專利名稱：一種輪轂罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)力發(fā) 電設(shè)備上的輪轂罩。
背景技術(shù)：
隨著近代工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人類對化石能源(例如石油、煤炭) 的需求與日劇增，這種不可再生能源的大量消耗一方面提高了人類的生活質(zhì) 量，但與之相伴同樣帶給人類諸如能源危機(jī)、氣候變暖、環(huán)境污染等威脅人 類生存的嚴(yán)峻問題
目前，可再生能源例如水電、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能的利用因其可部 分的替代化石能源的消耗而逐漸被大規(guī)模應(yīng)用。其中，風(fēng)能因其分布廣泛、 可大規(guī)模建設(shè)、對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響較小而成為新能源發(fā)展的熱點。風(fēng)力 發(fā)電設(shè)備，通常包括基座、立于基座上的塔筒、安裝在塔筒頂端的機(jī)搶、與 機(jī)搶一端連接安裝的輪轂及輪轂罩、以及對稱安裝在所述輪轂上的若干葉片 組成，其中所述機(jī)槍中安置有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，當(dāng)有風(fēng)時，風(fēng)力帶動葉片及輪轂 沿輪轂的軸線旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，從而通過輪轂將由風(fēng) 能轉(zhuǎn)換而來的機(jī)械能進(jìn)一步經(jīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。而輪轂罩則是安裝在輪穀 罩外側(cè)的一個裝置。為了獲得盡可能多的風(fēng)力，使得風(fēng)力發(fā)電裝置可以進(jìn)行 高效發(fā)電并使其所產(chǎn)生的電能夠順利的并入現(xiàn)有電網(wǎng)，通常風(fēng)力發(fā)電機(jī)都做 得非常龐大，例如塔筒高度及葉片長度達(dá)數(shù)十米，而輪轂作為連接葉片和塔 筒上的機(jī)艙內(nèi)發(fā)電機(jī)的連接裝置，不但體積較大而且對其機(jī)械性能要求也很 高。相應(yīng)的，由于輪轂是安裝在輪轂罩內(nèi)部的，而輪轂罩則也是體積巨大的， 并且由于其直接面對風(fēng)，其整體結(jié)構(gòu)性能以及表面氣動性能都很重要。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常輪轂罩是采用復(fù)合材料(例如玻璃纖維、碳纖維、玻 璃鋼材料等輕質(zhì)硬度高的材料)通過模具鑄造而成。如圖1所示，顯示了通常風(fēng)機(jī)輪轂罩的理想結(jié)構(gòu)示意圖。輪轂罩10通
常包括U形空心薄壁的輪轂罩本體100，所述輪轂罩本體100具有同軸心的 圓形開口 102和103，所述開口 102的半徑大于開口 103的半徑。所述輪穀 罩本體IOO在中部外側(cè)連接有三個對稱分布的筒狀突出部104、 105、 106, 所述三個筒狀突出部的軸線在同一水平面并且三條軸線彼此間隔120度。所 述筒狀突出部104、 105、 106分別用于在組裝時安裝葉片根部于此。
如圖2所示，給出了一種現(xiàn)有輪轂罩的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示輪轂罩 10的輪穀罩本體由100在圖2中由三塊分離的組塊1001、 1002、 1003拼接 而成，4并接線為位于兩個突出部之間的Al、 A2、 A3 (未示出)。所述組塊 1001包括突出部106，所述組塊1002包括突出部105,所述組塊1003包括 突出部1004。所述組塊IOOI、 1002、 1003分別是利用各自單獨對應(yīng)的模具 組塊制造而成，即對應(yīng)的模具也非整體模具而是由相應(yīng)的三個模具組塊構(gòu) 成，其模具組塊的形狀與所述輪轂罩組塊相同，在此不再贅述。所述組塊 1001、 1002、 1003在任意兩塊之間的4并接線處具有4并4妻才幾構(gòu)，例如拼接處 向內(nèi)與輪轂罩表面垂直方向上的拼接條，通過拼接條的插接、嚙合、鉚接、 螺釘連接、扣接等方式，將相鄰的兩個輪轂罩組塊連接起來，在3個輪轂罩 組塊都連接完成后形成圖1所示的完整輪轂罩，但該輪轂罩為非一體輪轂 罩。
