一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，包括動(dòng)力源系統(tǒng)、協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、無(wú)線檢測(cè)裝置、疲勞與故障診斷系統(tǒng)，動(dòng)力源系統(tǒng)、傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)依次連接，協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)安裝在主軸上，傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)固定在基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連，無(wú)線檢測(cè)裝置分別與傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、疲勞與故障診斷系統(tǒng)相連，疲勞與故障診斷系統(tǒng)與載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型能夠模擬不同工況下風(fēng)電機(jī)組的真實(shí)載荷，為風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況性能測(cè)試、疲勞壽命預(yù)估及故障機(jī)理研究提供前提條件。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及風(fēng)電領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)包括輪轂、主軸、軸承、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等部件。風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈 各部件承受著復(fù)雜的風(fēng)載荷，表現(xiàn)為彎扭耦合作用以及間隙接觸帶來(lái)的沖擊效應(yīng)；傳動(dòng)鏈 布置在高聳的塔架頂部，外部載荷作用下具有前后、側(cè)向以及俯仰運(yùn)動(dòng)特征；風(fēng)電機(jī)組往往 在風(fēng)沙、腐蝕、冰凍等苛刻環(huán)境下運(yùn)行，而且風(fēng)速風(fēng)向具有隨機(jī)不確定性。因此，風(fēng)電機(jī)組傳 動(dòng)鏈極易出現(xiàn)構(gòu)件裂紋、磨損、點(diǎn)蝕等結(jié)構(gòu)件失效故障，導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)性能劣化、傳動(dòng)效率 降低，嚴(yán)重條件下甚至引起整個(gè)傳動(dòng)鏈癱瘓。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)近年來(lái)發(fā)展十分迅速，然而在役 的風(fēng)電機(jī)組故障不斷涌現(xiàn)，運(yùn)行效率低、壽命短、故障率高、可靠性差等問(wèn)題日益突出，尤其 是近年來(lái)安裝的3-5MW大容量風(fēng)電機(jī)組頻繁出現(xiàn)齒輪箱批量的現(xiàn)場(chǎng)更換事件，高昂的維護(hù) 費(fèi)用和停機(jī)損失對(duì)企業(yè)的生存發(fā)展帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，也給我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)強(qiáng)大 沖擊。
[0003] 為了保證風(fēng)電機(jī)組在服役周期內(nèi)運(yùn)行可靠，美國(guó)、丹麥、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)家的相關(guān) 研究機(jī)構(gòu)都建有國(guó)家級(jí)風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái)，如丹麥Vestas公司建成的風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái) 可用于V164-8. 0MW風(fēng)電機(jī)組測(cè)試。國(guó)外風(fēng)電制造企業(yè)在產(chǎn)品安裝前都會(huì)針對(duì)不同目的開(kāi) 展不同的試驗(yàn)測(cè)試，但是風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái)均為地面測(cè)試系統(tǒng)，很難準(zhǔn)確模擬風(fēng)電機(jī)組真 實(shí)工況，尤其對(duì)于齒輪箱這類封閉部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)微觀觀測(cè)，無(wú)法 了解結(jié)構(gòu)件性能劣化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此結(jié)構(gòu)件的疲勞破壞機(jī)理尚不明確。盡管我國(guó)風(fēng)電產(chǎn) 業(yè)發(fā)展迅猛，然而風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展主要是引進(jìn)國(guó)外的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和模式，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù) 遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。上海電氣、東方電氣、國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力等建成的MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái) 僅供出廠性能測(cè)試，尚未開(kāi)展傳動(dòng)鏈整機(jī)的疲勞壽命實(shí)驗(yàn)與評(píng)估及故障機(jī)理研究。因此，大 型風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈測(cè)試系統(tǒng)已成為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的技術(shù)瓶頸。
