风力发电机组生产及加工工艺第二章-叶片的生产技术课件.ppt

1、第二章第二章叶片的生产技术第一节叶片的材料第二节叶片的生产准备第三节叶片的加工工艺方法第四节叶片的检查、验收与试验第一节叶片的材料一、叶片对材料的要求1)叶片材料选择应遵守的准则 具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受住极端恶劣条件和随机的负荷(如暴风等)的考验，确保安全运转20年以上。静强度适当。耐腐蚀、耐紫外线照射和抗雷击性能好，具有在所有环境下的可靠性。密度小，重量轻。成本(精确说为分摊到每度电的成本)低，维护费用低。2)所选择的材料必须满足设计使用要求，并适合加工制造。3)所选择材料的性能指标及化学成分应符合现行有效标准或其他有关技术条件要求。第一节叶片的材料4)材料制造商应具备GB/T

2、 190012008的质量认证体系，应提供材料的合格证和检验单。5)材料应有使用说明书，并按其规定使用。6)主要材料和用于重要零部件的材料，进厂后应进行性能复验，试验类型和范围按设计要求或有关规定进行。7)不允许使用超期材料，除非经试验证明性能符合要求，并办理有关手续方可使用。8)代用材料的性能指标及质量等级应与原使用材料相当。二、复合材料(一)复合材料制品在设计与制造上有四大特点1)材料性能指标的自由设计性。2)产品形体设计的自由性。第一节叶片的材料3)材料与结构的一致性。4)原材料和辅助材料选择与成型工艺选择的多样性。(二)复合材料的性能特点1.优点(1)耐疲劳性能好疲劳破坏是指材料在交变

3、载荷作用下，由于材料微观裂纹的形成与扩展而造成的低应力破坏。(2)耐化学腐蚀性能好耐化学腐蚀性能主要由基体树脂决定。(3)减振性好复合材料中的纤维与树脂基体界面有吸振能力所以其振动阻尼甚高，可避免因振动而导致的破坏。(4)介电性能和绝缘性能好在高频下能保持良好的介电性能，不反射电磁波，能透过微波，隔声。(5)比强度高纤维增强塑料(FRP)的比强度高。第一节叶片的材料表2-1几种常用材料与复合材料的比强度和比模量材 料 名 称密度/(g/c)抗拉强度/1MPa弹性模量/1MPa比强度/1cm比模量/1cm钢7810102059013027铝28461735017026钛4594111180210

4、25玻璃纤维增强复合材料201040392053021碳纤维/环氧树脂14514711373021碳纤维/环氧树脂161049235415第一节叶片的材料(6)破损安全性好纤维基体中有大量独立的纤维，每平方厘米上的纤维少则几千根，多则上万根。(7)热导率低、线膨胀系数小热导率低可用于隔热保温产品，线膨胀系数小利于制造尺寸精度要求高的产品。(8)成型工艺性优越复合材料的成型方法多种多样，因此可以根据成品的结构、生产数量、使用要求，灵活合理地选择原辅材料和成型工艺。(9)可制成透明及各种色彩的产品树脂本身基本是无色的，因此可制成透明的制品，若在树脂中添加与树脂相容的各种颜料，则可以在不影响产品性能

5、的情况下，制作出具有各种靓丽色彩的产品。2.缺点1)耐热性远低于金属。第一节叶片的材料2)表面硬度低，易出现划伤痕迹，耐磨性差。3)可以燃烧，虽然可以做到阻燃或自己熄灭，但燃烧时冒黑烟、有臭味。4)玻璃纤维增强复合材料的弹性模量较低，只有钢的弹性模量的1/10。5)抗冲击、抗剪强度低，无屈服点，受力过程中可能产生分层。6)产品质量一致性差，如手糊成型产品(采用玻璃丝布)的强度离散系数达0.060.1。7)存在老化问题。8)生产需要注意安全防护。9)工艺设计还不完全成熟。(三)决定复合材料性能的因素第一节叶片的材料1)基体材料树脂的性能。2)增强材料纤维的性能。3)复合材料中纤维与基体材料的体积

6、百分含量。4)复合材料中纤维的几何形状与取向。第一节叶片的材料表2-2纤维增强复合材料的特性与其主要组分的关系力 学 特 性热、电特性化 学 特 性项目关联要素项目关联要素项目关联要素强度、弹性模量纤维特性热膨胀系数纤维特性耐药品性基材特性压缩、剪切纤维体积含量热导率纤维体积含量耐水性界面状况破坏韧性纤维取向热疲劳纤维取向耐氧化性纤维特性冲击基材特性电导率基材特性耐气候性浸渍覆盖工艺疲劳、蠕变界面状况振动衰减组织和空隙第一节叶片的材料三、复合材料产品的成型方法(一)树脂基复合材料成型三要素1.赋形2.浸渍3.固化图2-1成型要素与原材料的相互关系第一节叶片的材料(二)树脂基复合材料成型工艺分类

