CN108638539B - 一种风电叶片铺层装置和铺层方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风电叶片铺层装置和铺层方法，包括设置在模具上方的车架，车架上设置有安装布卷的布卷安装座，布卷安装座上设置有错层驱动电机和驱动传动件，所述车架上设置有从动传动件，驱动传动件和从动传动件相互配合，使布卷安装座沿着模具的横向移动。本发明在错层铺设的动力选择方面也和一般技术不同，传统方法一般采用人工的方式去改变布层的横向位移，本发明采用的是电驱动的方式，可以采用遥控操作，减少人为误差，提高铺层的精准度和平滑度，提高工作效率，降低作业人员劳动强度，减少作业人员数量。
Description
技术领域
本发明属于一种铺布装置和方法，具体是涉及到一种风电叶片铺层装置和铺层方法。
背景技术
随着绿色、环保、可持续发展等理念的推广，风力发电行业也逐步盛行，由于我国风力发电行业相对于国外发达国家起步较晚，而且是引进国外淘汰的技术，故而风电行业尤其是风电叶片行业，仍然是人员密集型行业，自动化程度较低。针对风电叶片成型作业中大梁的铺层作业来讲，传统的作业过程是由作业人员拖动布层在模具走台上跑动，铺层作业很大程度上成为了一种体力劳动，作业人员的工作重心转移到了如何快速完成铺层，而不是如何保证铺层质量，加上作业人员流动和精神状态等随机因素，作业质量也就很难保证。为了减少风电叶片成型缺陷中的人为因素影响，降低作业人员劳动强度，减少作业人员数量，设计一种自动铺层设备势在必行。
自动铺层小车则可以很好地解决上述风电叶片铺层作业过程中的各种问题。所谓自动铺层小车，即可以自动完成布层的铺设、压实与错层等操作，可以实现完全脱离人工或者只需少量人工辅助即可完成整个铺层作业。虽然目前某些工厂已经进行了铺层作业小车的尝试，但是依然是依靠人力驱动，没有从根本上解决上面提到的问题。
申请号CN201721135755.8的专利申请公开了一种风机叶片梁模具铺布小车，包括车身框架1、布卷滚轴2、旋转支架3、滑动支架4、展布滚筒5、减震车轮6和限位组件7，本装置为了调整布卷左右位置而控制布层中心位置，采用的结构是安装在车身框架1上的滑动支架4，包括T型燕尾槽4-1，安装在T型燕尾槽4-1内的T型燕尾滑块4-2，与T型燕尾滑块4-2顶部相连的连接板4-3；T型燕尾槽4-1两端通过螺钉固定有封盖4-4，丝杆4-5安装在T型燕尾槽4-1两端的封盖4-4上，T型燕尾滑块4-2安装在丝杆4-5上。其目的是保证布层中心和模具中心重合，本申请没有公开连接板4-3上连接的结构是什么，从本领域技术人员的一般常识结合上述申请的目的判断，其调整的应该是铺布过程当中布层的位置，而不是布卷或者布卷承载件的位置。其应该是采用人工的方式去调整丝杆，以达到重合，精确度不高，平滑度不够。
上述申请还公开了一种旋转支架3，以实现布层的翻转，实现往复运动，包括上盖3-1、安装在上盖3-1下方的下盖3-2，安装在上盖3-1和下盖3-2之间的推力球轴承3-3，安装在上盖3-1内的深沟球轴承3-4，轴3-5***装在深沟球轴承3-4内；轴3-5的上部设有外齿锁紧垫圈3-6和安装在外齿锁紧垫圈3-6上部的圆螺母3-7。其是通过滚珠的方式实现滑动，需要人为调整装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种风电叶片铺层装置和铺层方法，实现风电叶片的错层铺布，平滑度好，铺布过程中不容易引起皱褶，提高工作效率，减少人为误差。
本发明的内容是，本发明包括设置在模具上方的车架，车架上设置有安装布卷的布卷安装座，布卷安装座上设置有错层驱动电机和驱动传动件，所述车架上设置有从动传动件，驱动传动件和从动传动件相互配合，使布卷安装座沿着模具的横向移动；