[0004] 專利CN202599657提出一種實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)測(cè)試和傳動(dòng)鏈性能測(cè)試裝置，但沒(méi)有涉及到 全工況載荷下傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)性能?，F(xiàn)有的一些加載實(shí)驗(yàn)裝置也沒(méi)有考慮到扭矩、軸向和徑 向載荷的耦合作用及傳動(dòng)鏈基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)與載荷的關(guān)聯(lián)，無(wú)法掌握風(fēng)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的應(yīng) 力應(yīng)變、振動(dòng)、噪聲的動(dòng)態(tài)歷程，傳動(dòng)鏈的疲勞損傷及故障機(jī)理尚不明確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能夠測(cè)試全工況載荷下傳動(dòng)鏈的動(dòng) 態(tài)性能的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置。
[0006] 本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝 置，包括動(dòng)力源系統(tǒng)、協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、載荷與運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)、無(wú)線檢測(cè)裝置、疲勞與故障診斷系統(tǒng)，傳動(dòng)鏈系統(tǒng)包括主軸、軸承、行星齒輪增速 箱，動(dòng)力源系統(tǒng)與主軸相連，主軸、行星齒輪增速箱、發(fā)電機(jī)依次連接，所述協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)安 裝在主軸上，采集傳動(dòng)鏈承受的軸向和徑向載荷信號(hào)并送入載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，所述軸 承、行星齒輪增速箱、發(fā)電機(jī)固定在基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與載荷與運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)相連，所述無(wú)線檢測(cè)裝置分別與傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、疲勞與故障診斷系統(tǒng)相連，疲勞與故 障診斷系統(tǒng)與載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連。
[0007] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述動(dòng)力源系統(tǒng)包括變頻器I、原 動(dòng)機(jī)和減速箱，變頻器I、原動(dòng)機(jī)和減速箱依次連接，減速箱與傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸連接。
[0008] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)包括加載盤(pán)、液 壓加載機(jī)構(gòu)I和加載控制器，所述加載盤(pán)安裝在主軸上，加載盤(pán)兩端面和側(cè)面均開(kāi)有螺紋 連接孔，液壓加載機(jī)構(gòu)I布置在加載盤(pán)兩端面及側(cè)面，加載控制器與液壓加載機(jī)構(gòu)I相連。
[0009] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的軸承包括滾子軸 承I和滾子軸承II，滾子軸承I采用雙排調(diào)心球面滾子軸承，滾子軸承II采用短圓柱滾子 軸承，所述行星齒輪增速箱采用多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0010] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主基礎(chǔ) 板、液壓加載機(jī)構(gòu)II及液壓控制器，所述軸承、行星齒輪增速箱、發(fā)電機(jī)均固定在主基礎(chǔ)板 上，主基礎(chǔ)板下方設(shè)有液壓加載機(jī)構(gòu)II，液壓加載機(jī)構(gòu)II采用六支腿的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，每條支腿 均由一個(gè)液壓泵、液壓缸組成，液壓控制器分別與液壓加載機(jī)構(gòu)II的六條支腿結(jié)構(gòu)相連。
[0011] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述無(wú)線檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳 感器I、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器II、振動(dòng)傳感器I、振動(dòng)傳感器II、振動(dòng)傳感器III、溫度傳感器、無(wú) 線發(fā)射器和若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器，所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器I置于原動(dòng)機(jī)和減速箱之間，轉(zhuǎn) 矩轉(zhuǎn)速傳感器II置于傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸上，振動(dòng)傳感器I、振動(dòng)傳感器II、振動(dòng)傳感器III分 別安裝在滾子軸承I、滾子軸承II、行星齒輪增速箱上，滾子軸承I、滾子軸承II、行星齒輪 增速箱上均設(shè)有噪聲傳感器，溫度傳感器安裝在行星齒輪增速箱內(nèi)，若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感 器置于行星齒輪增速箱輪齒根部，所有的傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到無(wú)線發(fā)射器，由 無(wú)線發(fā)射器發(fā)出。
[0012] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述疲勞與故障診斷系統(tǒng)包括無(wú)線 接收裝置和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分別與無(wú)線接收裝置、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連，無(wú)線接收裝置 接收來(lái)自無(wú)線發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障 主軸運(yùn)行不同載荷下的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。
[0013] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述減速箱與主軸之間通過(guò)聯(lián)軸器 I連接，所述聯(lián)軸器I采用金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器中的膜片聯(lián)軸器。