如圖3所示，給出了另一種現(xiàn)有輪轂罩的結(jié)構(gòu)示意圖。圖l所示輪轂罩 10的4侖轂罩本體由IOO在圖3中由三塊分離的組塊2001、 2002、 2003拼才妻 而成，拼接線為位于每一突出部的垂直中分線平面的拼接線Bl、 B2、 B3。 所述組塊2001包括突出部106的一部分以及突出部105的一部分，所述組 塊2002包括突出部105的一部分以及突出部104的一部分，所述組塊2003 包括突出部104的一部分以及突出部105的一部分。所述輪轂罩組塊2001、 2002、 2003分別也是利用各自單獨對應(yīng)的模具組塊制造而成，即對應(yīng)的模 具也非整體模具而是由相應(yīng)的三個模具組塊構(gòu)成，其模具組塊的形狀與所述 輪轂罩組塊相同，每一模具組塊都包括兩個半筒結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。所述 輪轂罩組塊2001、 2002、 2003在任意兩塊之間的拼接線處具有拼接機(jī)構(gòu)， 例如拼接處向內(nèi)與輪轂罩表面垂直方向上的拼接條，通過拼接條的插接、嚙合、鉚接、螺釘連接、扣接等方式，將相鄰的兩個輪轂罩組塊連接起來，在
3個輪轂罩組塊都連接完成后形成圖l所示的完整輪穀罩，但該輪穀罩亦非 一體輪穀罩。
綜上所述，可知隨著風(fēng)機(jī)功率的增大，大型化風(fēng)機(jī)組件，尤其輪轂罩的 體積也必將日益增大，對大型機(jī)構(gòu)而言，在惡劣的風(fēng)廠環(huán)境下，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性及應(yīng)力結(jié)構(gòu)的均衡性都有很高的要求。而上述拼接而成的輪轂罩，其結(jié)構(gòu)
強(qiáng)度將很大程度上受限與輪轂罩組塊的拼接機(jī)構(gòu)，存在致命的缺點；另一方 面，拼接而成的輪轂罩其表面形狀因拼接縫的存在必然會影響表面氣流動力 性能，雖然可以通過后期的修補(bǔ)將縫隙填平磨光來達(dá)到表面曲線平滑，但也 因而增加了輪轂罩制造工藝流程及相應(yīng)費用。
因而需要一種整體成形的一體輪轂罩來克服拼接輪轂罩的所存在的各 種問題。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種輪轂罩，用于解決分體 輪轂罩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及表面氣動性能的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種輪轂罩，包括U形空心薄 壁的輪轂罩本體以及嵌于所述輪穀罩側(cè)壁的第一筒狀突出部、第二筒狀突出 部、第三筒狀突出部；其中
所述輪轂罩本體在開口處具有第一開口、在底部具有第二開口，所述第 一開口與所述第二開口為同心開口并且所述第 一開口半徑大于所述第二開
口半徑；
所述輪轂罩本體與所述第一、第二、第三筒狀突出部是整體鑄造而成并 且連接為一體的。
進(jìn)一步地，所述第一、第二、第三筒狀突出部是完全相同的。
進(jìn)一步地，所述第一、第二、第三筒狀突出部是對稱分布在所述輪轂罩 本體外側(cè)，即任意兩者之間的軸線間隔為120度，且與所述第一開口、第二 開口的軸線相垂直。
5進(jìn)一步地，所述輪轂罩是由玻璃鋼纖維、或碳纖維材料結(jié)合樹脂材料制 成的。
進(jìn)一步地，所述輪轂罩是由玻璃鋼纖維、或碳纖維材料結(jié)合樹脂材料采 用真空吸鑄方式而制成。
所使用的所述輪轂罩模具包括U形空心薄壁的輪轂罩模具本體以及嵌 于所述模具本體側(cè)壁的第一筒狀突出部模件、第二筒狀突出部模件、第三筒
狀突出部模件；
所述輪轂罩本體在開口處具有第三開口 、在底部具有第一柱狀突出部， 所述第三開口與所述第一柱狀突出部為同軸心并且所述第三開口的半徑大 于所述第 一柱狀突出部的半徑；
所述筒狀突出部模件為所述筒狀突出部的水平最大口徑至所述第三開 口之間的部分。
