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        風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機的設(shè)計

        2015-03-20 12:42:20藺吉順廉吉德
        機械管理開發(fā) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)力杠桿活塞

        藺吉順, 陳 偉, 王 晶, 廉吉德

        (1.內(nèi)蒙古民族大學(xué)機械工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 通遼 028000;2.康迪泰克大洋管件(長春)有限公司,吉林 長春 130011;3.吉林東光友成機工有限公司,吉林 長春 130022;4.長春東煤高技術(shù)股份有限公司,吉林 長春 130012)

        引言

        風(fēng)力發(fā)電機由葉片、轉(zhuǎn)子和定子等部件構(gòu)成,安裝在高架上面,在風(fēng)力的帶動下轉(zhuǎn)動而發(fā)電[1-3]。目前常見的風(fēng)力發(fā)電機的葉片長達40~55m,是由玻璃纖維或碳纖維與樹脂在模具上成型。一般來說,葉片的面模具有兩片,分別為成型葉片的一半,再把兩個半模合在一起,成為整個葉片[4]。在兩個半模合并之前,要在兩個半模的葉片邊緣涂抹黏合劑,用的較多的是環(huán)氧樹脂。由于環(huán)氧樹脂黏度較大,加之半模的邊緣又窄又長,且多彎曲,目前還沒有適用的涂膠機具,只能由人手工涂膠。手工涂膠的工人一手端起盛膠的托板,另一手用刮板把樹脂堆放在半模的邊緣上,并且用刮板把樹脂堆抹成斷面為三角形的膠棱,合模以后樹脂即可把兩半葉片黏合在一起[5-6]。顯然,這種手工操作的效率很低,所配制的樹脂也必須具有較長的凝固時間,整個成型的過程都會相應(yīng)延長,而且樹脂中的揮發(fā)物還會增加,對作業(yè)環(huán)境造成一定的不良影響。此外,手工操作的勞動強度也比較大,盡管成型車間的溫度很高,操作者也必須佩帶口罩,十分艱苦。手工操作的涂膠量也很難掌握,多則浪費,少則降低產(chǎn)品質(zhì)量,對操作者的經(jīng)驗和技能要求較高。

        1 設(shè)計思路

        本設(shè)計的目的是提供一種可替代手工勞動進行風(fēng)力發(fā)電機葉片半模的涂膠作業(yè),且效率高、質(zhì)量好,可大幅縮短合模工時,減輕環(huán)境污染的風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機。

        上述目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:研制一種風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機,其特點是在一個拖架上安裝一個盛膠桶,盛膠桶下端設(shè)有排膠口,排膠口的下面設(shè)有抹膠板,在排膠口的上方設(shè)有排膠葉輪,排膠桶內(nèi)的中上部配有與桶內(nèi)壁配合的活塞,活塞上面的活塞桿上端與杠桿的小端相鉸連,杠桿的支點鉸連在立柱上,立柱安裝在拖架上,杠桿的大端前伸且設(shè)有牽拉的手柄,拖架兩側(cè)安裝有兩個行走輪,兩個行走輪的間距與葉片半模需要涂膠的邊緣相配合,行走輪的軸端裝有鏈輪,且與盛膠桶下部排膠葉輪的輪軸上的鏈輪通過鏈條相傳動。其中盛膠桶上中部為圓筒,下部為小端向下的錐形筒,且下部外側(cè)設(shè)有灌膠口,灌膠口上設(shè)有密封蓋。立柱的高度超過杠桿的支點,其上部通過拉簧與杠桿大端相拉。其中行走輪的間距可調(diào),拉簧設(shè)有長度可變的調(diào)壓桿,活塞桿上端通過銷軸與杠桿的長孔相鉸連。所述抹膠板有兩片刮板,固定在排膠口下方兩側(cè),且后延伸,延伸段兩片刮板上邊對接呈三角邊。

        2 設(shè)計基本方法和步驟

        風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機的結(jié)構(gòu)如圖1所示,這里所說的半模包括模具及上面成型的半片葉片。所述半模涂膠機有一個拖架,拖架上安裝一個盛膠桶,盛膠桶的水平斷面可以是多種形狀,最好為圓形。盛膠桶上中部為圓筒,下部為小端向下的錐形筒。盛膠桶下端設(shè)有排膠口,排膠口的下面設(shè)有抹膠板,在排膠口的上方設(shè)有排膠葉輪,盛膠桶的內(nèi)中上部配有與桶內(nèi)壁配合的活塞,活塞上面的活塞桿上端與杠桿的小端相鉸連,杠桿的支點鉸連在立柱上,立柱安裝在拖架上,杠桿的大端前伸且設(shè)有手柄。拖架兩側(cè)安裝有兩個行走輪,兩個行走輪的間距與葉片半模需要涂膠的邊緣相配合,行走輪的軸端裝有鏈輪,且與盛膠桶下部排膠葉輪的輪軸上的鏈輪通過鏈條相傳動。