7、1.对模成型(1)模压成型把片状或团状的模塑料的预成型件放入模具中，在一定温度和压力下成型。(2)树脂传递成型(RTM)先将增强材料(可用纤维原丝毡、织物或短切原丝复合毡、方格布等)预先铺覆在模具内，合模后把配有固化系统的树脂在一定压力下(可伴有真空辅助)流入模内，经固化后脱模。(3)注射成型使用注塑机成型，工艺与热塑性塑料注塑相同，只是材料为热固性树脂与短纤维的复合材料。(4)冷压成型使用压力机，不采用外加热，依靠复合材料在室温下自身放热固化。第一节叶片的材料(5)结构反应注射成型本法与树脂传递成型(RTM)相似，但基体多采用聚氨酯，适用于韧性或弹性要求较高的高强度制品。2.接触成型3.其他

8、成型1)纤维缠绕法。2)拉挤成型法。3)连续板材成型法。4)离心铸型法。第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较特点工艺所用模具工艺方法成型温度/成型周期成型压力/MPa优点缺点手糊木模、玻璃钢模、石膏模、经抛光的钢板等在模具上用树脂和纤维铺糊25500424h0无尺寸限制；模具材料便宜需要熟练的操作技术，成型技术对制品影响大喷射木模、玻璃钢模、石膏模、经抛光的钢板等一边切断玻璃纤维，同时树脂一起喷到模具上25500424h0比手糊生产效率高；可实现现场施工；成型机比压力机便宜与手糊工艺类似第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较冷模压木模、用混凝土作衬里的玻璃钢模

9、靠成型模自重或稍微加压的压制成型357010min2h05可获得两面光制品；适于中批量生产；模具费便宜；效率高模具消耗量大；模具重，操作不便各种袋压橡胶袋、聚乙烯醇袋、木模、玻璃钢模、铸造模在模具内铺层，用较厚的袋加压或减压的方法施加压力25400524h0105单面光洁，但外观良好；因气泡少，制品性能良好必须经常换袋子，生产效率低；欲得到良好制品，需要熟练技术；操作人员多第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较SMC/BMC热模压铸钢模、钢模用金属模具和压力机加温加压成型100150110minSMC320BMC1814适于大批量生产；质量一致性好；可成型复杂形状；产品两面光洁

10、；操作技术要求不高设备价格高；立面深的大型产品要大容量昂贵压力机；需注意材料保管；BMC制件强度低纤维缠绕铝、低熔点合金、腊模、木模、石膏模使粗纱通过树脂槽浸渍，然后缠绕在模芯上251200530kg/h取决于缠绕力纤维强度得以充分实现；能实现机械化成型设备十分昂贵；产品对象仅限于旋转体第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较连续成型铸钢模、钢模使粗纱浸渍树脂，然后通过模具加热固化8013025/min00302生产效率高；产品质量均一；可获得无限长的产品设备昂贵；需使用特殊类型树脂；复杂产品成型困难RTM铸铝模、玻璃钢模等在装入增强纤维的封闭模具中，压入树脂，常温固化20100

11、2090min012比手糊生产性好；模具寿命长；产品两面光洁必须修理；比金属对模的生产性差第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系影响因素成型方法赋形浸渍固化生 产 要 素条件成型法人力机械预浸渍层状浸渍整体浸渍常温加热间歇式连续式与浸渍同时与浸渍同时预成型开放式密闭式第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系手糊单件少量喷射少量中量冷压中量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系少量中量金属对模预成型中量大量SMC大量BMC大量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系袋压法单件少量拉挤法中量大量纤维

12、缠绕法单件少量大量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系连续制板法大量离心法中量旋转法中量第一节叶片的材料四、增强材料1)纤维表面必须进行保护或附着增强型涂层，并且要适用于使用的树脂。2)增强纤维应使用E-玻璃纤维、R或S-玻璃纤维、碳纤维，不得使用其他类型的纤维。3)纤维及其制品的牌号、性能、规格应符合现行国家标准或行业标准。4)性能试验按国家相关标准进行。五、树脂(一)树脂在复合材料中的主要功能1)固定纤维的位置。2)承受应力并将应力传递给纤维，由纤维承受负荷。第一节叶片的材料3)决定复合材料的热、电、化学性能。4)调整材料的制造工艺性能。(二)树脂的特性要求1.

13、粘结性能2.耐化学腐蚀性3.力学性能图2-2理想树脂系统的应力应变曲线第一节叶片的材料图2-3几种纤维的自身失效应变4.耐热性5.韧性第一节叶片的材料6.耐气候性7.耐燃性8.满足复合材料制造工艺的要求(1)储存期树脂是高分子聚合物，与其他化学制品一样有保质期。(2)溶(熔)时的流动性树脂应具有良好的流动性，粘度是决定流动性的关键因素，是复合材料加工工艺所必需的条件。(3)固(硬)化条件固(硬)化条件主要是指固(硬)化温度和时间。(4)挥发性挥发性直接影响树脂的流动性，也就影响到施工的工艺性。(5)对人的安全性安全性是关系到人的生命安全的大问题，必须重视复合材料的加工注意对环境的改善。(三)树

