一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装

技术领域

本发明属于非金属复合材料加工成型工装技术领域，特别涉及一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装。

背景技术

风电叶片后处理工艺中，在完成前后缘补强工作后，为了保证风电叶片的前缘和后缘翼型光顺，且无布纹、褶皱、台阶等情况，常常需要使用腻子均匀的涂抹在风电叶片的前后缘，以整体覆盖住前后缘补强布，并超出补强区域50-100mm为宜；使腻子填补前后缘两侧的不平整区域，待腻子固化后，再进一步进行打磨修型。现有工艺中，由于风电叶片的前缘涂抹腻子区域较大，且从叶片根部到尖部过程中叶片翼型逐渐变化，需要多人使用多种腻子刮板进行多次涂刮腻子，不但效率底下，而且刮涂效果往往不够均匀，为后续打磨修型增加了工作难度，不利于叶片前缘翼型质量。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装，可以实现贴合叶片前缘翼型，并随翼型变化实现自适应，同时通过多点与风电叶片接触，更加便于人工操作，提高工作效率，提升刮涂腻子的均匀性和质量。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装，包括中间定位杆、长定位杆、短定位杆、刮板、连接杆、连接轴以及万向轮，中间定位杆设于一对长定位杆和一对短定位杆之间，一对长定位杆和一对短定位杆通过销轴与中间定位杆转动连接；中间定位杆、长定位杆和短定位杆的前端处设有第一长孔，连接杆一端固设有穿过对应的第一长孔并与第一螺母锁紧配合以使连接杆固定于对应定位杆上的第一螺栓，连接杆的另一端用于与连接轴固接，刮板上设有若干第二长孔，连接轴通过连接限位件与第二长孔配合以将刮板安装限位在各连接轴上，刮板的端部具有与叶片前缘配合以实现刮涂腻子的刮涂端，中间定位杆、长定位杆及短定位杆的前端均安装有所述万向轮，一对长定位杆的后端通过第一拉伸弹簧相连，一对短定位杆的后端通过第二拉伸弹簧相连，两个拉伸弹簧处于拉伸状态时为一对长定位杆和一对定位杆上的万向轮提供朝向叶片前缘的接触力。

进一步的，连接轴的一端预埋固定有第二螺栓，第二螺栓穿过连接杆后与第二螺母锁紧配合，以实现连接轴与对应连接杆的固定。

进一步的，连接限位件包括第三螺栓和第三螺母，刮板呈矩形薄板结构，刮板在其宽度方向上间隔设有两列第二长孔，每列第二长孔沿刮板的长度方向上间隔设置有五个，每个连接轴沿其轴向间隔设置两个通孔，第三螺栓穿过通孔及第二长孔后与对应的第三螺母连接；第三螺母未将刮板压紧固定在定位轴上，使得第三螺栓能在第二长孔内沿第二长孔的长度延伸方向移动。

进一步的，万向轮后端设置有固定螺栓，固定螺栓穿入对应定位杆前端的开孔后与锁紧螺母锁紧连接。

进一步的，中间定位杆包括中间杆主体部及垂直连接于中间杆主体部的手持横杆部，手持横杆部靠近中间杆主体部的前端处设置，且手持横杆部设置在中间杆主体部固定有连接杆的相对另一侧，手持横杆部的前端也固定有一万向轮。

进一步的，每个长定位杆的后端以及每个短定位杆的后端均设有一弹簧连接板，弹簧连接板上设有弹簧挂钩，第一拉伸弹簧的两端分别与对应的弹簧挂钩相连，第二拉伸弹簧的两端分别与对应的弹簧挂钩相连。

进一步的，两个长定位杆相对的面上分别设有一避让槽，两个短定位杆相对的面上分别设有一避让槽，避让槽位于长定位杆和短定位杆供销轴穿过的部位，两个长定位杆通过避让槽实现相互嵌套，两个短定位杆通过避让槽实现相互嵌套。

进一步的，中间杆主体部的两侧分别设置一扶手，扶手垂直于中间杆主体部，扶手位于中间定位杆上供销轴穿过的轴孔的后端，一个扶手从一对长定位杆的后端杆部交叉区域穿出，另一扶手从一对短定位杆的后端杆部交叉区域穿出。

进一步的，中间定位杆、长定位杆和短定位杆上均设有利于锁紧对应锁紧螺母的开窗。

进一步的，刮板采用弹簧钢板。

借由上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明可以实现贴合叶片前缘翼型进行刮涂腻子并随叶片前缘翼型变化实现自适应，工装通过万向轮与叶片前缘之间的多点稳定接触不仅省力，而且从叶片根部到尖部或从尖部到根部进行腻子刮涂作业时可使刮板与叶片前缘之间的贴合程度或间隙保持不变，从而更加便于人工操作，达到提高工作效率、提升叶片前缘刮涂腻子的均匀性和刮涂质量的目的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装的正视结构示意图。