        圖1 風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機結(jié)構(gòu)示意圖

        工作時,把樹脂裝入盛膠桶,把兩個行走輪卡在風(fēng)力發(fā)電機葉片半模的邊緣上,由人牽拉杠桿大端的手柄即可行走,同時杠桿在上拉的過程中,其小端即可對活塞施加向下的壓力,通過活塞向下推壓樹脂,下面的排膠葉輪進一步向下攪動,使樹脂強制排出。隨后被抹膠板堆放在半模邊緣上。

        這里的行走輪的間距應(yīng)與半模需要涂膠的邊緣的平臺寬度相一致。最好采用間距可調(diào)的行走輪,根據(jù)需要調(diào)整行走輪的間距?;钊麠U上端與杠桿小端的連接方式可有多種,圖中介紹的是通過銷軸與杠桿小端的長孔相鉸連。

        如圖2抹膠板結(jié)構(gòu)示意圖所示,這里的抹膠板有兩片刮板,固定在排膠口下方兩側(cè),且向后延伸,向后延伸段兩片刮板上邊對接呈三角邊。這樣,排出的樹脂經(jīng)過抹膠板即如圖3排膠狀態(tài)圖所示堆放在半模邊緣的平臺上面,形成斷面為三角形的樹脂膠條。盛膠桶填裝樹脂的方式也有多種,例如拉出桶內(nèi)的活塞,即可從上口向內(nèi)填裝,裝完后再把活塞裝回桶內(nèi)即可。為了更加方便,推薦在盛膠桶的下部外側(cè)設(shè)灌膠口,灌膠口上設(shè)密封蓋。打開密封蓋,即可向桶內(nèi)灌裝樹脂,然后關(guān)閉密封蓋,即可作業(yè)。

        圖2 抹膠板結(jié)構(gòu)示意圖

        圖3 排膠狀態(tài)圖

        為了加大杠桿對活塞的作用力,支撐杠桿的立柱高度超過杠桿的支點,立柱上部通過拉簧與杠桿大端相拉。這樣,不僅可以通過提拉杠桿對活塞施加向下的壓力,還可以通過拉簧加大杠桿大端向上的力矩,從而加大小端對活塞向下的壓力。由于樹脂的粘度等相關(guān)物理性狀會有變化,活塞的壓力需求會隨之變化,因而活塞的壓力調(diào)解范圍要盡可能大。調(diào)整活塞壓力的方式很多,可以通過操作者提拉杠桿來調(diào)整,或者改變拉簧的拉力等。本例推薦采用長度可變的調(diào)壓桿,把調(diào)壓桿連接在拉簧上,通過調(diào)整調(diào)壓桿的長度改變活塞的壓力。本文介紹的是一種最簡單的調(diào)壓桿,有兩段螺桿與一段螺管相配合,轉(zhuǎn)動螺管即可改變螺桿的距離,改變調(diào)壓桿的長度。

        3 結(jié)語

        本文設(shè)計了一種風(fēng)力發(fā)電機葉片合模工具,即風(fēng)力發(fā)電機葉片半模涂膠機。該機器在一個拖架上安裝一個盛膠桶,盛膠桶下端設(shè)有排膠口,排膠口的下面設(shè)有抹膠板,在排膠口的上方設(shè)有排膠葉輪,把樹脂裝在桶內(nèi),由人牽拉,即可沿半模邊緣行走,同時把樹脂強制排出,可代替大部分人力,效率高,質(zhì)量好,可減少污染,可在行業(yè)中普遍推廣。

        [1] 劉偉亮.錐形永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012:1-17.

        [2] 郭旭東.離網(wǎng)型雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究[D].長沙:中南大學(xué),2013:2-7.

        [3] 葛俊旭.兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州:浙江大學(xué),2010:12-21.

        [4] 潘藝,周鵬展,王進.風(fēng)力發(fā)電機葉片技術(shù)發(fā)展概述[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,21(3):48-51.

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        [6] 顧怡紅.風(fēng)力發(fā)電機葉片優(yōu)化設(shè)計方法研究[D].杭州:浙江大學(xué),2014:9-13.

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