所述布卷包括布卷承杆，所述车架上固定有滑轨导向槽，滑轨导向槽内设置有沿着模具的横向移动的翻转驱动电机和设置在翻转驱动电机上的轴套，轴套的另一端连接有布卷承杆。
所述布卷安装座上固定有限制布卷位置的限位件。
所述布卷承杆的横截面为多边形，和布卷承杆连接的轴套的端面为多边形，布卷承杆和轴套相互套接。
所述车架包括构成四边形的两根横梁和两根纵梁，所述从动传动件固定在两根横梁上，所述布卷安装座包括连接两根横梁的支撑梁。
所述横梁内部为空腔，从动传动件位于空腔内，横梁上设置有开口，驱动传动件和从动传动件穿过开口相互连接。
所述车架包括依次连接形成多边形的两根上横梁和两根上纵梁，依次连接形成多边形的两根下纵梁和两根下横梁，下纵梁和上纵梁之间设置有连接杆。
所述车架上设置有布层承接板，布层承接板的一侧活动连接在车架上，另一端为自由活动端。
所述车架上活动连接有擀布辊子，擀布辊子的两端设置有擀布辊子安装杆，擀布辊子安装杆的另一端活动连接在车架上。
所述车架的底端设置有走行轮、走行驱动电机和设置在走行驱动电机上的走行驱动件，走行轮位于轨道上，轨道的侧壁上设置有走行从动件，走行驱动件和走行从动件相互配合，驱动车架沿着轨道的方向移动。
本发明还提供一种风电叶片铺层方法，包括如下步骤，启动走行驱动电机，车架沿轨道移动；同时启动翻转驱动电机，翻转驱动电机驱动布卷转动，布卷开始放布，布铺设到模具上；当车架移动到模具端部，走行驱动电机反转，车架沿着轨道反方向移动，同时，翻转驱动电机反转，翻转驱动电机驱动布卷反方向转动，布卷开始放布，布铺设到模具上；当需要进行错层铺设时，启动错层驱动电机，布卷安装座沿着模具的横向移动，进而带动布卷做横向移动，实现错层铺设。
本发明的有益效果是，本发明不同于一般的风电叶片铺层装置的错层铺设方式，一般的错层铺设方式采用的是改变布卷放完布之后的布层的移动轨迹，从而实现错层。本发明采用的是直接改变布卷本身的横向位移，从而改变放出的布层的位置，相比传统方法，本发明在铺层时，更加平顺，不会引起皱褶。本发明在错层铺设的动力选择方面也和一般技术不同，传统方法一般采用人工的方式去改变布层的横向位移，本发明采用的是电驱动的方式，可以采用遥控操作，减少人为误差，提高铺层的精准度和平滑度，提高工作效率，降低作业人员劳动强度，减少作业人员数量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的装配体***图。
图3为车架的结构示意图。
图4为本发明实际作业运行图。
图5为图4的具体放大图。
图6为轨道的局部放大图。
在图中，1限位件、2车架、21下纵梁、22上纵梁、23下横梁、24上横梁、25支撑梁、26固定杆、27连接杆、3翻转装置、31轴套、32翻转驱动电机、33滑轨、34滑轨导向槽、4线路、5走行驱动装置、51走行驱动电机、52走行驱动齿轮、53走行从动齿条、6走行轮、7擀布辊子、71擀布辊子安装杆、8动力装置、81电源、82安装盒、9布层承接板、91承接板安装杆、10错层驱动装置、101错层驱动齿轮、102错层从动齿条、103错层驱动电机、11布卷支撑座、12布层承接板安装配合孔、13走行驱动装置安装座、14擀布辊子安装座、15走行轮安装座、16布卷、161布卷承杆、17模具、18轨道。
具体实施方式
如图1和4所示，本发明包括设置在模具17上方的车架2，车架2上设置有安装布卷16的布卷安装座，布卷安装座上设置有错层驱动电机103和驱动传动件，所述车架2上设置有从动传动件，驱动传动件和从动传动件相互配合，使布卷安装座沿着模具17的横向移动。
本发明的布卷安装座用于承载布卷，包括支撑梁25以及固定在支撑梁25上的布卷支撑座11，如图1所述，布卷支撑座11为上表面有凹槽的立板，凹槽优选为圆形，凹槽用于放置布卷承杆161。本发明至少设置有两个布卷安装座，用于支撑布卷的两端。
