后緣阻膠海綿在復(fù)合材料風(fēng)電葉片上的應(yīng)用效果研究

2019-08-02 02:52:48吳彥波黃有慧張述強(qiáng)常軍委

天津科技 2019年7期

吳彥波，黃有慧，張述強(qiáng)，常軍委

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司天津300480)

0 引言

目前行業(yè)內(nèi)制造的復(fù)合材料風(fēng)電葉片普遍采用PS和SS兩半殼體粘接成型工藝。刮涂于SS殼體上的粘接劑在受到PS殼體擠壓過(guò)程中被填充到設(shè)計(jì)要求的粘接區(qū)域。而且，粘接劑還被擠壓出粘接區(qū)域兩側(cè)，擠出模具翻邊的粘接劑位于非產(chǎn)品區(qū)域，殼體脫模后可以切除，但擠壓進(jìn)產(chǎn)品內(nèi)部的粘接劑，由于操作的局限性無(wú)法清理掉。葉片設(shè)計(jì)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，后緣多余的粘接劑耗用量越高，該部分粘接劑存在以下問(wèn)題：設(shè)計(jì)外的粘接劑用量增加了制造成本；加大葉片的重量，甚至使葉片重量超出設(shè)計(jì)值；葉片在風(fēng)場(chǎng)服役過(guò)程中，后緣不規(guī)則的粘接劑存在脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致葉片整機(jī)出現(xiàn)事故。

通過(guò)在SS殼體后緣粘貼海綿膠條對(duì)葉片后緣的粘接寬度進(jìn)行控制，可阻止粘接劑擠壓進(jìn)入葉片內(nèi)部。為此，在 SS殼體后緣最小粘接寬度[1]的內(nèi)側(cè)邊緣粘接海綿膠條，再刮涂粘接劑，合模鎖緊后進(jìn)行擠壓。本文通過(guò) 3種試驗(yàn)，逐步驗(yàn)證海綿膠條的阻膠作用，對(duì)阻膠效果進(jìn)行分析和評(píng)估。

1 試驗(yàn)材料

海綿膠條：三元乙丙橡膠材質(zhì)，寬度 20mm，高度40mm，寬度一側(cè)具有自粘膠。

2 試驗(yàn)方法

2.1 局部擠膠對(duì)比試驗(yàn)

在風(fēng)電葉片后緣區(qū)域隨機(jī)均勻選取6段，每段長(zhǎng)度 1m，使用對(duì)應(yīng)刮板刮涂粘接劑(與合模時(shí)刮涂一致)，每段使用 0.5m 的海綿膠條，另外 0.5m 不使用，合模鎖緊后再打開(kāi)模具觀察粘接劑擠壓效果。

試驗(yàn)表明，在同樣條件下，未使用后緣海綿膠條區(qū)域粘接劑被隨型壓扁，內(nèi)外兩側(cè)均有擠出；使用海綿膠條的區(qū)域無(wú)多余的粘接劑擠壓到殼體內(nèi)側(cè)，外側(cè)粘接劑明顯偏多(圖1、圖2)。

圖1 SS面擠壓后效果Fig.1 SS shell effect after extrusion

圖2 PS面擠壓后效果Fg.2 PS shell effect after extrusion

2.2 整體擠壓試驗(yàn)

在1.5MW葉片上后緣區(qū)域整體，使用對(duì)應(yīng)的刮板刮涂粘接劑，在距離粘接劑邊緣內(nèi)側(cè) 10mm的位置粘接海綿膠條。合模鎖緊后打開(kāi)模具，觀察 PS面及SS面粘接劑擠膠情況。

試驗(yàn)表明，PS側(cè)粘接劑內(nèi)邊緣型線整齊，粘接劑未從 PS側(cè)翻過(guò)海綿膠條。海綿膠條與 SS殼體整體粘接效果良好，無(wú)被粘接劑擠跑現(xiàn)象(圖3、圖4)。

圖3 擠壓前狀態(tài)Fig.3 Pre-extrusion state

圖4 SS側(cè)粘接劑擠壓后狀態(tài)Fig.4 SS shell adhesive after extrusion

2.3 葉片后緣整體試驗(yàn)

隨機(jī)選取1支2.5MW葉片進(jìn)行整體試驗(yàn)，即在葉片后緣平板(或翻邊)末端至葉尖區(qū)域，全部放置海綿膠條。

試驗(yàn)表明，海綿膠條整體試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果，從外側(cè)觀察型線相對(duì)整齊，從內(nèi)側(cè)觀察未發(fā)現(xiàn)粘接劑擠出或有微量粘接劑附著在海綿膠條邊緣，說(shuō)明并未造成缺膠。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)確認(rèn)，粘接寬度符合設(shè)計(jì)要求，海綿膠條邊緣無(wú)氣泡夾雜，無(wú)缺膠及空腔等質(zhì)量問(wèn)題(圖5—圖8)。