14、脂的类型第一节叶片的材料1.热塑性树脂2.热固性树脂第一节叶片的材料表2-5常用树脂的特点树 脂 类 型优点缺点环氧树脂固化收缩率低、化学稳定性优异、电性能良好、耐热性好、复合性能好固化周期长、皮肤易过敏，在较高温度下固化才能获得较好的性能不饱和聚酯树脂种类多、使用方便、化学稳定性好、复合性能好、室温或加热都可固化苯乙烯具有挥发性且易燃，固化时产生收缩、易燃乙烯基酯树脂抗疲劳性能优异、复合性能优良、化学稳定性优异苯乙烯挥发、固化收缩、易燃第一节叶片的材料(四)风力发电机组叶片制造树脂的选用1)根据用途和要求，可区分为层压树脂和胶衣树脂，若要两种树脂混合在一起或配套使用，必须证明两种树脂相容或两

15、种树脂结构相同。2)胶衣树脂在固化条件下，应具有较好的防潮性和防紫外线辐射及其他有害环境影响的性能，并且应具有良好的耐磨性、低吸水性和高弹性，胶衣树脂中只允许添加触变剂、颜料和固化剂。3)层压树脂在铺层时应有良好的浸渍性能，在固化状态时有好的防潮性和防老化性能。4)树脂的所有添加物如固化剂、促进剂、催化剂、填料和颜料，要与树脂相协调，并且彼此之间要兼容，保证树脂完全固化。第一节叶片的材料5)填料不得影响树脂的主要性能，填料的类型和添加总量可经过试验确定，在树脂中填料的比例不超过重量的12(包括最多1.5的触变剂)，触变剂的比例在胶衣树脂中不超过重量的3。6)颜料应不受气候影响，可由无机或不褪色

16、的有机染料物质组成，颜色由用户决定，添加比例按制造商规定，否则按重量的5来添加。7)树脂、固化剂、催化剂、促进剂应根据制造商的工艺说明书使用，通常应选择冷固化系统，即在1625的温度范围内达到良好固化。8)树脂及所有添加物的牌号、规格、性能应符合现行国家标准或有关行业标准。9)性能试验应按国家相关标准进行。第一节叶片的材料六、叶片的辅助材料(一)芯材1)芯材要满足使用要求，且不影响树脂的固化。2)金属材料局部加强件要仔细清洗、去油脂、喷砂或用其他方法得到合适的表面状态，以便达到最佳连接。3)硬质泡沫塑料可以作为芯材，使用的泡沫塑料应为闭孔结构。4)轻质木材可以作为芯材，在使用前必须进行灭菌和杀

17、虫处理，并进行热处理及烘干处理，平均水分含量应不大于12。(二)预浸料(三)胶粘剂1)胶粘剂只允许使用无溶剂胶粘剂，一般使用双组分反应型胶粘剂。第一节叶片的材料2)胶粘剂不得降解被粘材料，并能保证叶片的结构性能。(四)玻璃纤维增强塑料层板的性能要求1.玻璃纤维增强塑料层板性能应满足的要求1)树脂含量(重量)应满足要求。2)固化程度：环氧90，聚酯85。3)密度：1.71.9g/cm3。2.单向纤维层板力学性能3.90玻璃纤维增强塑料层板性能4.试验方法(五)金属材料1)金属材料在满足使用要求的前提下，可选择普通结构钢、锻钢、铸钢、铸铁、铝合金或不锈钢。第一节叶片的材料2)对金属材料要考虑其对疲

18、劳强度和缺口的敏感性，也要考虑低温性能、防腐性能和加工性能。3)普通结构钢的屈服强度范围应在235355N/mm2之间。4)铸钢、铸铁的使用要求如下：若选用铸钢可选择一般工程用铸造碳钢或不锈钢。若选用铸铁只允许选择质量等级高于4级的球墨铸铁或其他更高级材料。铸件不允许有疏松、热裂、缩孔、气孔、裂纹、氧化皮、砂眼等缺陷。铸件表面应用喷砂、喷丸、化学清理或其他方法清理。根据铸造形式，提供的铸件应进行适当的热处理。第一节叶片的材料5)按照耐腐蚀能力和加工性能选择合适的不锈钢，通常选用奥氏体不锈钢，应保持0.2的弹性应变极限和0.03(质量分数)的最大含碳量，并且有较好的防止晶间腐蚀能力。6)所有金属

19、材料性能，化学成分均应符合国家标准或其他有关技术条件。7)对锻件和铸件，应按有关标准进行磁粉探伤、液体渗透探伤、X射线照相探伤或超声波探伤等无损检测。第二节叶片的生产准备一、叶片的生产条件1)叶片生产车间应为全封闭结构，并能加热、通风，一般要求环境温度为1625，最大湿度70%，并能通过自动记录式温度计和湿度计进行监测记录。2)通风设备应保证在工作场地内有害气体浓度不超标。3)工作场地应采取适当方法照明，采取措施防止阳光和灯光温度达到引起树脂固化的程度。4)进行铺层及胶合工作时，车间内不允许进行产生粉尘的机械加工、油漆或喷涂等作业。5)所有材料应按制造商说明书存放，若无说明应存放在1025室内