本发明的支撑梁25内部优选为空腔，本发明的错层驱动电机103优选固定在布卷安装座的内部，驱动传动件和从动传动件的传动方式可以为齿轮齿条传动，蜗轮蜗杆传动，或者滚珠丝杠传动等，优选为齿轮齿条传动，如图2所示，即驱动传动件为错层驱动齿轮101，从动传动件为错层从动齿条102，错层从动齿条102固定在车架2上，因此，当错层驱动电机103启动时，转轴转动，带动错层驱动齿轮101转动，由于错层从动齿条102不动，错层驱动齿轮101会沿着错层从动齿条102移动，从而带动布卷安装座沿着模具17的横向移动。此时的从动传动件位于车架2上的沿着模具17的横向位移方向上。沿着模具17的纵向，即布卷16的放布方向，布卷16的布层会放置在模具17内进行后续作业。沿着模具17的横向，即与上述布卷16的放布方向垂直的方向。本发明的错层驱动电机103可以为多个，优选为2-4个，最优选为4个，以实现正向移动和反向移动的错层铺布。
本发明不同于一般的风电叶片铺层装置的错层铺设方式，一般的错层铺设方式采用的是改变布卷放完布之后的布层的移动轨迹，从而实现错层。本发明采用的是直接改变布卷本身的横向位移，从而改变放出的布层的位置，相比传统方法，本发明在铺层时，更加平顺，不会引起皱褶。本发明在错层铺设的动力选择方面也和一般技术不同，传统方法一般采用人工的方式去改变布层的横向位移，本发明采用的是电驱动的方式，可以采用遥控操作，减少人为误差，提高铺层的精准度和平滑度，提高工作效率，降低作业人员劳动强度，减少作业人员数量。
如图3和图5所示，所述布卷16包括布卷承杆161，所述车架2上固定有滑轨导向槽34，滑轨导向槽34内设置有沿着模具17的横向移动的翻转驱动电机32和设置在翻转驱动电机32上的轴套31，轴套31的另一端连接有布卷承杆161。
布卷承杆161为布卷的中心轴，其外周围绕有多圈布层，滑轨导向槽34的轨道方向为沿着模具17的横向位移方向。本发明优选的还包括有滑轨33，滑轨33可以沿着滑轨导向槽34滑动，翻转驱动电机32固定在滑轨33上，使翻转驱动电机32的滑动更加平稳和顺畅。翻转装置3优选为2套。
当错层驱动电机103启动，带动布卷安装座移动，进而带动布卷16移动时，由于翻转驱动电机32位于滑轨导向槽34上，翻转驱动电机32不会阻碍布卷16的移动。
轴套31靠近翻转驱动电机32的一端为环形，通过键连接或其他方式与翻转驱动电机32的转轴连接固定。
本发明的翻转驱动电机32不仅可以实现布卷16的翻转，还可以实现布卷的放布功能，启动翻转驱动电机32后，转轴转动，带动轴套31转动，进而带动布卷承杆161转动，布卷16开始放布，翻转驱动电机32反转时，布卷开始反向放布。
本发明的错层驱动装置和翻转驱动装置相配合，可以实现布卷的放布，停止，翻转，反向放布，错层放布，实现完全的机械化，不需要人工参与内部作业，大大的提高了工作效率。本发明还可以通过控制***，通过预设的程序，控制电机启停、运转速度、正反转等运转参数，保证自动铺层的顺利进行。
所述布卷安装座上固定有限制布卷16位置的限位件1。限位件1通过固定杆26固定在支撑梁25上，限位件1本身为平板或者由杆组成中内部中空的环形杆，如图1所示，通过调整固定杆26的长度，可以调整限位件1和布卷16的距离，本发明的限位件1的沿布卷16径向方向外侧轮廓超过布卷16最内侧布层，以保证在整个铺设过程中布卷16的横向可靠定位。
所述布卷承杆161的横截面为多边形，和布卷承杆161连接的轴套31的端面为多边形，优选为六边形，布卷承杆161和轴套31相互套接，即轴套31内空腔，布卷承杆161套接在轴套31内，或者布卷承杆161内为空腔，轴套31套接在布卷承杆161内。翻转驱动电机32的驱动力通过此结构可以很好的作用到布卷16上。