本實用新型的輪轂罩，由于采用一體結(jié)構(gòu)，避免了分體結(jié)構(gòu)中存在的因 拼接造成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低以及拼接縫導(dǎo)致的后續(xù)修補(bǔ)流程及費用，并且因整 體鑄造而成具有良好的光滑表面。


圖l是一種輪轂罩的原理結(jié)構(gòu)圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種拼接輪穀罩的結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)中另一中拼接輪轂罩的結(jié)構(gòu)示意圖4是用于本實用新型中鑄造一體輪轂罩的模具的結(jié)構(gòu)示意圖5是所述模具本體C0與模具組件Cl之間的拼接線處的局部放大圖6是圖5所示的密封槽的示例性的密封結(jié)構(gòu)示意圖7是利用輪穀罩模具鑄造輪轂罩時的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本 實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
對于一體輪轂罩而言，由于所述輪轂罩的U形本體上具有三個筒狀突 出部，而對應(yīng)的模具也必然具有三個筒狀突出部，而一旦一體輪轂罩整體鑄 造完成后，如何將體積巨大的輪轂罩從模具中脫離出來則成為一個極為重要 的問題。這是因為輪轂罩的突出部是水平嵌入在輪轂罩模具的對應(yīng)突出部中
的，為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的主要思想在于利用分型技術(shù)，針 對輪轂罩的每一突出部，釆用一個寬度超過筒狀突出部最大口徑的 一 個模具 組件，在水平最大口徑處進(jìn)行水平分割確定水平拼接線，并在所述任意兩個 突出部之間確定豎直分割的拼接線，所迷水平拼接線和豎直拼接線連接處可 以采用弧形拼接線將所述兩條拼接線進(jìn)行連接。
如圖4所示，顯示了本實用新型中用于鑄造圖1所示輪轂罩的模具示意 圖。由于輪穀罩的形狀與輪轂罩模具的形狀基本一致，尤其輪轂罩的外表面 與輪轂罩模具的內(nèi)表面完全貼合，所以圖4所示輪轂罩模具與圖1所示輪轂 罩原理結(jié)構(gòu)示意圖基本一致。在圖4中，用于實現(xiàn)輪轂罩鑄造的輪轂罩模具 20,由4個模具組件拼接而成，包括主體形狀為U形的模具本體CO,以及 三個分型模具組件C1、C2(未示出)、C3(未示出)。圖4中所示虛線C11-C12 表示的模具組件C1與模具本體CO之間的拼接線，為了在由C0、 Cl、 C2、 C3拼接成的模具20中鑄造完成的輪轂罩10能夠完整的與模具脫離，在對 應(yīng)例如圖1所示的突出部105的最大口徑處的水平位置上劃定為水平拼-沖妄 線，即C0和Cl在水平位置上從水平拼接線處進(jìn)行分離的，而豎直拼接線 可選擇在任意兩個突出部之間的位置，但優(yōu)選的應(yīng)距離突出部較近的位置進(jìn) 行劃分，例如在距離最大口徑邊緣約為半徑一半的豎直位置對稱劃分。這樣 既能確保模具的強(qiáng)度，也能減小分型模具組件C1的大小，從而盡可能保證 輪轂罩與模具本體CO的接觸面積，從而確保輪轂罩的形狀與模具一致，避 免因分型可能會造成的形變。
如圖5所示，顯示了圖4所示模具本體C0與模具組件Cl之間的拼接 線處的局部放大圖。由于用于鑄造輪穀罩的模具為模具本體CO與模具組件 Cl、 C2、 C3拼接而成，那么在拼接處必然存在拼接縫隙，而本實用新型中采用真空吸鑄方式，為了確保拼接處的密封性，需要進(jìn)行密封處理。
如圖5A所示，給出了本實用新型中的一種用于確保拼接密封性的^H妾 結(jié)構(gòu)示意圖。在C0與Cl相接的模具壁接口的截面表面分別具有一個密封 槽GOl。在模具本體CO的接口處還包括向外側(cè)延展的連接體C0A，在模具
接體COA與C1A通過至少一個連接件51進(jìn)行連接，所述連接件51可以將 所述連接體COA與C1A進(jìn)行緊固，所述連接件51為螺栓連接件、或鎖扣 連接件、或榫接件、或電磁吸引緊固件。進(jìn)行拼接時，在所述密封槽GOl 中填充入密封條SOl,所述密封條SOl是具有彈性的密封材料制成的，例如 可以是硅膠條、橡膠條等。拼接時，在所述密封槽G01中填入密封條S01 之后，將模具本體C0與模具組件C1、 C2、 C3對齊后，利用連接件對拼接 體進(jìn)行緊固，使得模具本體C0與模具組件C1、 C2、 C3緊密拼接，并且壓 縮所述密封條S01阻斷模具內(nèi)表面與外側(cè)的縫隙以保證后續(xù)真空吸鑄工藝 的真空效果。
