定。

所述的预埋螺栓套的长度为130～160mm。

所述的螺套上、下铺层与叶片成品的根端铺层相同。

此外，本发明还提供了一种上述风机叶片预埋试验件的制作方法，包括以下步骤：A.组装四面模具，并在模具的一对端面上开设定位孔；B.在模具内铺设所述螺套下铺层；C.将所述预埋螺栓套放在螺套下铺层上，并使其与定位孔对应；D.在预埋螺栓套之间插入玻纤棒；E.在预埋螺栓套与玻纤棒的夹角处塞入填充物，并铺设螺套上铺层；F.在除预埋螺栓套内部的其他空隙内注入树脂，固化成型并脱模。

作为进一步改进，所述模具由四个无弧度的平面通过紧固螺栓组装而成，并在四个平面之间设有加强板。

所述模具沿定位孔内侧设有密封槽，所述步骤C先在密封槽上安装O形密封圈，再将预埋螺栓套紧贴密封圈装入模具中。

所述步骤A还包括在模具内外表面涂覆脱模剂。

所述步骤B先将模具放在平整、可加热的平台上，再进行后续步骤。

所述步骤C中预埋螺栓套与定位孔对应后先用手将定位螺栓从定位孔拧入预埋螺栓套内，手持预埋螺栓套使其不能发生移动和转动，用手拧紧后，再用扳手夹住预埋螺栓套位于模具内的一端，用另一扳手将定位螺栓拧紧，过程中保持螺套不发生移动和转动，所述步骤F还包括在脱模后卸下定位螺栓。

所述步骤C先在预埋螺栓套左下方和右下方分别固定玻璃钢三角条，再将玻璃钢三角条与预埋螺栓套一起放在螺套下铺层上；所述步骤E中的填充物是无捻粗纱，塞入预埋螺栓套与玻纤棒的上方夹角处。

所述步骤D在插入玻纤棒之前，先在向预埋螺栓套和空置的螺栓下铺层上方铺设复合毡。

所述步骤F中的树脂通过下导流上抽气的真空灌注方式注入。

所述步骤F中的固化成型采用后固化工艺。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

本发明的技术方案打破传统从叶片根端件上切割下预埋螺栓的制作方式，采用预埋螺栓对接方式，可克服传统试验件形式存在的缺陷，避免传统试验件易在非设计状态下被破坏的不足。

附图说明