專利名稱：大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機組主流機型的功率越來越大，特別是近海風(fēng)能 資源的開發(fā)在很大程度上加快了大功率機組的研發(fā)及裝機進度。目前世界上各大主流風(fēng)電 企業(yè)為競爭未來的海上風(fēng)電市場，紛紛推出特大型風(fēng)電機組，預(yù)計到2020年，單機容量將 達到15麗。但由于研發(fā)及裝配階段的試驗條件限制，大型風(fēng)機的可靠性難以保證。為提高風(fēng)電機組安裝后的運行可靠性、降低故障率，進行設(shè)備開發(fā)及出廠前的性 能試驗顯得尤為重要，通過有效的試驗測試可以在風(fēng)機投入市場之前發(fā)現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、裝配 中的不足，將風(fēng)險降到最低。目前，國內(nèi)風(fēng)機測試試驗臺由于技術(shù)上的局限性，多為3. (MW及以下機組出廠測 試用試驗臺，只是一個簡單的性能測試，特別是測試中風(fēng)機所受載荷與風(fēng)機實際運行狀況 差別較大，并不能反映出風(fēng)機實際運行性能。具體來講，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組整機測試試驗臺 的形式為用風(fēng)電機組上的發(fā)電機和齒輪箱作為試驗臺的驅(qū)動端，驅(qū)動端通過萬向聯(lián)軸器 聯(lián)接待測機組的輸入端。測試時，驅(qū)動端發(fā)電機做電動機使用，但測試只能模擬來自驅(qū)動端 的扭矩載荷，與風(fēng)機實際所受載荷有較大偏差。所以試驗測試效果與實際相比有較大差距， 不能反映測試機組的實際運行狀況。由于國內(nèi)外尚無用于大功率機組的載荷加載整機試驗臺，在很大程度上成為大功 率機組研發(fā)進度的瓶頸。為此，本實用新型的設(shè)計人特設(shè)計出一種用于大功率風(fēng)力發(fā)電機 組整機試驗臺的載荷加載裝置可以有效的解決風(fēng)電機組的試驗測試能力，以加快大功率風(fēng) 電機組的研發(fā)及安裝進度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝 置，以克服目前風(fēng)電機組出廠試驗與實際風(fēng)機運行狀況的差別，特別是在機組所受載荷的 模擬方面更加準確，真實的反映機組的運行狀況，以期在風(fēng)機裝機前得到機組運行的真實 性能參數(shù)。在風(fēng)電機組設(shè)計、裝配等階段對產(chǎn)品質(zhì)量進行嚴格的試驗，優(yōu)化產(chǎn)品性能、降低 產(chǎn)品出廠后的運行風(fēng)險。在實驗時通過載荷加載，模擬風(fēng)電機組輸入軸所受實際風(fēng)載荷狀 況，并可實現(xiàn)不同功率機組載荷試驗的通用性。為達上述目的，本實用新型一種大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝 置，其包括加載軸，其預(yù)設(shè)位置上間隔設(shè)有兩組軸承和分別與每組軸承相配合的軸承座，所 述加載軸的一端與所述驅(qū)動端的萬向聯(lián)軸器通過過渡法蘭聯(lián)接，所述加載軸的另一端與測 試端的測試機組輸入軸通過過渡法蘭相連接；十二個液壓缸，分別沿x、y和ζ方向設(shè)在所述兩個軸承座上，每個液壓缸的一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到軸承座上，另一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到液壓缸支座上，而液壓缸支座聯(lián) 接到試驗臺底座上；其中，χ方向、y方向和ζ方向兩兩垂直。所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其中，所述的一個軸承 座上沿χ方向設(shè)有兩個液壓缸，沿y方向設(shè)有兩個液壓缸，沿Z方向設(shè)有兩個液壓缸 ’另一 個軸承座上沿χ方向設(shè)有兩個液壓缸，沿y方向設(shè)有兩個液壓缸，沿ζ方向設(shè)有兩個液壓 缸。所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其中，所述加載軸采用 光軸結(jié)構(gòu)。所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其中，所述加載軸與安 裝在加載軸上的軸承之間安裝有緊定套。