[科普中国]-风力发电机舱罩

简介

机舱罩作为风力发电机组的重要部件，是风力发电机组的防护结构，使风力发电机组能在恶劣的气象环境中正常工作，保护内部设备和人员不受风、雨、雪、盐雾、紫外辐射等外部环境因素的侵害。在这种环境条件下，要保证风电机组正常工作20年，就要求机舱罩具有高质量、高可靠性。1

机舱罩产品体积大，所需的附属配件多。复杂型号机舱罩配件多达数十件，只有达到将上述所有部件完整地组合成一个有机的整体，才能够交付用户方使用。3

制造工艺机舱罩成型工艺的选择应满足材料性能、产品质量、制造成本、生产效率等要求，并且需要根据产品的结构形状、尺寸大小来选择合适的工艺，工艺选取直接决定了机舱罩成品质量的优劣。玻璃钢机舱罩常用的成型工艺有手糊成型工艺、真空袋成型工艺、LRTM成型工艺和喷射成型工艺等。工艺选择可根据机舱罩外形尺寸、结构形状、模具型式、模具成本、制品表面质量、制品要求厚度精度等方面综合考虑，依据实际情况选择最优的成型工艺。1

制作材料玻璃钢具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、电绝缘、透微波等许多优良性能，而且成型方法简单，可以一次成型各种大型或具有复杂构型的制品。聚酯玻璃钢的比强度高于型钢、硬铝和杉木，但比模量较低。经过合理的结构设计，可以弥补其弹性模量的不足，而且充分发挥其比强度以及其他优良性能。考虑到机舱罩的性能要求选择玻璃钢作为合适的材料，制造机舱罩的玻璃钢是由不饱和聚酯树脂和玻璃纤维增强材料构成的。1

不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂具有粘度低，易浸透增强材料，外观色泽浅，可调节粘度和凝胶、固化时间，固化后的树脂综合性能良好，具有很好的韧性、耐酸性、耐腐蚀性、耐老化性。并且价格相对便宜、品种多的特点。1

玻璃纤维增强材料玻璃纤维增强材料是玻璃钢的主要承力材料，它能大幅度提高树脂的强度和弹性模量，而且能减少复合材料成型过程中的收缩，提高热变形温度。E玻璃纤维是一种铝硼硅酸盐纤维，其碱金属氧化物的含量小于0.8%。这种纤维具有较高的强度，较好的耐老化性和优良的电性能。其缺点是易被无机酸侵蚀，广泛用于强度和耐水性要求较高的玻璃钢制品。玻璃纤维增强材料的选用要根据制品的性能要求，如力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能、电性能等，以及制品的成型工艺和成本要求来确定的。应注意选用的玻璃纤维及其织物应当容易被树脂浸润；有较好的形变性，以满足复杂形状制品的成型需要；满足制品的性能要求，在满足性能要求的前提下价格便宜。1

机舱罩模具模具是机舱罩成型工艺中的主要装备，模具的结构形式、强度、表面质量对机舱罩制品的质量、生产成本和生产效率有非常大的影响。故模具的制造需要符合以下基本原则：

（1）模具首先要符合制品设计的精度要求。变形小、精度高的模具可保证制品尺寸准确，因此，对尺寸精度要求高的制品，一般根据经验给出收缩余量和变形余量。

（2）模具要有足够的强度和刚度。足够的强度和刚度可以减少模具的变形，并且在产品制造过程中减少起模、搬运等外力对模具的的损坏，延长模具的使用寿命。

（3）模具要易于使用，方便脱模，目前多数机舱罩的尺寸非常大，如2.0MW机组的机舱罩模具长度有17m左右，宽度和高度达到4-6m，而6.0MW机组机舱罩尺寸将更大。因此，在模具设计时要充分考虑产品的制造和脱模方式，设置相应的脱模角度和机构来提高生产效率。

（4）根据机舱罩产品的质量和产量要求选择合适的模具材料。模具一般均比较昂贵，故选用不同的材料对模具的质量和成本影响巨大，所以应结合模具本身造价和使用寿命进行材料选择。1

产品成型过程中的注意要点(1)根据设计所需力学性能数据选用合理的基体材料和增强材料;

(2)因该产品使用周期长、环境恶劣,选用的产品胶衣应具备耐老化性能;

(3)根据产品的厚度进行铺层设计,以此确定合理的生产工艺;

(4)增强材料的铺覆和搭接应严格进行控制;

(5)对产品后续补强和检修部件尺寸进行控制,避免影响装机过程中相关配合的干涉；

6)对拼装合模过程中尺寸进行控制,以保证生产产品的通用性;

(7)对产品制作工艺进行宣贯。3

产品的检验在目前风力发电市场日益扩大并且产品竞争激烈的环境下，只有高质量的产品才能生存，加上机舱罩产品本身形体大，工序多，部件复杂，配合尺寸多，公差小。这就要求检验需全程跟踪，不论是从模具的设计制作，还是原材料的进货检验，都必须严格控制，首先编制合理的检验流程，对关键工位进行关键点的控制，编制并填写相关的检验记录单和转序卡。根据这些情况，并对各个环节设置专门的质检员，对每个关键工序进行过程监督检验，配合中的关键尺寸设计检验记录表，这样就对产品的批量化生产提供保证。3