20、，储存间应干燥、通风、避免强光，并应配置自动记录式温度计和湿度计。第二节叶片的生产准备6)叶片制造操作人员、检验人员必须通过专门职业培训。二、技术资料要求1)叶片生产使用的图样、资料必须完整、正确、有效。2)叶片生产必须遵守图样规定的技术要求、尺寸公差、外观、质量和材料要求。3)必须保证增强材料的铺层方向、层数、位置和铺放规则以及含胶量、固化程度等。4)必须按图样要求对金属零件进行热处理和表面处理。三、模具(一)对叶片生产模具的要求第二节叶片的生产准备1)模具的材料、结构由生产企业决定，但必须保证足够的强度、刚度、表面硬度以及尺寸精度，保证叶片的外形尺寸公差及稳定性和重复性。2)必须考虑加热和

21、加压对模具造成的影响。3)如果采用闭模成型或使用真空袋时，要确保模具密封良好。4)模具表面应光滑，不许有尖棱，成型面要去除斑点。5)模具经检验认定合格，并经试模后方可使用。(二)复合材料叶片生产的主要模具(三)叶片生产玻璃纤维增强复合材料模具的制作1)首先按照图样上叶片表面曲面要求，根据图样给出的间距，制作四套曲面样板。第二节叶片的生产准备2)根据可以使用的数控加工中心或数控铣床加工尺寸，决定每段叶片模具的长度。3)在各段模具支架上铺上20mm厚的木条，并用自攻螺钉紧固。4)在木条上铺覆厚度30mm的可加工树脂，然后用第三套样板检查修整树脂表面，使节距间曲面平滑过渡。5)在数控加工中心或数控铣

22、床上加工出各段曲面。6)将各段模具拼装在模具旋转支架上，模具旋转支架使用轻型型钢制作，采用桁架结构以保证有足够的强度和刚度，在长度方向上的变形量不得超过0.0005%。(四)真空袋成型法(五)闭模成型模具的制作1)在模芯上使用真空袋的方法制出第一个叶片。第二节叶片的生产准备2)第一个叶片固化后不要脱模，要在这片叶片上利用真空袋法制作叶片闭合模具的模壳。3)模壳的型面固化后仍不能脱模，然后按模具图样要求在模壳的外表面制作加强肋板、固化加温水套及在模具桁架上的安装板。4)待模具的加强肋板和安装板都固化后，模壳与第一个叶片同时从模芯脱模，要求模壳与第一个叶片无松动，将模具凹模与第一个叶片安装在模具翻

23、转桁架上。5)在第一个叶片的内表面使用真空袋成型法制作KTM模具的凸模，即整体模芯。6)模芯的型面固化后仍不能脱模，然后按模具图样要求在模芯的内表面制作加强肋板，固化加温水套及在模具桁架上的安装板。第二节叶片的生产准备7)待模芯的固化加温水套、加强肋板和安装板都固化后，将第一个叶片与模芯和模壳脱模。8)将模芯也安装在模具翻转桁架上，按图样要求检验合格后就可以进行试生产了。四、叶片制造的工艺装备(一)对叶片制造工艺装备的要求1)叶片制造所需要工艺装备、设备、工具均应满足工艺要求及其他有关规定。2)所用量具、衡器、仪表需经检定，并在检定周期内。3)调胶机、喷胶机等必须准确无误，并按有关规定进行标定

24、。4)直接影响叶片质量的工装，如下料样板、型面样板等，必须保证设计公差要求，并定期校验，切面样板间隔应按设计要求确定。第二节叶片的生产准备(二)主要叶片制造工艺装备1.固化箱图2-4大型固化箱2.模具翻转支架第二节叶片的生产准备图2-5模具翻转支架的结构3.叶片翻转运输车4.铺丝机第三节叶片的加工工艺方法一、手工糊制(一)手工糊制成型法简介1.手工糊制成型工序1)首先在模具上均匀地刷涂或喷涂脱模剂。2)当脱模剂干燥后涂一层胶衣树脂。3)等胶衣层凝固后在模具成型表面铺放增强材料(表面毡、短切原丝毡、无捻粗纱布等)用滚子或毛刷等涂布混有固化剂的树脂，使图2-6手工糊制成型示意图第三节叶片的加工工艺

25、方法4)树脂进行聚合反应，常温固化，也可加热加速固化。5)制品固化后脱模，清擦模具，产品修边加工。2.手工糊制成型法的优点1)可以室温成型，设备投资少，模具折旧费用低。2)可制造大型产品和形状复杂的产品。3)可采用加强肋局部增强，可嵌入金属件。4)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面。5)树脂和增强材料可以自由组合便于进行材料设计。6)适合小批量生产。7)增强纤维含量比喷射成型高。3.手工糊制成型法存在的问题第三节叶片的加工工艺方法1)手工糊制成型法属于劳动密集型生产，工人操作的熟练程度决定产品质量，生产效率低。2)制品只有贴模具的一面光滑，另一面是毛面。3)手工糊使用的树脂的相对分子质量低

26、，一般可能比相对分子质量高的树脂对人的健康和安全不利。4)增强纤维含量不可能太高，力学和热性能受限制。5)溶剂苯乙烯含量高时树脂粘度较低，才易于手工操作，而苯乙烯有毒有害。(二)手工糊制成型法工艺流程(见图2-7)第三节叶片的加工工艺方法图2-7手工糊制成型法工艺流程(三)手工糊制成型法制品设计时应注意的问题1)制品的尺寸精度必须以模具面为基准来表示。第三节叶片的加工工艺方法2)脱模锥度最好在3以上。3)对于可能产生变形的平面，应选取提高断面二次惯性力矩的形状。4)拐角半径尽可能大些，壁厚均匀些。5)厚度急剧变化的部位会引起应力集中，应使壁厚缓慢变化。6)厚度尺寸精度低，不能按机械加工来要求。