所述车架2包括构成四边形的两根横梁和两根纵梁，所述从动传动件固定在两根横梁上，所述布卷安装座包括连接两根横梁的支撑梁25。此四边形优选为矩形，支撑梁25可以沿着横梁移动。
所述横梁内部为空腔，从动传动件位于空腔内，横梁上设置有开口，驱动传动件和从动传动件穿过开口相互连接。此种结构设计，使得空间利用更为紧凑，以利于驱动传动件和从动传动件的安装和维护。
如图1-3所示，所述车架2包括依次连接形成多边形的两根上横梁24和两根上纵梁22，依次连接形成多边形的两根下纵梁21和两根下横梁23，下纵梁21和上纵梁22之间设置有连接杆27。所述多边形优选为四边形，更有选为矩形。如图1-3所示，纵梁为沿着布层的铺布方向，横梁为与铺布方向垂直的方向。上横梁24和上纵梁22的端部连接，另一根上横梁24连接上纵梁22的另一端，另一根上纵梁22连接另一端上横梁24的端部，形成矩形结构。两根下纵梁21和两根下横梁23和上述连接方式相同。在上纵梁22和下纵梁21之间连接有多根连接杆27，用于支撑上横梁24和上纵梁22。
如图2所示，本发明在两根下横梁23之间设置有安装盒82，安装盒82内安装有动力装置8，动力装置8主要包括电源81、控制单元以及连接电源81和各电机的线路4。以实现供电和控制用。
如图2所示，所述车架2上设置有布层承接板9，布层承接板9的一侧活动连接在车架2上，另一端为自由活动端。布层承接板9一侧的两端分别固定有固定承接板安装杆91，或者布层承接板9一侧设置有安装孔，安装孔内安装有固定承接板安装杆91。固定承接板安装杆91的两端分别安装在连接杆27的布层承接板安装配合孔12内。布层承接板9的自由活动端位于安装盒82上或者位于下横梁23上。用于承接布层。
所述车架2上活动连接有擀布辊子7，擀布辊子7的两端设置有擀布辊子安装杆71，擀布辊子安装杆71的另一端活动连接在车架2上。车架2的下横梁23上设置有擀布辊子安装座14，其为突出的环形件，擀布辊子安装杆71***到上述擀布辊子安装座14内。擀布辊子安装杆71包括直杆和固定在直杆两端的和直杆垂直的连接杆，连接杆分别连接擀布辊子7和擀布辊子安装座14。布卷16放出的布通过布层承接板9进入到擀布辊子7的下端，铺设在模具17上。擀布辊子7将布层进行压实，由于擀布辊子7铰接在车架2上，擀布辊子7始终和布层紧密接触。
本发明的擀布辊子7和布层承接板9分别设置有2套，用于布层的正转和反转。
如图1-6所示，所述车架2的底端设置有走行轮6、走行驱动电机51和设置在走行驱动电机51上的走行驱动件，走行轮6位于轨道18上，轨道18的侧壁上设置有走行从动件，走行驱动件和走行从动件相互配合，驱动车架2沿着轨道18的方向移动。下纵梁21上固定走行驱动装置安装座13，走行驱动装置安装座13固定有走行驱动电机51，走行驱动件和走行从动件的传动方式可以为齿轮齿条传动，蜗轮蜗杆传动，或者滚珠丝杠传动等，优选为齿轮齿条传动，走行驱动件为走行驱动齿轮52，走行从动件为走行从动齿条53。车架2的底端固定有走行轮安装座15，走行轮6安装在走行安装座15下部，走行驱动电机51启动，走行驱动齿轮52转动，由于轨道18不动，走行驱动齿轮52转动驱动车架2沿着轨道18移动。走行驱动装置5用于驱动车架2移动。
本发明还提供一种风电叶片铺层方法，包括如下步骤，启动走行驱动电机51，车架2沿轨道18移动；同时启动翻转驱动电机32，翻转驱动电机32驱动布卷16转动，布卷16开始放布，布铺设到模具17上；当车架2移动到模具17端部，走行驱动电机51反转，车架2沿着轨道18反方向移动，同时，翻转驱动电机32反转，翻转驱动电机32驱动布卷16反方向转动，布卷16开始放布，布铺设到模具17上；当需要进行错层铺设时，启动错层驱动电机103，布卷安装座沿着模具17的横向移动，进而带动布卷16做横向移动，实现错层铺设。