所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其中，所述加載軸的一 端與所述驅(qū)動端的萬向聯(lián)軸器通過過渡法蘭采用牙嵌式聯(lián)接。所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其中，每個液壓缸上安 裝有壓力傳感器并通過一套液壓控制系統(tǒng)控制各液壓缸。本實用新型的優(yōu)勢在于1)加載軸采用光軸結(jié)構(gòu)，在同等載荷情況下減小軸徑，增大軸的安全系數(shù)；2)在模擬軸向力時，四個液壓缸分為兩組作用在兩個軸承座上，以減小每個軸承 的軸向承載力；3)加載軸與測試機組通過過渡法蘭聯(lián)接，以滿足測試不同機組的通用性要求；4)加載軸與驅(qū)動側(cè)萬向聯(lián)軸器過渡法蘭采用牙嵌式聯(lián)接，從而滿足實驗中能夠傳 遞較大扭矩的要求。

圖1為風(fēng)力發(fā)電機組實際所受載荷示意圖；圖2為本實用新型載荷加載裝置的加載端聯(lián)接示意圖；圖3為本實用新型的載荷加載裝置的俯視圖。附圖標記說明1、2、3、4、5、5’、6、6’、7、8、9、10_液壓缸；11-萬向聯(lián)軸器；12-過
渡法蘭；13-加載軸；14-過渡法蘭；15-測試機組輸入軸；16-液壓缸支座；17-軸承座； 100-載荷加載裝置；200-驅(qū)動端；300-測試端；Fx-軸向力；Fy,Fz-徑向力；Mx-扭矩；My、 Mz-彎矩。
具體實施方式
有關(guān)本實用新型為達到上述的使用目的與功效及所采用的技術(shù)手段，現(xiàn)舉出較佳 可行的實施例，并配合圖式所示，詳述如下本實用新型一種大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其能夠模擬測 試機組除了扭矩Mx之外的5個風(fēng)載荷，即χ方向的軸向力Fx、y方向的徑向力Fy、ζ方向的 徑向力Fz、彎矩My、彎矩Mz，其中χ方向、y方向和ζ方向兩兩垂直，如圖1所示。如圖2所示，本實用新型的載荷加載裝置100，所述載荷加載裝置100的一端聯(lián)接驅(qū)動端200，另一端聯(lián)接測試端300。再如圖3所示，其為本實用新型載荷加載裝置的俯視圖，所述載荷加載裝置100主 要包括十二個液壓缸(1、2、3、4、5、5，、6、6，、7、8、9、10)、加載軸13、過渡法蘭14、軸承和軸 承座17等。其中加載軸13的預(yù)設(shè)位置上間隔設(shè)有兩組軸承(圖中未示)和分別與每組軸 承相配合的軸承座17，每組軸承座17分別在χ、y、ζ方向上聯(lián)接有六個液壓缸。以圖3中 左側(cè)的軸承和軸承座17為例，軸承座17沿χ方向設(shè)有液壓缸(5、6)，沿y方向上設(shè)有液壓 缸(9、10)，沿ζ方向上設(shè)有液壓缸(1、2)；與之相對應(yīng)的，圖3中右側(cè)的軸承座17沿χ方向 設(shè)有液壓缸(5’、6’)，沿y方向上設(shè)有液壓缸(7、8)，沿ζ方向上設(shè)有液壓缸(3、4)。其中 每個液壓缸的一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到軸承座17上，另一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到液壓缸 支座16上，而液壓缸支座16聯(lián)接到試驗臺底座上(圖中未示)。此外，每個液壓缸上安裝 有壓力傳感器并通過一套液壓控制系統(tǒng)根據(jù)所測試風(fēng)載荷的情況控制各液壓缸的驅(qū)動力 大小及方向。所述加載軸13采用光軸結(jié)構(gòu)，在所述加載軸13與安裝在加載軸13上的軸承之間 還可安裝緊定套(圖中未示)，以便于將所述軸承安裝在加載軸13上的任意位置。所述加載軸13的一端與驅(qū)動端200的萬向聯(lián)軸器11通過過渡法蘭12采用牙嵌 式聯(lián)接，采用牙嵌式聯(lián)接以滿足實驗中能夠傳遞較大轉(zhuǎn)矩的要求；加載軸13的另一端與測 試端300的測試機組輸入軸15通過過渡法蘭14相連接，以此能夠測試具有不同軸徑的不 同機組，滿足通用性要求。通過液壓缸加載到兩個軸承座17上的載荷傳遞到加載軸13，加 載軸13將載荷傳遞到測試機組輸入軸15，以模擬風(fēng)輪載荷。再回到圖1，其中十二個液壓缸可模擬風(fēng)電機組除扭矩Mx以外的載荷，其中(1)液壓缸(1、2、3、4)模擬圖1中所示徑向力Fz和彎矩My。(2)液壓缸(5、5，、6、6，)模擬圖1中所示軸向力Fx0(3)液壓缸(7、8、9、10)模擬圖1中所示徑向力Fy和彎矩Mz。