27、7)与箱形制品和棱角部位相连的平面，因棱角收缩产生的应力易凹曲，过度处设计一点弧度是有效的。(四)风机叶片手糊成型工艺1)首先将脱模剂均匀地涂在准备好的模具表面。2)待脱模剂干燥后按合适的工艺方法把胶衣树脂均匀涂在模具表面，厚度在0.51mm之间。第三节叶片的加工工艺方法3)等胶衣凝固后应按时铺第一层增强材料，这层含胶量较高且使用的增强材料单位面积较轻，若使用最大为300g/m2玻璃纤维织物或短切材料时，树脂含量一般为70。4)必须按制造商的说明书和有关部门的规定配制和准备胶液。5)铺层应符合有关技术文件及工艺规程的要求，必须严格控制铺层位置、纤维方向，单向纤维束、带要保证平直，严格控制各节点

28、位置。6)胶液的操作时间不得超过制造商规定的范围，必要时需经初步试验确定操作时间及固化时间。7)一次能铺层的最大厚度，取决于固化时最大允许放热量；如果使用真空袋，其决定因素还应包括最多使多少层材料的空气完全排尽。第三节叶片的加工工艺方法8)铺层过程中应尽量避免剪断加强层，无法避免或对接时应适当增用加强带，加强带搭接宽度最少为50mm。9)金属零件加工制造按图样及工艺指令进行。10)固化工艺要求11)叶片的粘接成型需要在专门的粘接平台或模架上进行，粘接部位的缝隙不得大于3mm，粘缝必须清理干净，并保证粘缝胶液饱满。12)叶片表面抛光后，对没有表面保护的部位要进行密封，特别是切断面、胶接处，以防外

29、部介质侵入。13)在专用设备上对叶片进行静平衡试验。14)对叶片进行表面处理，然后进行检验，合格品才准予出厂。(五)手糊成型的监控管理第三节叶片的加工工艺方法表2-6手糊成型风力发电机叶片部分标准生产的操作程序图号、工序号作 业 项 目制定、作业指标注 意 事 项1材料准备树脂：不饱和聚酯kgGF：EM 450100m胶衣树脂：JRPG涂层00kg记录制造批号记录制造批号记录制造批号2模具准备、涂脱模剂检查、修复模具表面伤痕脱模剂：使用蜡处理后全面检查3涂胶衣、胶衣固化涂刷量：kg/（全部kg）涂刷后：min凝胶按作业手册4增强材料剪切剪切方法第三节叶片的加工工艺方法表2-6手糊成型风力发电机

30、叶片部分标准生产的操作程序5积层积层构成SMM508RC570按作业手册6固化常温：16251812h7脱模常温、空气压力脱模脱模后固定在防止变形的支架上8切毛边按照模具边线切割打磨切断面9粘接使用粘接型架按作业手册10检查外观检查：全检尺寸检查：关键控制尺寸根据外观标准记录在公司检查表中11修理胶衣：修补、水磨、抛光、上蜡、再检查按作业手册记录在公司检查表中第三节叶片的加工工艺方法1)对叶片的制造监控应包括原材料质量控制、制造过程监控和成品质量检验。2)叶片制造工作程序单、检验单和工艺规程等文件必须跟随生产过程，并由负责每一阶段的工作人员签字。3)叶片及各部件层压时，应对制造过程进行现场检验

31、，特别是纤维方向、用胶量等。4)加工过程期间，应抽样检查层板的性能参数，如树脂含量、密度、抗拉强度及拉伸模量、抗弯强度及弯曲模量、抗剪强度及切变模量等。5)用随机试件或从部件上直接切取试样，进行固化程度检验。第三节叶片的加工工艺方法6)对部件的加工过程及完成的叶片成品进行目视检验，应特别注意气泡、夹杂起层、变形、变白、损伤、积胶等，对表面涂层也要进行外观目视检验。7)对叶片及部件的内部缺陷可采用X射线或超声波等无损检验方法来检验，检验标准可由设计、工艺、检验部门共同制定或确定一标准样件作为判断依据。(六)叶片成型缺陷的修补1)允许修补叶片外表面气泡和缺损的缺陷，但应保持色调一致，修补后表面上直

32、径小于5mm的气泡在1m2内不允许超过3个。2)对于内部开胶、胶接处缺胶、分层等缺陷可通过注胶修补。3)对于叶片表面的凹坑和皱褶可用环氧树脂或聚酯腻子填充进行修补，并喷涂表面涂层，打磨抛光。第三节叶片的加工工艺方法4)对于运输过程中造成的叶片损伤，可根据损伤的具体情况，由生产商制定修补计划，在使用现场进行修补，并由生产商提供质量保证。第三节叶片的加工工艺方法表2-7手糊成型产品积层部缺陷的产生原因及消除措施缺 陷 类 型产 生 原 因消 除 措 施固化不良树脂混合不好；混入水分、溶剂固化剂、促进剂充分搅拌；纤维基材、毛刷、滚子不要有水分空洞铺层技术不熟练非常仔细地浸渍、消泡白化一次铺层面积太大

