風(fēng)輪葉片模具生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

喬小亮

摘 要：本文主要分析了風(fēng)電葉片模具生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，根據(jù)大型復(fù)合材料風(fēng)電葉片模具方面的經(jīng)驗(yàn)，闡述了復(fù)合材料風(fēng)電葉片模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，討論有關(guān)風(fēng)電葉片模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中所存在問(wèn)題等。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電葉片；模具；生產(chǎn)管理；設(shè)計(jì)

大型復(fù)合材料風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)中能量轉(zhuǎn)化的重要部件，其設(shè)計(jì)制造好壞是直接影響到風(fēng)力發(fā)電的使用壽命和發(fā)電效率的額，關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的性能穩(wěn)定程度。葉片成型質(zhì)量的好壞是取決于葉片模具的質(zhì)量，高精度的葉片模具生產(chǎn)和制造技術(shù)是風(fēng)電葉片氣動(dòng)外形的主要保障，對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，最終質(zhì)量與性能都是起著決定性的作用。隨著風(fēng)電機(jī)組不斷朝大型化方向發(fā)展，風(fēng)電葉片的尺寸逐漸增大，模具的重量和成本將大幅提高，為了減輕模具重量，降低模具的成本，大型復(fù)合材料葉片的模具也逐漸由早期的金屬模具向著復(fù)合材料模具轉(zhuǎn)變。

1 風(fēng)電葉片陽(yáng)模生產(chǎn)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)

為了能夠順利制造模具，必須要先進(jìn)行陽(yáng)模的設(shè)計(jì)和制造，對(duì)于小型的風(fēng)電葉片，常常是可以運(yùn)用水泥，石膏，石蠟等材料作為基礎(chǔ)材料來(lái)進(jìn)行風(fēng)電葉片的模具制造，這樣制作出來(lái)的風(fēng)電葉片陽(yáng)模尺寸往往精度不高，表面較為粗糙，很容易產(chǎn)生裂紋，氣孔等缺陷，適合那些精度較低，表面質(zhì)量要求不高的葉片模具制作。但是對(duì)于大型葉片，就要將葉片的整體制作成陽(yáng)模的難度是非常大的，因此，在制作過(guò)程中，要將陽(yáng)模分為上，下兩部分來(lái)進(jìn)行制作，如圖1所示。風(fēng)電葉片陽(yáng)模主要是由三個(gè)部分所組成的：第一肋板，主要是用于支撐葉片陽(yáng)模表秒，肋板的形狀和半個(gè)風(fēng)電葉片的截面形狀較為相似。第二陽(yáng)模平臺(tái)，主要是用于承載整個(gè)陽(yáng)模的自身重量，一般應(yīng)用支撐鋼結(jié)構(gòu)來(lái)做成。第三陽(yáng)模表面，主要用來(lái)翻制陰模模具殼板。

現(xiàn)目前陽(yáng)模的制作加工主要有下面兩種技術(shù)路線(xiàn)：第一是木質(zhì)結(jié)構(gòu)型，其肋板由按一定間距規(guī)律排列的木質(zhì)截面板構(gòu)成，表面由按正交方式鋪放的三合板蒙制而成。第二種是鋼構(gòu)代木型，其肋板由按一定的間距規(guī)律排列的鋼板所構(gòu)成，在鋼板上把一系列鋼管按事先設(shè)計(jì)好的順序焊接連城和風(fēng)電葉片界面相符合的形狀，最后在涂上代木。

2 模具設(shè)計(jì)管理和模具加工管理

模具的設(shè)計(jì)管理模塊是模具生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的一個(gè)初始階段模塊，該模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的立項(xiàng)管理，模具生產(chǎn)與設(shè)計(jì)只有通過(guò)了立項(xiàng)才能進(jìn)入到加工生產(chǎn)的階段。模具在立項(xiàng)之后，需要進(jìn)行立項(xiàng)的模具圖紙的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完圖紙之后需要提交給管理員進(jìn)行審核，管理員登錄系統(tǒng)之后可以查看相應(yīng)的提交的圖紙，并對(duì)圖紙進(jìn)行審核，審核通過(guò)的圖紙才能進(jìn)行模具的具體加工，進(jìn)入到加工階段進(jìn)行加工生產(chǎn)。

在模具設(shè)計(jì)管理階段管理員審核通過(guò)圖紙之后，進(jìn)入到模具的加工階段，在加工管理階段，主要針對(duì)模具加工的工藝進(jìn)行管理，確定加工的步驟。并且針對(duì)每一步加工步驟的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。只有通過(guò)當(dāng)前檢驗(yàn)的模具產(chǎn)品才能進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)的加工環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)模具加工環(huán)節(jié)的精細(xì)化控制。模具加工管理主要功能模塊包括加工工藝管理、加工步驟檢驗(yàn)管理模塊。

3 風(fēng)電葉片模具生產(chǎn)設(shè)計(jì)

3.1 葉片模具支撐鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼架結(jié)構(gòu)是用來(lái)支撐上，下半個(gè)模具的，首先要滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度的要求，在模具翻轉(zhuǎn)，起吊過(guò)程中，模具鋼結(jié)構(gòu)必須能夠承受18t的重力而自身無(wú)塑性變形，其中包含了半個(gè)風(fēng)電葉片4t與上模的自重15t。在玻璃鋼模具的生產(chǎn)制造過(guò)程中，其重量與剛度是非常重要的因素。以現(xiàn)目前的市場(chǎng)主流所生產(chǎn)的葉片模具為例，一套重15t的模具中其鋼架占據(jù)整個(gè)模具重量的三分之一是，對(duì)鋼架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以保證其剛度與強(qiáng)度的同時(shí)還能有效的減輕其重量，從而減輕整個(gè)模具的重量，這對(duì)運(yùn)輸和降低成本有非常大的影響作用。

3.2 葉片模具加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)模具的溫度場(chǎng)可靠性，均勻性以及加熱效率等，在風(fēng)電葉片生產(chǎn)過(guò)程中起著非常重要的作用，最為普遍的做法就是在模具結(jié)構(gòu)分層當(dāng)中預(yù)埋加熱系統(tǒng)，通過(guò)溫度的控制系統(tǒng)與導(dǎo)熱系統(tǒng)等有關(guān)措施去實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫控，保證模具溫度的均勻性和可靠性。加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮到葉片模具的大小以及加熱的效率等，單個(gè)回路加熱區(qū)域大小以及管路的分布密度與導(dǎo)熱的方式等相關(guān)因素。在進(jìn)行加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前要先考慮風(fēng)電葉片模具加熱的范圍在進(jìn)行局部的加熱實(shí)驗(yàn)，這樣才能有效的保證加熱工藝能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

大力開(kāi)發(fā)風(fēng)力發(fā)電能源可以緩解我國(guó)在未來(lái)的能源危機(jī)具有非常重要的意義，我國(guó)對(duì)可再生清潔能源的各種支持，加快了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展進(jìn)程，也為我國(guó)大型復(fù)合材料風(fēng)電葉片開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)機(jī)遇，現(xiàn)如今風(fēng)電葉片行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，急需高質(zhì)量的模具生產(chǎn)管理設(shè)計(jì)技術(shù)的支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮消冰，王偉，任偉華，李俊枝.風(fēng)機(jī)葉片模具液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2011（4）.