[0014] 上述風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置中，所述主軸與行星齒輪增速箱之間通 過(guò)聯(lián)軸器II連接。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0016] 1、本實(shí)用新型將風(fēng)電機(jī)組實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為傳動(dòng)鏈地面測(cè)試平臺(tái)施加載荷，采用高 頻大功率的液壓加載機(jī)構(gòu)，可以將扭矩、軸向力、徑向力等載荷同時(shí)施加在傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主 軸上，用以模擬不同工況下風(fēng)電機(jī)組的真實(shí)載荷，為風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況性能測(cè)試提供 iu提條件；
[0017] 2、本實(shí)用新型在傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸、軸承、行星齒輪增速箱敏感位置布置光纖光 柵傳感器，采用先進(jìn)的無(wú)線信號(hào)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)封閉旋轉(zhuǎn)部件應(yīng)力應(yīng)變、溫度、振動(dòng)等信息 采集與傳輸；
[0018] 3、本實(shí)用新型基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的六自由度運(yùn)動(dòng)及其與載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的 協(xié)調(diào)控制，可以真實(shí)模擬風(fēng)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況；
[0019] 4、本實(shí)用新型可以用于風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況動(dòng)態(tài)行為監(jiān)測(cè)，還可以應(yīng)用于新型 風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的產(chǎn)品定型實(shí)驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021] 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3為本實(shí)用新型行星齒輪增速箱內(nèi)傳感器的布置位置示意圖，其中黑色小塊為 傳感器布置位置。
[0023] 圖中：1-變頻器I，2-原動(dòng)機(jī)，3-減速箱，4-聯(lián)軸器I，5-液壓缸I，6-液壓缸 II，7-液壓缸III，8-振動(dòng)傳感器I，9_滾子軸承I，10_滾子軸承II，11-振動(dòng)傳感器II， 12-聯(lián)軸器II，13-振動(dòng)傳感器III，14-行星齒輪增速箱，15-發(fā)電機(jī)；16-基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，17-無(wú)線接收裝置，18-載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，19-計(jì)算機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025] 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括動(dòng)力源系統(tǒng)、協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電 機(jī)15、基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)18、無(wú)線檢測(cè)裝置、疲勞與故障診斷系 統(tǒng)。
[0026] 傳動(dòng)鏈系統(tǒng)包括主軸、軸承、行星齒輪增速箱14,主軸、行星齒輪增速箱14、發(fā)電 機(jī)15依次連接，主軸與行星齒輪增速箱14之間通過(guò)聯(lián)軸器II 12連接，軸承包括滾子軸承 I 9和滾子軸承II 10,滾子軸承I 9采用雙排調(diào)心球面滾子軸承，將其置于風(fēng)輪一側(cè)作為 懸臂梁，使之承受加載荷上施加的徑向載荷和軸向載荷；滾子軸承II 10采用短圓柱滾子軸 承，只承受徑向載荷，可以軸向浮動(dòng)；所述行星齒輪增速箱14采用多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)， 行星齒輪增速箱14包括1-2級(jí)行星輪系和1級(jí)斜齒輪/直齒輪，輪齒根部、行星系桿和軸 及軸承敏感部件布置傳感器。
[0027] 所述動(dòng)力源系統(tǒng)包括變頻器I 1、原動(dòng)機(jī)2和減速箱3,變頻器I 1、原動(dòng)機(jī)2和減 速箱3依次連接，減速箱3與傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸連接，原動(dòng)機(jī)2輸出動(dòng)力拖動(dòng)減速箱3運(yùn)轉(zhuǎn)， 經(jīng)過(guò)減速箱3降速，達(dá)到增大轉(zhuǎn)矩的作用，模擬風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；所述減速箱3與 主軸之間通過(guò)聯(lián)軸器I 4連接，為了避免動(dòng)力源系統(tǒng)和基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的 損壞，所述聯(lián)軸器I 4采用金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器中的膜片聯(lián)軸器。
[0028] 所述協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)包括加載盤(pán)、液壓加載機(jī)構(gòu)I和加載控制器，液壓加載機(jī)構(gòu)I 包括液壓缸I 5、液壓缸II 6、液壓缸III 7,加載控制器與液壓加載機(jī)構(gòu)I相連，加載控制器 輸出控制液壓加載機(jī)構(gòu)I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，真實(shí)模擬風(fēng)電機(jī)組典型工況載荷；所述加載盤(pán)安裝 在主軸上，加載盤(pán)兩端面和側(cè)面均開(kāi)有螺紋連接孔，液壓加載機(jī)構(gòu)I布置在加載盤(pán)兩端面 及側(cè)面，三個(gè)液壓缸采用空間三維立體布置實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)方向的力加載，通過(guò)加載控制 器傳遞的軸向和徑向協(xié)同載荷譜進(jìn)行油缸作動(dòng)，模擬傳動(dòng)鏈承受的軸向和徑向載荷。