33、；固化速度过快一次铺层量要适当；固化剂、促进剂加入量要适当裂纹局部树脂过多应特别注意拐角部位的树脂量树脂过量铺层技术不熟练每层基材的树脂用量要适当变色因固化发热烧变色；固化速度过快固化剂、促进剂加入量要适当；一次铺层厚度要适当第三节叶片的加工工艺方法表2-7手糊成型产品积层部缺陷的产生原因及消除措施翘曲树脂收缩，因修理引起内部应力释放固化速度要适当，固化要完全，修边设计要少，在支架上固定之后再降温变形模具本身变形、脱模后放置不好保证模具不变形、脱模后的产品要平放皱褶厚度不均毡积聚、错位，毡局部重叠仔细的铺层作业、恰当的树脂含量第三节叶片的加工工艺方法表2-8手糊成型产品胶衣缺陷的产生原因及消除

34、措施缺 陷 类 型产 生 原 因消 除 措 施颜色不均颜料沉淀使用前搅拌好光泽不好模具表面不光，脱模蜡擦涂不好模具表面修光，脱模蜡涂匀针孔树脂粘度过大、喷枪型号不适当；喷涂量不适当、喷涂树脂雾太大；树脂收缩使用低粘度树脂、调换喷枪喷头；调整一次喷涂厚度、使用分油器；空气除湿裂纹厚度不均；过固化；脱模时变形均匀喷涂，调整喷枪喷射距离、调整喷射直径；调整固化温度、时间；调整脱模剂、修正脱模器位置、提高制品边缘刚性缩孔状凹斑部分树脂太多，局部厚度突变拐角处树脂易厚、注意树脂下淌，加强肋、凸起等，铺层部分完全固化后再粘接第三节叶片的加工工艺方法表2-8手糊成型产品胶衣缺陷的产生原因及消除措施异物混入胶

35、衣树脂内有异物、模具表面脏树脂保管好、模具表面擦干净剥离厚度不均、过固化喷涂均匀，固化温度、时间要适当龟裂固化不良或在凝胶过程中再次喷涂防止喷涂不均、树脂雾沫中混入水分，防止苯乙烯单体蒸发滞留，用未固化树脂再次喷涂第三节叶片的加工工艺方法二、真空辅助浸渗成型(一)真空辅助浸渗成型的特点图2-8真空辅助浸渗工艺(二)真空辅助浸渗叶片制造工艺过程第三节叶片的加工工艺方法1)清理干净模具，在模具内表面均匀喷涂脱模剂，待干燥后喷涂胶衣层或后处理喷漆。2)胶衣层干燥后，在模具内表面使用图样要求的规格品种的增强材料，根据图样要求按规定的层数和结构，铺覆好叶片的增强层。3)检查铺覆好的叶片增强层和预埋件，合

36、格后一般先将半边吸住，再将上、下模具闭合，接着把上、下模具的接合面进行可靠的密封。4)关闭树脂灌注入口阀门，打开真空泵接口阀门，起动真空泵，由真空表保住负压检查模具的密封。5)密封合格后，启动真空泵将模腔内真空度抽至工艺要求。6)打开树脂灌注口阀门，树脂在大气压推动下进入模腔，浸透增强材料并充满模腔。第三节叶片的加工工艺方法7)经检查确认树脂已充满模腔后，启动热水循环泵对模具进行加温加速叶片固化，缩短在模具内的固化时间。8)达到工艺要求的固化时间后，关闭热水循环泵，移除热水循环、真空泵及树脂灌注设施。9)叶片脱模，切除多余的流道口、飞边，检查叶片是否存在缺陷。10)利用模具将叶片上、下壳体，腹

37、板梁和叶根部粘合成完整的叶片。11)修复、检查合格后喷涂面层，即为叶片成品。三、叶片树脂传递成型工艺(RTM)(一)树脂传递成型法简介第三节叶片的加工工艺方法图2-9树脂传递成型示意图(二)树脂传递成型的优点1)产品两面光滑，可制作表面胶衣，尺寸精度比较高。第三节叶片的加工工艺方法2)闭模成型，环境污染小(有机挥发份小于5010-4%，是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工艺)，生产环境较好。3)劳动强度较低，对工人技术熟练程度要求较低。4)成型周期较短，生产效率较高，适合年产5000件以上的复合材料叶片生产厂。5)产品纤维含量可较高，产品性能较好，强度可按设计要求具有方向性。6)可与芯材(叶

38、片纵梁、叶根楔形条等)、镶嵌件(波纹连接套等)一体成型。7)可制造叶片的大型产品。(三)风机叶片RTM成型工艺1.叶片RTM成型工艺流程第三节叶片的加工工艺方法图2-10叶片RTM分步成型工艺流程2.叶片RTM成型工艺的特点3.叶片真空辅助浸渗与RTM成型的差异第三节叶片的加工工艺方法1)模具合模后，应均匀的将模具合模锁紧装置锁紧，以保证高压下的密封性。2)叶片RTM成型的模具检漏必须使用空气压缩机打压的方法检查模具的密封性。3)合模后注射树脂时应注意观察，当注射模具排气孔中溢出的胶液没有气泡时，表明纤维材料已被树脂浸透，树脂注射口要封闭，以便树脂固化。4)开模脱模后，应切除注射工艺用的浇口和

