复合材料风电叶片腹板型线测量及调整方法

张述强，吴彦波

(东方电气(天津)风电叶片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

腹板是复合材料风电叶片的关键结构件，是 PS壳体和 SS壳体联结和传递载荷的关键部件。腹板型线数据是风电叶片制造过程中非常关键的数据，直接决定着粘接缝隙是否满足设计要求。新开发的叶型，其腹板型线经理论计算得出，生产出的腹板产品与SS壳体匹配，但与 PS壳体通常存在一定偏差，不符合设计要求。主要原因在于，腹板 PS侧是叶片装配的最后环节，设计精度要求高(6±4mm)[1]。在受到模具形变、液压翻转不稳定、主梁帽定位偏差、真空压力差异、树脂含量差别[2]等各方面因素的综合作用下，PS侧腹板型线很难一次达到设计要求。粘接厚度过小，会造成叶片无法合模；粘接缝隙过大，粘接剂剪切性能急剧下降，叶片性能降低，叶片制造成本也会上升。因此，腹板型线快速有效的调整，对行业发展具有积极意义。本文就腹板 PS侧型线的调整方法进行研究，探讨并提供规范的数据测量和调整方法。

1 测量工具及影响

腹板型线调整的基础是有足够准确的配合间隙数据支持。由于操作的局限性，腹板与壳体之间的粘接间隙通过测量被挤压后的橡皮泥厚度进行反映。在SS侧壳体粘接区每隔1m放置一块橡皮泥，橡皮泥受 PS壳体挤压后变形，翻开 PS壳体模具后对变形的橡皮泥数据进行测量。但测量工作量大，以单支60m长度的叶片为例，检测一次粘接厚度的测量次数在800次以上。

为了提高准确率和工作效率，测量工具的选用非常重要。如果读数不能快速直接读取，脱离橡皮泥时可能会因卡尺张开而造成数据失真。应选用数显游标卡尺进行橡皮泥厚度的测量，可以直接读数，效率高、精度高且误差小。

2 腹板SS侧处理

在 SS壳体型线匹配的情况下，腹板与 SS壳体之前也要预留 2～3mm 的粘接缝隙。对于采用腹板挤压工装进行分步合模的叶型，由于 PS壳体挤压与腹板挤压工装的作用效果存在出入，腹板 SS侧要预留5mm的粘接剂缝隙。可以采用在腹板SS侧芯材的正下方粘接对应厚度的玻璃钢垫片或粘接剂垫片来预留粘接缝隙。

3 腹板PS侧数据测量

由于腹板与 PS侧壳体的最终装配是在腹板与SS侧壳体粘接之后进行，SS侧腹板粘接以后试合模的橡皮泥数据更为接近真实数值。腹板与 SS壳体粘接前后，测量的数据存在较大偏差。经过多次实践证明，采用腹板未粘接到 SS壳体之前测量的数据进行型线调整，偏差较大，尽管反复调整也很难达到理想状态。橡皮泥放置后也要再次检查安放位置是否对应整米位置，如果出现偏差也会给后期的调整累积出比较大的误差，效果也会大打折扣。

4 腹板PS侧型线调整

在测量橡皮泥数据后，结合间隙数据进行理论数据调整时，间隙以保留5mm为宜以进行增高或降低调整。拆除腹板模具挡边的时候应当先将整米处的R角粘接剂清理后刻线，再以刻线为基准划出调整线。验证测量腹板总高以避免测量误差。每次调整应当有质检员进行验收，以确保实施的准确性。

5 数据保存和管理

调整数据应当保留完整的换版记录，便于在项目或叶型调整后及时恢复到上一次的最佳状态而不至于造成更型后进行多次重复调整工作。要做到完整、系统、准确地保存数据应做到以下几点：首先，数据换版后应留下PDF版本或者进行工作表保护；其次，版本命名应当包含叶型和日期两个要素；最后，专人负责数据的存档、保管以及备份。

6 总 结

腹板 PS侧型线调整精度要求高，必须采用科学严谨的工作方法，从测量工具的选择到数据的测量，再到数据的修订以及模具的修正，都提出了较高的要求。腹板型线调整方法的规范化，有利于新产品开发快速实现设计预期，减少粘接剂用量，降低制造成本，提高叶片的粘接性能[3]，避免叶片超重，使产品重量更趋于设计值。