如圖5B所示，給出了本實用新型中的另一種用于確保拼接密封性的拼 接結(jié)構(gòu)示意圖。在模具本體C0的接口處還包括向外側(cè)延展的連接體COA,
所述連接體C0A與C1A通過至少一個連接件51進(jìn)行連接，所述連接件51 可以將所述連接體C0A與C1A進(jìn)行緊固，所述連接件51為螺栓連接件、 或鎖扣連接件、或榫接件、或電磁吸引緊固件。在所述連接體COA與C1A 相接的接口截面表面分別具有一個密封槽G02。進(jìn)行拼接時，在所述密封槽 G02中填充入密封條S02，所述密封條S02是具有彈性的密封材料制成的， 例如可以是硅膠條、橡膠條等。拼接時，在所述密封槽G02中填入密封條 S02之后，將模具本體C0與模具組件C1、 C2、 C3對齊后，利用連接件51 對拼接體進(jìn)行緊固，使得模具本體C0與模具組件C1、 C2、 C3緊密拼接， 并且壓縮所述密封條S02阻斷模具內(nèi)表面與外側(cè)的縫隙以保證后續(xù)真空吸 鑄工藝的真空效果。
進(jìn)一步地，圖5所示的密封槽G01、 G02還可以進(jìn)一步采用其它形狀的 槽體結(jié)構(gòu)。如圖6所示，顯示了幾種示例性的密封結(jié)構(gòu)。圖6A中顯示為圖5所示的密封結(jié)構(gòu)，即采用矩形槽體結(jié)構(gòu)。圖6B顯示了一種在拼接的兩個界面處，在一側(cè)上開有矩形槽體，而另一側(cè)則不必開槽的實施例。圖6C顯示了一種在拼接的兩個界面處，在一側(cè)上開有矩形槽體，而另一側(cè)開有弧形槽體的實施例，所述弧形槽體可以為半圓形、或圓弧形、或U形。圖6D顯示了 一種在拼接的兩個界面處均開有弧形槽體的實施例，所述弧形槽體可以為半圓形、或圓弧形、或U形。當(dāng)然根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的技能，所述槽體還可以為三角形、或其它利于密封處理的槽體形狀。
基于圖4所示的模具在拼接完成后，進(jìn)行一體輪穀罩的鑄造時，需要從模具內(nèi)表面開始鋪設(shè)各種層體，并在最外側(cè)加罩真空膜進(jìn)行整體密封后，開始真空吸鑄，完成一體模具的鑄造。如圖7所示顯示了各層的層次關(guān)系示意圖。下面結(jié)合圖7將詳細(xì)介紹本實用新型實現(xiàn)一體輪轂罩鑄造的制造方法，包括
步驟S100，首先要將模具本體C0與模具組件C1、 C2、 C3在加入密封條后利用連接件51進(jìn)行緊固為整體輪穀罩模具；
步驟S200，清洗干凈模具內(nèi)表面后，在模具內(nèi)表面上涂布膠衣701;
步驟S300,將復(fù)合材料逐層粘布在所述膠衣層701上，直到達(dá)到所述厚度，通常為1至3厘米，形成復(fù)合材料層702。由于模具本體為U形結(jié)構(gòu)，在側(cè)面上鋪設(shè)復(fù)合材料布時不易保持每層材料的貼合性，可以采用強(qiáng)力膠加以固定。所述復(fù)合材料為玻璃纖維、碳纖維材料，通常為網(wǎng)狀織物形式即玻璃纖維布、碳纖維布。
步驟S400，在復(fù)合材料層702之上進(jìn)一步鋪設(shè)脫模布703;
步驟S500，在所述脫才莫布703之上鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)704，所述導(dǎo)流網(wǎng)704為網(wǎng)格狀，用于將鑄造所用的凝固劑，例如環(huán)氧樹脂等導(dǎo)流至所需的空間。
步驟S600,在鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)704之后，進(jìn)一步鋪設(shè)若千注入管708,所述注入管應(yīng)盡量均勻分布在導(dǎo)流網(wǎng)表面；
步驟S700，在最外側(cè)罩設(shè)一層真空膜705,所述真空膜705的邊緣與模具外緣通過粘合劑或粘合條進(jìn)行密封處理；
步驟S800,在所述真空膜705與模具邊緣處預(yù)留有注入管入口以及抽
9真空口，所述注入管通過注入管入口與樹脂注入裝置706相連，所述注入管
入口與抽真空口在與真空膜接觸處也要進(jìn)行密封處理，并且所述注入管入口
有第一開關(guān)裝置720,用于控制是否允許樹脂注入；所述抽真空口具有第二 開關(guān)裝置730,用于控制是否進(jìn)行真空抽取。