39、排气工艺用的冒口。四、叶片零件楔形块的成型工艺(一)拉挤成型方法的分类1.注入浸渍法第三节叶片的加工工艺方法图2-11注入浸渍法拉挤成型机组原理图1粗砂纱架2布(或毡)架3导向装置4移动切刀5拉挤产品6液压缸柱塞7加压树脂罐8树脂注入9预加热器10预成型导向装置2.胶槽浸渍法第三节叶片的加工工艺方法图2-12胶槽浸渍法拉挤成型机组原理图1增强纤维2挤胶器3预成型4热模5拉拔6制品7树脂槽(二)复合材料拉挤成型生产工艺过程第三节叶片的加工工艺方法1)先将纤维增强材料放在纱架上，然后把增强材料的头端拉齐，使纤维增强材料浸渍树脂。图2-13拉挤成型产品增强材料构成1、7表面毡2、4、6连续纤维毡3、

40、5玻璃无捻粗纱第三节叶片的加工工艺方法2)待浸胶纤维预成型后穿过加热模具，基体树脂固化定型后夹牢在拉拔器上。3)在拉拔器的牵引力作用下，后续材料重复浸渍、固化、定型过程，生产出连续的长条形型材。4)按要求长度将型材切断。(三)复合材料拉挤成型的优点1)生产效率高，典型拉挤速度为0.52m/min，适合大批量生产，可以制造长尺寸产品。2)主要以无捻粗纱增强，材料成本低，多种增强材料组合使用，可以控制制品的力学性能。3)由于纤维纵向布置，纤维所占体积百分比可较高，可达4080，因而型材轴向结构特性非常好。第三节叶片的加工工艺方法4)树脂含量可精确控制，产品质量稳定，外表光滑。5)可制造有凹槽、凸棱

41、、空心等复杂断面形状的产品，小型风力发电机的叶片就可以用这种方法制造。(四)复合材料拉挤成型产品的设计要求1)必须是具有固定断面的产品，可以是中空断面或多孔断面的产品。2)壁厚变化只能在宽和高的方向，壁厚一般在0.925mm，大于25mm的产品因固化收缩应力易出现裂纹。3)制品的长度可无限长，一般切割成便于使用或运输的长度；小截面的产品也可以卷绕起来。4)在长度方向可以有肋板，但不允许有凸起；在长度方向可以嵌入预埋件。第三节叶片的加工工艺方法5)对拐角处无圆角过渡要求的，可生产出R=0的清角产品。6)产品的强度具有方向性，轴向高、横向低，应与产品设计要求相同。(五)拉挤成型的生产管理1.材料的

42、管理1)浸渍树脂的组成和粘度。2)无捻粗纱根数的确认。3)连续毡的牌号和使用件数的确认。2.成型工序要求控制的工艺参数3.产成品检验1)产品性能检测，包括机械强度、增强纤维含量、硬度等指标。2)各部位厚度的测定。第三节叶片的加工工艺方法3)尺寸、重量的测定。4)外观目测检验：变形程度、表面有无缺陷。第三节叶片的加工工艺方法表2-9拉挤成型法产品缺陷的产生原因和处理措施缺陷产 生 原 因处 理 措 施气泡因固化不良，苯乙烯气体等被封闭起来降低拉挤速度、提高模具温度、增加固化剂添加量裂纹树脂反应活性高、固化收缩大、增强纤维不均匀等减少固化剂用量、降低模具温度、更换低收缩树脂、提高增强纤维用量、使增

43、强纤维分布匀露丝表面层使用的基材质量不好、树脂收缩率大、纤维直径大表面层采用表面毡或无纺布、更换低收缩树脂、加入防缩填料、提高模具温度表面凹坑树脂用量不足，增强纤维用量不足提高树脂粘度增加纤维粘附树脂量，提高增强纤维用量弯曲增强纤维在产品内分布不均匀根据变形情况调整增强纤维使其对称分布，调整模具温度第四节叶片的检查、验收与试验一、叶片的检验规则及验收(一)叶片检验的分类1)新产品经鉴定定型后。2)停产一年以上，产品再次生产时。3)正常生产的叶片自上次试验算起已满三年。4)质量监督结构、叶片制造商和用户三方对产品质量、性能发生异议时，可进行有关项目的试验。1.出厂检验1)每片叶片均要求检验型面翼

44、型的弦长、扭角、厚度等几何数据。2)每片叶片均要求检验重量及重心位置。3)每片叶片均要求检验叶片连接尺寸。4)对具有叶尖制动机构的定桨距叶片应进行功能试验。第四节叶片的检查、验收与试验5)每片叶片应进行外观质量检查。6)每片叶片应进行随件试件纤维增强塑料固化度和树脂含量检验。7)对叶片内部缺陷应进行敲击或无损检验。8)对于成套供应的叶片应检验其配套情况。9)制造商与用户商定的其他检验项目。2.型式检验内容3.鉴定检验要求(二)叶片产品的验收1.验收的判断规则和复验规则1)检验结果与产品技术条件及要求不符时，叶片被判定为不合格品。第四节叶片的检查、验收与试验2)型式检验每批检验12片叶片，试验中