Claims (9)
1.一种风电叶片铺层装置，其特征是，包括设置在模具(17)上方的车架(2)，车架(2)上设置有安装布卷(16)的布卷安装座，布卷安装座上设置有错层驱动电机(103)和驱动传动件，所述车架(2)上设置有从动传动件，驱动传动件和从动传动件相互配合，使布卷安装座沿着模具(17)的横向移动；
所述布卷(16)包括布卷承杆(161)，所述车架(2)上固定有滑轨导向槽(34)，滑轨导向槽(34)内设置有沿着模具(17)的横向移动的翻转驱动电机(32)和设置在翻转驱动电机(32)上的轴套(31)，轴套(31)的另一端连接有布卷承杆(161)；
所述车架(2)的底端设置有走行轮(6)、走行驱动电机(51)和设置在走行驱动电机(51)上的走行驱动件，走行轮(6)位于轨道(18)上，轨道(18)的侧壁上设置有走行从动件，走行驱动件和走行从动件相互配合，驱动车架(2)沿着轨道(18)的方向移动；走行驱动件和走行从动件的传动方式为齿轮齿条传动。
2.如权利要求1所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述布卷安装座上固定有限制布卷(16)位置的限位件(1)。
3.如权利要求1所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述布卷承杆(161)的横截面为多边形，和布卷承杆(161)连接的轴套(31)的端面为多边形，布卷承杆(161)和轴套(31)相互套接。
4.如权利要求1所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述车架(2)包括构成四边形的两根横梁和两根纵梁，所述从动传动件固定在两根横梁上，所述布卷安装座包括连接两根横梁的支撑梁(25)。
5.如权利要求4所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述横梁内部为空腔，从动传动件位于空腔内，横梁上设置有开口，驱动传动件和从动传动件穿过开口相互连接。
6.如权利要求1所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述车架(2)包括依次连接形成多边形的两根上横梁(24)和两根上纵梁(22)，依次连接形成多边形的两根下纵梁(21)和下横梁(23)，下纵梁(21)和上纵梁(22)之间设置有连接杆(27)。
7.如权利要求1-6任一项所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述车架2上设置有布层承接板(9)，布层承接板(9)的一侧活动连接在车架(2)上，另一端为自由活动端。
8.如权利要求1-6任一项所述的风电叶片铺层装置，其特征是，所述车架(2)上活动连接有擀布辊子(7)，擀布辊子(7)的两端设置有擀布辊子安装杆(71)，擀布辊子安装杆(71)的另一端活动连接在车架(2)上。
9.一种风电叶片铺布方法，其特征是，包括如下步骤，启动走行驱动电机(51)，车架(2)沿轨道(18)移动；同时启动翻转驱动电机(32)，翻转驱动电机(32)驱动布卷(16)转动，布卷(16)开始放布，布铺设到模具(17)上；当车架(2)移动到模具(17)端部，走行驱动电机(51)反转，车架(2)沿着轨道(18)反方向移动，同时，翻转驱动电机(32)反转，翻转驱动电机(32)驱动布卷(16)反方向转动，布卷(16)开始放布，布铺设到模具(17)上；当需要进行错层铺设时，启动错层驱动电机(103)，布卷安装座沿着模具(17)的横向移动，进而带动布卷做横向移动，实现错层铺设。
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