[發(fā)明專利]風電葉片復合材料的杉木邊材徑切板目測及機械分級方法

無效

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• 申請日: 2007-11-29
• 公開（公告）號: CN101226137A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 江澤慧;黃曉東;任海青;孫正軍;陳玲
• 申請（專利權）人: 中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 龍洪;霍育棟

技術領域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電葉片復合材料的杉木邊材徑切板目測及機械分級的新工藝。

背景技術

目前，用于風力發(fā)電的葉片一般均采用玻璃纖維增強塑料(簡稱玻璃鋼)復合材料制造。這種材料雖然制造工藝成熟，但也存在成本高(10-20萬/噸)的問題，且玻璃鋼的廢舊產(chǎn)品處理困難，既難以燃燒，又不易分解，國外多采用堆積方式處理，又被稱為垃圾材料，是無法持續(xù)使用的材料，人們持續(xù)制造大量玻璃鋼產(chǎn)品，再將其丟棄，占用了大量的土地。因此，必須開發(fā)出一種新的低成本、可回收利用的環(huán)保葉片來替代目前大量使用的玻璃鋼葉片。我國是木材資源非常豐富的國家，可以考慮采用木材來替換這種造價較高的玻璃鋼復合材料。經(jīng)過大量的試驗和研究發(fā)現(xiàn)，可以采用我國特有的一種木材——杉木來作為玻璃鋼復合材料的替代品。為了使這種材料能夠滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求，就需要對杉木進行篩選，從而選出適合要求的木材來。而目前對于木材的分類方法通常是采用檢測材料的抗彎彈性模量數(shù)值，并按數(shù)值的大小進行分級，此種方法費時費力，難以滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)杉木的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種風電葉片復合材料的杉木邊材徑切板目測及機械分級方法，該方法快捷簡便，能夠使杉木的大批量生產(chǎn)成為可能。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種風電葉片復合材料的杉木邊材徑切板目測及機械分級方法包括如下步驟：

1)選擇直徑在30厘米以上、樹干通直且外觀無缺陷的杉木新伐原木；

2)對杉木沿徑向方向下料；

3)將下料后的杉木徑切成適當規(guī)格的毛坯板，并烘干至含水率低于12％；

4)通過目測，選擇直紋理、材質(zhì)均勻、年輪寬度小于2mm且分部均勻、外觀無生長缺陷和加工缺陷的毛坯板作為待加工件。

優(yōu)選地，還包括機械分類步驟5)：測量所述毛坯板垂直于順紋方向的抗彎彈性模量，選擇抗彎彈性模量大于12000Mpa的板毛坯作為待加工件。

優(yōu)選地，步驟1)中的所述外觀無缺陷包括：無腐朽、無彎曲。

優(yōu)選地，所述步驟4)還包括：要求所選毛坯板的徑面形成的“山”紋數(shù)量少于2個，且與平面的夾角大75°。

優(yōu)選地，所述沿徑向方向下料為“米”字型下料。

本發(fā)明不僅方法快捷簡便，而且通過本發(fā)明的方法，能夠使選出的杉木合格率達到99％以上，與現(xiàn)有單獨采用監(jiān)測材料的抗彎彈性模量數(shù)值相比，生產(chǎn)效率提高了10倍以上，因此使杉木大批量用于加工風力發(fā)電葉片成為可能。

附圖說明

圖1a為通過目測挑選出來的杉木徑面毛坯板的外觀圖，圖1b杉木弦面外觀圖；

圖2為“米”字型下料的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明具體按照如下步驟進行選材和處理：

步驟1：選擇直徑在30厘米以上，樹干通直，外觀無缺陷(包括腐朽、彎曲等)的杉木新伐材原木若干；

步驟2：對選材進行“米”字型下料，見圖2，圖中箭頭表示下鋸方向；

步驟3：鋸解標準杉木邊材徑切板毛坯，在干燥窯里烘干至含水率低于12％，剔除各種木材缺陷，精加工制成500mm×20mm×20mm(長×寬×厚)的規(guī)格板條備用；

步驟4：通過目測，選擇的毛坯板滿足：直紋理、材質(zhì)均勻，年輪寬度小于2mm且分布均勻，外觀無任何生長缺陷和加工缺陷，徑面形成的“山”紋數(shù)量少于2個且與平面的夾角大于75°。如圖1a、b所示。

通過上述4個步驟，所選擇的可用于風力發(fā)電葉片的杉木毛坯板合格率可達99％以上，而與現(xiàn)有單獨采用監(jiān)測材料的抗彎彈性模量數(shù)值相比，生產(chǎn)效率提高了10倍以上。因此，完全滿足將杉木大批量用于風力發(fā)電葉片的要求。

對于上述在選擇過程中可能存在疑慮的毛坯板，可以進一步采用機械分類方法，即對這部分有疑慮的毛坯板沿毛坯板垂直于順紋方向進行抗彎彈性模量測量，選擇抗彎彈性模量大于12000Mpa的毛坯板作為待加工件。這樣，就能夠進一步提高材料的利用率。具體的機械測試可參照如下的步驟：

a、試驗設備：試驗機，測定荷載的精度，試驗裝置的支座及壓頭端部的曲率半徑為30mm，兩支座間距離應為240mm；測試量具，測量尺寸應準確至0.1mm；百分表，應準確至0.01mm，量程為0-10mm。

b、試件尺寸為500mm×20mm×20mm，長度為順紋方向。