【摘要】：在風(fēng)電葉片的生產(chǎn)過程中,噴涂作業(yè)仍然以手工噴涂為主,手工噴涂存在效率低下、涂料浪費(fèi)嚴(yán)重、人工成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題,噴涂的自動(dòng)化程度低,已嚴(yán)重制約了風(fēng)電葉片的生產(chǎn)。風(fēng)電行業(yè)相對(duì)于汽車等行業(yè)起步較晚,自動(dòng)化噴涂方法的研究比較落后,相關(guān)理論體系還未建立。因此,本文著重從研究風(fēng)電葉片噴涂工藝參數(shù)出發(fā)來探索風(fēng)電葉片的自動(dòng)化噴涂實(shí)現(xiàn)方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)建立葉片噴涂過程中的漆膜厚度增長模型。漆膜厚度增長模型是研究噴涂工藝參數(shù)的最主要的工具,因此,建立適用于風(fēng)電葉片噴涂的漆膜厚度增長模型是本文的主要內(nèi)容,也是研究噴涂工藝參數(shù)對(duì)葉片噴涂漆膜影響的基礎(chǔ),首先,對(duì)噴涂工藝進(jìn)行分析,確定噴涂過程中影響噴涂效果的主要工藝參數(shù)。然后,對(duì)幾種經(jīng)典的漆膜增長模型進(jìn)行深入地分析和對(duì)比得出各個(gè)模型的優(yōu)缺點(diǎn)。并最終選擇恰當(dāng)?shù)啬Ｐ蜑榛A(chǔ)來建立適用于風(fēng)電葉片噴涂的漆膜分布模型,將選取的工藝參數(shù)作為自變量引入到建立的漆膜增長模型中,通過數(shù)學(xué)分析的方法來研究工藝參數(shù)對(duì)噴涂涂層分布的影響。(2)利用噴涂模擬仿真來驗(yàn)證建立的漆膜增長模型。通過ANSYS軟件進(jìn)行噴涂模擬仿真,利用噴涂模擬仿真來代替噴涂實(shí)驗(yàn)對(duì)建立的漆膜增長模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。首先利用三維軟件對(duì)葉片和噴槍進(jìn)行三維建模,并將三維模型導(dǎo)入到ANSYA中進(jìn)行前期處理,然后利用ANSYS中的Fluid進(jìn)行風(fēng)電葉片的噴涂模擬仿真,將模擬葉片的噴涂過程得到漆膜的分布結(jié)果與漆膜增長模型的分布結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證漆膜增長模型是否能夠有效地描述漆膜增長過程。(3)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行噴涂試驗(yàn),并確定最優(yōu)參數(shù)。建立漆膜增長模型是為了求出的符合噴涂要求的工藝參數(shù)組合,為了確定最優(yōu)的工藝參數(shù)組合,需要搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)組合進(jìn)行噴涂試驗(yàn),篩選出噴涂涂層分布最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是以直角坐標(biāo)機(jī)器人為主體來進(jìn)行搭建的,在利用漆膜增長模型進(jìn)行工藝參數(shù)求解之前,根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)備參數(shù)以及人工噴涂的噴涂經(jīng)驗(yàn)確定工藝參數(shù)的取值范圍,減小計(jì)算量。對(duì)利用漆膜增長模型得到的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行噴涂,對(duì)噴涂結(jié)果進(jìn)行對(duì)比確定最優(yōu)的參數(shù)組合。
【圖文】：

著裝機(jī)量的增加，對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)組的產(chǎn)量需求尤其是對(duì)關(guān)鍵部件風(fēng)電葉片的需求量也會(huì)大幅度增加，隨之而來的是對(duì)葉片生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來越高。圖1-1 我國歷年新增風(fēng)電裝機(jī)量圖Fig.1-1 Chinese new wind power installed capacity map over the years風(fēng)電葉片是風(fēng)電機(jī)組中最基礎(chǔ)和關(guān)鍵的部件之一，風(fēng)電葉片的生產(chǎn)成本占其總成本的1/5 左右。由于風(fēng)電葉片在風(fēng)機(jī)中所占的成本較高，因此，做好風(fēng)電葉片的防護(hù)工作使風(fēng)機(jī)具有更長的工作壽命就變得尤為重要。但是風(fēng)電機(jī)組的工作條件決定了風(fēng)電葉片在運(yùn)行中很容易受到嚴(yán)峻的外界環(huán)境侵蝕，如圖 1-2 所示為風(fēng)電葉片在工作中受到的侵

噴涂是風(fēng)電葉片生產(chǎn)過程的最后一步，噴涂效果的優(yōu)良直接決定了葉片表面漆膜防護(hù)能力的優(yōu)良。而目前，國內(nèi)的風(fēng)電葉片噴涂自動(dòng)化程度很低，噴涂作業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的人工噴涂方式，如圖1-2 所示，為人工噴涂作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。圖 1-3 風(fēng)電葉片人工噴涂作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)Fig.1-3 Wind power blade manual spraying operation site人工噴涂的方式雖然簡(jiǎn)單，，但是工作效率低下，噴涂質(zhì)量跟工人的熟練程度有很大
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242;TM315

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