步驟S900,在進(jìn)行真空密封完成后，關(guān)閉第一開關(guān)裝置720,打開抽真 空口的第二開關(guān)裝置730，利用相連接的抽真空裝置707對真空膜705所密 封罩閉的空間進(jìn)行抽真空；
步驟SIOOO,待真空度達(dá)到預(yù)定氣壓后，關(guān)閉第二開關(guān)裝置730，確保 注入管在真空膜外部的部分的入口浸入至樹脂液面以下后，打開第一開關(guān)裝 置720,利用真空膜內(nèi)外的負(fù)壓，將樹脂通過注入管抽取至真空膜內(nèi)，通過 注入管708注入至導(dǎo)流網(wǎng)704表面，通過導(dǎo)流網(wǎng)704的縱橫網(wǎng)才各將樹脂導(dǎo)流 至膜內(nèi)各個區(qū)域，并浸潤至真空膜與模具內(nèi)表面之間的任何空間內(nèi)，之后關(guān) 閉所述第一開關(guān)裝置720;
步驟SllOO，待樹脂固化堅固后，從外之內(nèi)，依次揭開真空膜、去除注 入管、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布后，即只剩下由復(fù)合材料結(jié)合樹脂鑄成的輪轂罩，以 及用于鑄造輪轂罩的輪轂罩模具，輪轂罩與模具緊密貼合，此時，去除連接 件51,將模具組件C1、 C2、 C3從C0上分離開，此時，所述輪轂罩的筒狀 突出部的上半部已經(jīng)不在受模具的禁錮，此時，只有模具本體CO與鑄造完 成的一體模具相貼合，通過吊裝裝置利用預(yù)先埋置的吊點，將一體輪轂罩直 接吊起，即可實現(xiàn)輪轂罩與模具的分離。需要說明的是，由于膠衣701的存 在，在樹脂固化后，模具與輪轂罩之間是極易脫離的。
經(jīng)過上述步驟之后，就最終得到了一體鑄造的輪轂罩。該一體輪轂罩在 鑄造、固化時是一體完成的，從結(jié)構(gòu)上而言在任一水平面上是均勻一致的， 從而不會存在圖2、 3所示拼接輪穀罩所固有的結(jié)構(gòu)缺陷，并且由于采用了 較小的分型模具組件Cl 3,其外表面上的拼接線痕跡也會很小，僅需進(jìn)行 簡單打磨掉細(xì)小痕跡即可得到美觀平滑的外表面，對輪轂罩的氣動性能的影 響極其微小。
以上所述僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限制本實用新型，對 于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種輪轂罩，其特征在于，包括U形空心薄壁的輪轂罩本體以及嵌于所述輪轂罩側(cè)壁的第一筒狀突出部、第二筒狀突出部、第三筒狀突出部；其中所述輪轂罩本體在開口處具有第一開口、在底部具有第二開口，所述第一開口與所述第二開口為同心開口并且所述第一開口半徑大于所述第二開口半徑；所述輪轂罩本體與所述第一、第二、第三筒狀突出部是整體鑄造而成并且連接為一體的。
2、 如權(quán)利要求1所述的輪轂罩，其特征在于，所述第一、第二、第三 筒狀突出部是完全相同的。
3、 如權(quán)利要求1所述的輪轂罩，其特征在于，所述第一、第二、第三 筒狀突出部是對稱分布在所述輪穀罩本體外側(cè)，即任意兩者之間的軸線間隔 為120度，且與所述第一開口、第二開口的軸線相垂直。
4、 如權(quán)利要求1所述的輪轂罩，其特征在于，所述輪轂罩是由玻璃鋼 纖維、或碳纖維材料結(jié)合樹脂材料制成的。
5、 如權(quán)利要求4所述的輪轂罩，其特征在于，所述輪穀罩是由玻璃鋼 纖維、或碳纖維材料結(jié)合樹脂材料采用真空吸鑄方式而制成。
專利摘要本實用新型公開了一種輪轂罩，所述輪轂罩包括U形空心薄壁的輪轂罩本體以及嵌于所述輪轂罩側(cè)壁的第一筒狀突出部、第二筒狀突出部、第三筒狀突出部；所述輪轂罩本體與所述第一、第二、第三筒狀突出部是整體鑄造而成并且連接為一體的。制造所述輪轂罩時采用分型拼接模具，利用真空吸鑄方式，由復(fù)合材料及樹脂吸鑄、固化后制得。本實用新型的一體輪轂具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好表面光滑等優(yōu)點。
文檔編號F03D1/06GK201277144SQ20082014011
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者英 馬 申請人:英 馬