图2是本发明一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装的后视结构示意图。

图3是本发明中短定位杆的立体结构示意图。

图4是本发明中短定位杆的正视结构示意图。

图5是本发明中长定位杆的立体结构示意图。

图6是本发明中长定位杆的正视结构示意图。

图7是本发明中的中间定位杆的立体结构示意图。

图8是另一实施例中的中间定位杆的立体结构示意图。

图9是本发明中的连接杆上设置有第一长孔的结构示意图。

图10是本发明中刮板未折弯时的示意图。

图11是本发明中刮板安装限位后呈折弯状态下的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图11，一种风电叶片前缘随形刮腻子修型工装，包括中间定位杆1、长定位杆2、短定位杆3、刮板4、连接杆5、连接轴6、销轴7、拉伸弹簧8以及万向轮9，一对长定位杆2设置于中间定位杆1的一侧，一对短定位杆3设置于中间定位杆1的另一侧，一对长定位杆和一对短定位杆通过销轴7与中间定位杆1转动连接，即同一根销轴7穿连中间定位杆、一对长定位杆和一对短定位杆共计五个定位杆，也使得两个长定位杆之间相对于销轴为转动连接，两个短定位杆之间相对于销轴也为转动连接。以各定位杆在工作状态下靠近叶片前缘的一端作为前端，中间定位杆1、一对长定位杆2及一对短定位杆3的前端处均开设有第一长孔10。连接杆5设有五个，每个连接杆5与对应的一个定位杆适配连接；本实施例中，连接杆5的一端预埋有第一螺栓51，连接杆5上的第一螺栓51穿过对应的第一长孔10后通过第一螺母52锁紧配合，以使连接杆固定在对应定位杆上，设置第一长孔的作用是使连接杆能沿长孔的长度延伸方向调节，进而调节刮板与定位杆的相对距离，以实现调节刮腻子的厚度。每个连接杆5的另一端固定连接有一所述连接轴6，连接轴6的一端预埋固定有第二螺栓61，连接轴上的第二螺栓61穿过连接杆后与第二螺母62锁紧配合，以实现连接轴与对应连接杆的固定，若干个连接轴在一个可以贴合叶片前缘表面的曲面上分布以便于和刮板连接并使刮板折弯成所需的形状。

本实施例中，刮板4优选采用弹簧钢板，具有一定强度和柔韧度，使用寿命高、刮涂腻子效果好，但本发明对刮板的具体材料不作限制；所述刮板4呈矩形薄板结构，其处于未弯折状态下如图9，安装定位后可以呈现如图10所示的状态，刮板4的端部具有用于刮腻子的刮涂端41，以便于和具有弧度的叶片前缘表面适配。刮板上开设有第二长孔42，连接轴6通过第三螺栓63及第三螺母64与刮板4连接，第三螺栓63的轴向与连接轴6的轴向相垂直；具体而言，刮板4在其长度方向上间隔设置有五个第二长孔42，五个第二长孔组成一列，刮板在其宽度方向上间隔设有两列第二长孔，即刮板上共开设有十个第二长孔以适配五个连接轴；对应的，每个连接轴6沿其轴向间隔设置两个通孔65，第三螺栓63穿过通孔65及第二长孔42后与第三螺母64连接。

中间定位杆1、长定位杆2以及短定位杆3的前端均安装有万向轮9；具体的，万向轮9后端设置的固定螺栓91穿入对应定位杆前端的开孔后与锁紧螺母92连接，以实现万向轮固定在对应的定位杆前端。本实施例中，中间定位杆1包括中间杆主体部11及垂直连接于中间杆主体部的手持横杆部12，手持横杆部靠近中间杆主体部的前端处设置，且手持横杆部12设置在中间杆主体部固定有连接杆的相对另一侧，手持横杆部12是推动工装并使工装在叶片前缘上滑动的手持部位，中间杆主体部11前端固定有一个万向轮，且手持横杆部12的前端也固定有一万向轮；故而本实施例工装上共计配置有六个万向轮。