[0029] 所述基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16用于模擬傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的載荷及運(yùn)動(dòng)情況，其包括主基 礎(chǔ)板、液壓加載機(jī)構(gòu)II及液壓控制器，所述軸承、行星齒輪增速箱14、發(fā)電機(jī)15均固定在主 基礎(chǔ)板上，主基礎(chǔ)板下方設(shè)有液壓加載機(jī)構(gòu)II，液壓加載機(jī)構(gòu)II采用六支腿的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，每 條支腿均由一個(gè)液壓泵、液壓缸組成，支腿采用液壓機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)大型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制， 液壓控制器分別與液壓加載機(jī)構(gòu)II的六條支腿結(jié)構(gòu)相連。基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16能夠?qū)崿F(xiàn) 六自由度運(yùn)動(dòng)，用以模擬機(jī)艙隨塔架頂部運(yùn)動(dòng)情況，由于在實(shí)際工作條件下，風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng) 鏈基礎(chǔ)隨塔架頂部的運(yùn)動(dòng)與傳動(dòng)鏈隨的載荷是相互影響的，因此其運(yùn)動(dòng)控制與軸向和徑向 載荷也存在耦合關(guān)系，通過(guò)液壓控制器進(jìn)行對(duì)應(yīng)載荷情況下的運(yùn)動(dòng)控制；同時(shí)，基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)6°左右的小角度傾斜模擬實(shí)際機(jī)艙的傾斜安裝狀態(tài)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)理清 傾斜安裝傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)特性，以便更好真實(shí)的反映實(shí)際情況對(duì)故障特征的影響。
[0030] 所述無(wú)線檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器I、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器II、振動(dòng)傳感器I 8、 振動(dòng)傳感器II 11、振動(dòng)傳感器III13、溫度傳感器、無(wú)線發(fā)射器和若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器，所 述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器I置于原動(dòng)機(jī)2和減速箱3之間，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器II置于傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的 主軸上，振動(dòng)傳感器I 8、振動(dòng)傳感器II 11、振動(dòng)傳感器III13分別安裝在滾子軸承I 9、滾子 軸承II 10、行星齒輪增速箱14上，滾子軸承I 9、滾子軸承II 10、行星齒輪增速箱14上均設(shè) 有噪聲傳感器，溫度傳感器安裝在行星齒輪增速箱14內(nèi)，若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器置于行星 齒輪增速箱14輪齒根部，所有的傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到無(wú)線發(fā)射器，由無(wú)線發(fā)射 器發(fā)出。
[0031] 所述疲勞與故障診斷系統(tǒng)包括無(wú)線接收裝置17和計(jì)算機(jī)19,計(jì)算機(jī)19分別與無(wú) 線接收裝置17、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)18相連，無(wú)線接收裝置17接收來(lái)自無(wú)線發(fā)射器發(fā)出的 信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)19,計(jì)算機(jī)19用于控制協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)和基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16。
[0032] 本實(shí)用新型能夠進(jìn)行疲勞加速實(shí)驗(yàn)和故障診斷機(jī)理實(shí)驗(yàn)，疲勞加速實(shí)驗(yàn)：基本傳 動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)損傷等效原則，將相應(yīng)的載荷譜通過(guò)協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)施加給風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈系統(tǒng)， 開(kāi)展疲勞加速試驗(yàn)；并監(jiān)測(cè)敏感位置應(yīng)力應(yīng)變動(dòng)態(tài)變化情況，實(shí)時(shí)掌握疲勞裂紋等深化過(guò) 程。
[0033] 故障診斷機(jī)理實(shí)驗(yàn)：通過(guò)更換故障件，如主軸裂紋、齒輪斷齒等故障件，通過(guò)電動(dòng) 機(jī)減速箱3調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)2轉(zhuǎn)速與扭矩，通過(guò)計(jì)算機(jī)19、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)18進(jìn)行協(xié)調(diào)加 載機(jī)構(gòu)和基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16的控制，模擬實(shí)際風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和 振動(dòng)傳感器將捕獲的數(shù)組不同信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)19,獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障主軸運(yùn)行不同 載荷下?tīng)顟B(tài)信息數(shù)據(jù)；當(dāng)模擬主軸為故障主軸時(shí)，同樣的方法，輸入與無(wú)故障主軸數(shù)組等同 載荷，利用傳感器將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)19 ;利用以上步驟獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)主軸故 障及診斷信息。