復合材料風電葉片腹板型線測量及調整方法

張述強，吳彥波

(東方電氣(天津)風電葉片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

腹板是復合材料風電葉片的關鍵結構件，是 PS殼體和 SS殼體聯結和傳遞載荷的關鍵部件。腹板型線數據是風電葉片制造過程中非常關鍵的數據，直接決定著粘接縫隙是否滿足設計要求。新開發的葉型，其腹板型線經理論計算得出，生產出的腹板產品與SS殼體匹配，但與 PS殼體通常存在一定偏差，不符合設計要求。主要原因在于，腹板 PS側是葉片裝配的最后環節，設計精度要求高(6±4mm)[1]。在受到模具形變、液壓翻轉不穩定、主梁帽定位偏差、真空壓力差異、樹脂含量差別[2]等各方面因素的綜合作用下，PS側腹板型線很難一次達到設計要求。粘接厚度過小，會造成葉片無法合模；粘接縫隙過大，粘接劑剪切性能急劇下降，葉片性能降低，葉片制造成本也會上升。因此，腹板型線快速有效的調整，對行業發展具有積極意義。本文就腹板 PS側型線的調整方法進行研究，探討并提供規范的數據測量和調整方法。

1 測量工具及影響

腹板型線調整的基礎是有足夠準確的配合間隙數據支持。由于操作的局限性，腹板與殼體之間的粘接間隙通過測量被擠壓后的橡皮泥厚度進行反映。在SS側殼體粘接區每隔1m放置一塊橡皮泥，橡皮泥受 PS殼體擠壓后變形，翻開 PS殼體模具后對變形的橡皮泥數據進行測量。但測量工作量大，以單支60m長度的葉片為例，檢測一次粘接厚度的測量次數在800次以上。

為了提高準確率和工作效率，測量工具的選用非常重要。如果讀數不能快速直接讀取，脫離橡皮泥時可能會因卡尺張開而造成數據失真。應選用數顯游標卡尺進行橡皮泥厚度的測量，可以直接讀數，效率高、精度高且誤差小。

2 腹板SS側處理

在 SS殼體型線匹配的情況下，腹板與 SS殼體之前也要預留 2～3mm 的粘接縫隙。對于采用腹板擠壓工裝進行分步合模的葉型，由于 PS殼體擠壓與腹板擠壓工裝的作用效果存在出入，腹板 SS側要預留5mm的粘接劑縫隙。可以采用在腹板SS側芯材的正下方粘接對應厚度的玻璃鋼墊片或粘接劑墊片來預留粘接縫隙。

3 腹板PS側數據測量

由于腹板與 PS側殼體的最終裝配是在腹板與SS側殼體粘接之后進行，SS側腹板粘接以后試合模的橡皮泥數據更為接近真實數值。腹板與 SS殼體粘接前后，測量的數據存在較大偏差。經過多次實踐證明，采用腹板未粘接到 SS殼體之前測量的數據進行型線調整，偏差較大，盡管反復調整也很難達到理想狀態。橡皮泥放置后也要再次檢查安放位置是否對應整米位置，如果出現偏差也會給后期的調整累積出比較大的誤差，效果也會大打折扣。

4 腹板PS側型線調整

在測量橡皮泥數據后，結合間隙數據進行理論數據調整時，間隙以保留5mm為宜以進行增高或降低調整。拆除腹板模具擋邊的時候應當先將整米處的R角粘接劑清理后刻線，再以刻線為基準劃出調整線。驗證測量腹板總高以避免測量誤差。每次調整應當有質檢員進行驗收，以確保實施的準確性。

5 數據保存和管理

調整數據應當保留完整的換版記錄，便于在項目或葉型調整后及時恢復到上一次的最佳狀態而不至于造成更型后進行多次重復調整工作。要做到完整、系統、準確地保存數據應做到以下幾點：首先，數據換版后應留下PDF版本或者進行工作表保護；其次，版本命名應當包含葉型和日期兩個要素；最后，專人負責數據的存檔、保管以及備份。

6 總 結

腹板 PS側型線調整精度要求高，必須采用科學嚴謹的工作方法，從測量工具的選擇到數據的測量，再到數據的修訂以及模具的修正，都提出了較高的要求。腹板型線調整方法的規范化，有利于新產品開發快速實現設計預期，減少粘接劑用量，降低制造成本，提高葉片的粘接性能[3]，避免葉片超重，使產品重量更趨于設計值。