本实施例中，拉伸弹簧8包括了第一拉伸弹簧和第二拉伸弹簧，两个长定位杆2的后端通过第一拉伸弹簧相连，两个短定位杆3的后端通过第二拉伸弹簧相连，两个拉伸弹簧8在所有的万向轮全部贴合在叶片前缘上时处于拉伸状态，拉伸状态下的拉伸弹簧为一对长定位杆和一对短定位杆的前端提供了面向叶片前缘的接触力，使得一对长定位杆和一对短定位杆前端的万向轮在叶片前缘的表面滑动时始终保持和叶片前缘接触；各万向轮接触叶片前缘表面时所述刮板与叶片前缘之间形成了均匀的间隙，间隙根据所需腻子层的厚度设定。作为优选，每个长定位杆的后端设有一弹簧连接板13，弹簧连接板13与其所连接的长定位杆之间的夹角为钝角，一对长定位杆的两个弹簧连接板上均设有弹簧挂钩14，拉伸弹簧的两端分别与弹簧挂钩相连以实现拉伸弹簧可拆卸的安装定位。同理，每个短定位杆的后端也设置有一弹簧连接板13及弹簧连接板上的弹簧挂钩14，此处不再赘述。为了保证一对长定位杆/一对短定位杆后端的两个弹簧连接板处在一个平面内，进而使拉伸弹簧与同样连接在对应定位杆前端的万向轮处于一个平面内，可以在一对长定位杆/一对短定位杆上供销轴穿过的部位开设有避让槽15，两个长定位杆相对的一面分别设置一避让槽，两个短定位杆相对的一面分别设置一避让槽，避让槽沿定位杆长度方向具备一定长度，使得两个长定位杆相互嵌套或嵌合，两个短定位杆相互嵌套或嵌合，即不影响两个长定位杆(或两个短定位杆)之间绕销轴的相对转动，又能使拉伸弹簧的收缩力方向和对应万向轮对叶片前缘施加的接触力方向尽可能处在一个平面内，拉伸弹簧不会过度倾斜(拉伸弹簧的中心轴线可以与弹簧连接板相互垂直)，使得工装的整体结构设计更加合理。在去掉弹簧连接板的情况下看长定位杆及短定位杆的结构形状时，则长定位杆及短定位杆均呈L形，若定义长/短定位杆与销轴转动连接的是定位杆的主体部分16，则主体部分16前端相垂直连接的是定位杆的横杆部17，横杆部较对应连接的主体部分16短，而第一长孔及万向轮均是设置在对应的横杆部上。

本实施例中，第三螺母和第三螺栓配合组成连接限位件，实现刮板与所有定位轴的连接配合，第三螺母64无需锁紧来将刮板压紧固定在各定位轴上，第三螺母64只需要在刮板的厚度方向上限位住刮板，保证刮板不会脱离连接轴即可，故而第三螺栓63在工装移动施工过程中能在第二长孔42内沿第二长孔的长度延伸方向移动；如此设置的目的是：工装在叶片前缘从叶根至叶尖方向(或从叶尖至叶根方向)运动过程中，叶片前缘的弧度是变化的，在拉伸弹簧8作用下长/短定位杆始终通过万向轮9接触叶片前缘，故工装在前缘移动上随叶型弧度发生变化的过程中，长/短定位杆的展开行程与刮板的展开行程可能是不一致的，则刮板上的第二长孔为这种行程不一致的情况提供了余量，即开设第二长孔42是为适应不同弧度叶型过程中的刮板释放出一定自由度。

本发明的工作原理为：使用时，将混合后的腻子间隔涂抹在叶片前缘区域，然后手持风电叶片前缘随形刮腻子修型工装，将工装推到叶片前缘上并使得六个万向轮贴合在叶片翼型上。然后调节连接杆在对应定位杆上的位置，使得刮板(弹簧钢板)与叶片前缘按照所需腻子厚度尽量相互贴合后锁紧第一螺母以固定连接杆，这里需要说明的是，调节连接杆在第一长孔中的位置是为了调节所需刮腻子的厚度，故此步骤中涉及的刮板与叶片前缘尽量“贴合”指的是刮板与叶片前缘仍保持了所需的间隙，该间隙的大小为所需腻子层的厚度，并且进过此步骤的调节，刮板的刮涂端的弧度与起始作业位置处的叶型弧度也相互适配，后续运动过程中也将一直适配；刮板在刮涂腻子时与叶片前缘呈锐角，即刮板与工装推进方向呈锐角。然后推动风电叶片前缘随形刮腻子修型工装从叶片根部到叶片尖部(或从叶片尖部到叶片根部)进行腻子刮涂作业，一对长定位杆以及一对短定位杆在拉伸弹簧的作用下始终保持和叶片前缘表面接触，从而使得弹簧钢板始终保持与叶片前缘的间隙不变(即刮板与叶片前缘的贴合度保持不变)；具体而言，因为六个万向轮在弹簧作用下始终贴死叶片，则不管对工装施加多大的朝向叶片前缘方向力量，都只是这六个万向轮和叶片前缘表面的触点接触力，而刮板和叶片前缘之间的间隙是恒定的，所以刮出来的腻子层厚度均匀性高，从而达到均匀高效涂刮风电叶片前缘腻子的目的。

作为优化，如图11所示，还可以在中间杆主体部11的两侧分别设置一扶手17，扶手17垂直于中间杆主体部，扶手位于中间定位杆上供销轴穿过的轴孔18的后端，其中一侧的扶手从一对长定位杆的后端杆部交叉区域穿出，另一侧的扶手从一对短定位杆的后端杆部交叉区域穿出，可见扶手与手持横杆部的作用类似，在实际使用过程中提高了更多数量的手持点，利于面对各种作业工况。此外，结合7至图9，考虑到中间杆主体部11的长度较短，在中间杆主体部上11上设置第一长孔不方便，则第二长孔也可以设置在连接杆5上，而是在中间杆主体部中预埋所述第一螺栓，此时连接杆如图9所示，第一长孔设于连接杆延伸出的孔板上，此方式依然可以实现连接杆相对于中间定位杆的长度延伸方向的位置调节。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，且未详述之处均为现有技术；任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。