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：包括動(dòng)力源系統(tǒng)、協(xié)調(diào)加 載機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、無(wú)線檢測(cè)裝置、疲 勞與故障診斷系統(tǒng)，傳動(dòng)鏈系統(tǒng)包括主軸、軸承、行星齒輪增速箱，動(dòng)力源系統(tǒng)與主軸相連， 主軸、行星齒輪增速箱、發(fā)電機(jī)依次連接，所述協(xié)調(diào)加載機(jī)構(gòu)安裝在主軸上，采集傳動(dòng)鏈承 受的軸向和徑向載荷信號(hào)并送入載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，所述軸承、行星齒輪增速箱、發(fā)電機(jī) 固定在基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，基礎(chǔ)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與載荷與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連，所述無(wú)線檢 測(cè)裝置分別與傳動(dòng)鏈系統(tǒng)、疲勞與故障診斷系統(tǒng)相連，疲勞與故障診斷系統(tǒng)與載荷與運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述動(dòng)力 源系統(tǒng)包括變頻器I、原動(dòng)機(jī)和減速箱，變頻器I、原動(dòng)機(jī)和減速箱依次連接，減速箱與傳 動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述協(xié)調(diào) 加載機(jī)構(gòu)包括加載盤(pán)、液壓加載機(jī)構(gòu)I和加載控制器，所述加載盤(pán)安裝在主軸上，加載盤(pán)兩 端面和側(cè)面均開(kāi)有螺紋連接孔，液壓加載機(jī)構(gòu)I布置在加載盤(pán)兩端面及側(cè)面，加載控制器 與液壓加載機(jī)構(gòu)I相連。
4. 如權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述傳動(dòng) 鏈系統(tǒng)的軸承包括滾子軸承I和滾子軸承II，滾子軸承I采用雙排調(diào)心球面滾子軸承，滾 子軸承II采用短圓柱滾子軸承，所述行星齒輪增速箱采用多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述基礎(chǔ) 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主基礎(chǔ)板、液壓加載機(jī)構(gòu)II及液壓控制器，所述軸承、行星齒輪增速箱、 發(fā)電機(jī)均固定在主基礎(chǔ)板上，主基礎(chǔ)板下方設(shè)有液壓加載機(jī)構(gòu)II，液壓加載機(jī)構(gòu)II采用六 支腿的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，每條支腿均由一個(gè)液壓泵、液壓缸組成，液壓控制器分別與液壓加載機(jī)構(gòu) Π 的六條支腿結(jié)構(gòu)相連。
6. 如權(quán)利要求5所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述無(wú)線 檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器I、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器II、振動(dòng)傳感器I、振動(dòng)傳感器II、振動(dòng) 傳感器III、溫度傳感器、無(wú)線發(fā)射器和若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器，所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器I置于 原動(dòng)機(jī)和減速箱之間，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器II置于傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的主軸上，振動(dòng)傳感器I、振動(dòng)傳 感器II、振動(dòng)傳感器III分別安裝在滾子軸承I、滾子軸承II、行星齒輪增速箱上，滾子軸承 I、滾子軸承II、行星齒輪增速箱上均設(shè)有噪聲傳感器，溫度傳感器安裝在行星齒輪增速箱 內(nèi)，若干個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器置于行星齒輪增速箱輪齒根部，所有的傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信 號(hào)傳送到無(wú)線發(fā)射器，由無(wú)線發(fā)射器發(fā)出。
7. 如權(quán)利要求6所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述疲勞 與故障診斷系統(tǒng)包括無(wú)線接收裝置和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分別與無(wú)線接收裝置、載荷與運(yùn)動(dòng)控 制系統(tǒng)相連，無(wú)線接收裝置接收來(lái)自無(wú)線發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī) 獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障主軸運(yùn)行不同載荷下的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述減速 箱與主軸之間通過(guò)聯(lián)軸器I連接，所述聯(lián)軸器I采用金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器中的膜片聯(lián) 軸器。
9. 如權(quán)利要求7所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈全工況測(cè)試模擬裝置，其特征在于：所述主軸 與行星齒輪增速箱之間通過(guò)聯(lián)軸器II連接。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK203837912SQ201420271624
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】沈意平, 唐世浩, 戴巨川, 李學(xué)軍, 賓光富, 蔣勉, 賀賽坪 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)