上述液壓缸分配方案在實現(xiàn)模擬5個載荷的同時，還要確保試驗方案載荷表中三 個軸/徑向力Fx、Fy、Fz與兩個彎矩My、Mz的匹配。扭矩Mx的模擬可通過驅(qū)動端200來 實現(xiàn)。本實用新型的優(yōu)勢在于1)加載軸采用光軸結(jié)構(gòu)，在同等載荷情況下可減小軸徑，同時增大軸的安全系 數(shù)；2)在模擬軸向力時，四個液壓缸(5、5’、6、6’ )分為兩組作用在兩個軸承座上，以 減小每個軸承的軸向承載力；3)加載軸與測試機組通過過渡法蘭聯(lián)接，以滿足測試不同機組的通用性要求；4)加載軸與驅(qū)動側(cè)萬向聯(lián)軸器過渡法蘭采用牙嵌式聯(lián)接，從而滿足實驗中能夠傳 遞較大扭矩的要求。唯上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施 的范圍，故舉凡數(shù)值的變更或等效組件的置換，或依本實用新型申請專利范圍所作的均等 變化與修飾，都應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范疇。
權(quán)利要求一種大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在于，包括加載軸，其預(yù)設(shè)位置上間隔設(shè)有兩組軸承和分別與每組軸承相配合的軸承座，所述加載軸的一端與所述驅(qū)動端的萬向聯(lián)軸器通過過渡法蘭聯(lián)接，所述加載軸的另一端與測試端的測試機組輸入軸通過過渡法蘭相連接；十二個液壓缸，分別沿x、y和z方向設(shè)在所述兩個軸承座上，每個液壓缸的一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到軸承座上，另一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到液壓缸支座上，而液壓缸支座聯(lián)接到試驗臺底座上；其中，x方向、y方向和z方向兩兩垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在 于，所述的一個軸承座上沿χ方向設(shè)有兩個液壓缸，沿y方向設(shè)有兩個液壓缸，沿ζ方向設(shè) 有兩個液壓缸；另一個軸承座上沿χ方向設(shè)有兩個液壓缸，沿y方向設(shè)有兩個液壓缸，沿ζ 方向設(shè)有兩個液壓缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在 于，所述加載軸采用光軸結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在 于，所述加載軸與安裝在加載軸上的軸承之間安裝有緊定套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在 于，所述加載軸的一端與所述驅(qū)動端的萬向聯(lián)軸器通過過渡法蘭采用牙嵌式聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置，其特征在 于，每個液壓缸上安裝有壓力傳感器并通過一套液壓控制系統(tǒng)控制各液壓缸。
專利摘要一種大功率風(fēng)力發(fā)電機組整機試驗臺的載荷加載裝置包括加載軸，其預(yù)設(shè)位置上間隔設(shè)有兩組軸承和分別與每組軸承相配合的軸承座，所述加載軸的一端與所述驅(qū)動端的萬向聯(lián)軸器通過過渡法蘭聯(lián)接，所述加載軸的另一端與測試端的測試機組輸入軸通過過渡法蘭相連接；十二個液壓缸，分別沿x、y和z方向設(shè)在所述兩個軸承座上，每個液壓缸的一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到軸承座上，另一端通過關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接到液壓缸支座上，而液壓缸支座聯(lián)接到試驗臺底座上；其中，x方向、y方向和z方向兩兩垂直；其在風(fēng)電機組設(shè)計、裝配等階段對產(chǎn)品質(zhì)量進行嚴格的試驗，降低產(chǎn)品出廠后的運行風(fēng)險，并可實現(xiàn)不同功率機組載荷試驗的通用性。
文檔編號G01M15/02GK201680969SQ20102019574
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者于晨光, 朱兵, 馬文勇 申請人:華銳風(fēng)電科技(集團)股份有限公司