45、只有一项不合格，就应在同一批次另外抽取加倍数量的叶片，对该项目进行复验；若仍不合格，应对该批叶片的该项目逐片检验。2.不合格品的处理原则1)不合格叶片应做明显标记，并应单独存放和处理，禁止与合格叶片混放。2)对存在轻微缺陷但不影响安全使用和性能要求的叶片，经过必要处理，由用户认可后可视为合格品。二、叶片的试验1)试验目的。2)试验件或试验模型描述。3)试验仪器、仪表及量具的精度和灵敏度。第四节叶片的检查、验收与试验4)试验原理及简明处理方法。5)试验情况记录(附以相应的照片和简图)。6)试验数据。7)试验处理结果(包括各种曲线)。8)试验结论。9)试验地点和日期。(一)叶片的空气动力性能试验1

46、.风洞试验(1)风洞试验试验条件要求(2)叶片模型的相似准则(3)叶片风洞试验测试项目1)风能利用系数Cp与叶尖速度比的关系曲线。第四节叶片的检查、验收与试验2)风轮转矩系数CQ与叶尖速度比的关系曲线。2.风场实测1)风能利用系数Cp与叶尖速度比的关系曲线；2)风轮转矩系数CQ与叶尖速度比的关系曲线。(二)固有特性试验1)叶片挥舞弯曲振动至少一、二阶固有频率。2)叶片摆振弯曲振动至少一阶固有频率。3)叶片扭转振动的一阶固有频率(必要时)。(三)静力试验1.静力试验条件2.试验项目1)刚度测量包括挥舞、摆振刚度；必要时，也测量扭转刚度。第四节叶片的检查、验收与试验2)静强度试验。3.试验载荷及试

47、验方法1)进行刚度测量时，试验载荷不超过设计载荷。2)进行静强度试验时，试验载荷应尽量与叶片设计载荷一致，既要满足叶片的总体受力要求，也要满足叶片的局部受力要求。预试：预试是为了检查试验、测量系统是否符合试验技术要求和拉紧试验件，消除其间隙。预试载荷为设计载荷的40。使用载荷试验：使用载荷试验是为了确定叶片承受使用载荷的能力，加载梯度不大于设计载荷的10，在各级载荷情况下进行应变、位移测量和变形观察，加载到使用载荷后，停留时间不少于30s，卸载后叶片不应出现永久变形，也不允许出现褶皱等局部失稳。第四节叶片的检查、验收与试验 设计载荷试验：设计载荷试验是为了确定叶片承受设计载荷的能力，在超过使用

48、载荷后，加载梯度不大于设计载荷的5，在各级载荷情况下进行应变、位移测量和变形观察，加载到设计载荷后，停留时间不少于3s，叶片不出现破坏。破坏试验(如果要求确定剩余强度，需进行破坏试验，可在疲劳试验完成后进行)：破坏试验是为了确定叶片的实际承载能力，为强度计算提供数据，加载梯度不大于设计载荷的5，直至破坏。(四)疲劳试验1.试验载荷1)疲劳试验载荷既可以采用程序谱加载，也可以采用等幅谱加载。2)加载误差在最大峰值时一般小于5。第四节叶片的检查、验收与试验3)导致蠕变或结构疲劳强度明显降低、引起任何热应力的严重影响和腐蚀影响等都应予以模拟，如果试验设备不能实现环境模拟要求，可考虑其他方法弥补。4)

49、对于复合材料叶片，若要加速试验时，试验频率不应导致试验件发热而使疲劳特性受影响。2.试验方法(五)雷击试验1.试验条件1)试验件为全尺寸叶片或模拟试样。2)雷击试验可在高压实验室内进行。2.试验项目第四节叶片的检查、验收与试验(1)高雷击脉冲电流试验由高雷击脉冲电流试验验证雷电电流传导系统承载电流的能力。(2)雷击飞弧试验雷击飞弧试验验证电极引雷效果。(六)定桨距叶片的叶尖气动制动机构功能试验1.试验条件2.试验内容及方法(七)解剖试验解剖试验仅适用于复合材料叶片。解剖试验属于预生产试验范畴，应在工艺试模取得全面检查合格以后进行。目的是确定复合材料叶片各验证位置的材料性能，检查工艺与设计的符合

50、性等，以便为设计调整、工艺参数修正提供依据。1.试验要求第四节叶片的检查、验收与试验1)试验件要求应是工艺试模件，对材料性质试验，可根据设计要求铺设局部切面，其他项目试验可选用疲劳试验后的试件。2)试验件切割位置由设计按需要在试验任务书中规定。2.试验项目1)成型工艺质量(型腔节点位置、前后缘粘结质量、内填件的粘结质量等)。2)主要承力部分材料试验(密度、抗拉强度、拉伸模量、切变模量等)。3)质量分布特性。3.试验方法1)按任务书要求对检验件进行切割，首先检查成型工艺质量，仔细记录检查项目。第四节叶片的检查、验收与试验2)对主要承力部分按相应国家标准进行材料性能试验，如果从主要承力部分截取下来