专利名称：大功率风力发电机组变桨轴承试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率风力发电机组变桨轴承试验台。
背景技术：
对于大功率风力发电机组往往采用变桨调速，来控制叶片风能的吸收量。由于叶片受载荷量大，要求联接叶片和轮毂的变桨轴承有较好的性能。变桨轴承通过内外圈的相对转动调整叶片角度，转速低，且是不完全回转。出现较大故障时必须停机将轮毂吊装至地面后才能检修和更换变桨轴承，其吊装更换步骤复杂，大大影响风电机组的运行时间，因此保证它的可靠性显得尤为重要。轴承可靠性主要依赖于轴承厂家对轴承所做的出厂试验。而现有轴承试验机主要针对小直径轴承做模拟实际载荷试验，对大型的变桨轴承一般通过理论计算来对轴承进行设计校核；试验时只加载叶片自重，在内外圈相对转动时，检查是否漏油，通过测量驱动电机的电流推算变桨轴承的起动转矩，即密封、起动转矩试验。而很少有试验台是模拟风机实际工作工况，加载实际载荷后测试轴承运行数据。即使现在已经设计成功的模拟实际工况载荷的大直径变桨轴承试验台，也只局限于能测试某一种固定直径的变桨轴承，而当轴承直径有较大变化时，就必须重新设计和构建另一个试验台。这样导致投入成本过高而使用范围有限。
发明内容本实用新型提出一种适用于大功率风力发电机组变桨轴承实验的实验台，以解决上述背景技术中存在的技术问题大直径变桨轴承试验台只局限于能测试某一种固定直径的变桨轴承，而当轴承直径有较大变化时，就必须重新设计和构建另一个试验台。这样导致投入成本过高而使用范围有限。为解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型的一种大功率风力发电机组变桨轴承试验台，包括顺次相连的机座、加载轴前段、加载轴中段、加载轴后段和后支承座， 加载轴前段、加载轴中段和加载轴后段的直径逐渐减小，被测轴承总成包括顺次相连的被测轴承、连接筒和陪试轴承，变桨驱动连接被测轴承；当被测轴承直径较大时，选择将被测轴承总成安装在机座和加载轴前段之间；当被测轴承直径居中时，选择将被测轴承总成安装在加载轴前段和加载轴中段之间；当被测轴承直径较小时，选择将被测轴承总成安装在加载轴中段和加载轴后段之间。其中，所述被测轴承的内圈通过连接筒连接陪试轴承的内圈，陪试轴承的外圈连接加载轴。其中，还包括多个液压缸加载于所述加载轴上。其中，所述多个液压缸为第一至第五液压缸，所述第一液压缸和第二液压缸协同加载，模拟变桨轴承受到的X轴方向的力以及受到的Y方向上的弯矩，第三液压缸模拟变桨轴承受到的Z方向上的力，第四液压缸和第五液压缸协同加载，模拟变桨轴承受到的X方向上的弯矩以及受到的Y方向上的力。本试验台结构简单方便，在测试不同轴承时只需要更换轴承安装位置，而不需要过多的更换其他主要零部件。在实现多种轴承测试的同时只需要一套试验装置，没有多余的部件，节约了成本。
图1为本实用新型第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型第二实施例的结构示意图；图3为本实用新型第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。本实用新型的大功率风力发电机组变桨轴承试验台，包括顺次相连的机座1、加载轴和后支承座11，其中加载轴由加载轴前段6、加载轴中段7和加载轴后段8顺次相连组成，第一液压缸5、第二液压缸9、第三液压缸10、第四液压缸13和第五液压缸15加载于加载轴上。加载轴前段6、加载轴中段7和加载轴后段8的直径逐渐减小，合起来为圆锥形状， 以适应不同直径的被测轴承的测试需要。被测轴承2顺次连接连接筒3、陪试轴承4，构成被测轴承总成。当被测轴承直径较大时，选择将被测轴承总成安装在机座和加载轴前段之间；当被测轴承直径居中时，选择将被测轴承总成安装在加载轴前段和加载轴中段之间；当被测轴承直径较小时，选择将被测轴承总成安装在加载轴中段和加载轴后段之间。另外测试不同直径大小的轴承时，随着轴承位置的变动，第一液压缸5和第四液压缸15的位置也跟随变动，需要始终保持作用在陪侍轴承所连接的加载轴段上。机座1和后支承座11位于变桨轴承试验台的两端，起支承固定作用。加载装置中， 第四液压缸15安装在底座14上，第五液压缸13安装在底座12上，第三液压缸10安装在后支撑座11上。第一液压缸5和第二液压缸9分别固定在各自的底座上，这两个底座在图中未画出。第一液压缸5和第四液压缸15作用在陪试轴承连接的加载轴段上，第二液压缸 9、第三液压缸10和第五液压缸13始终作用在加载轴后段上。变桨驱动16连接被测轴承 2，以驱动被测轴承2内圈转动，被测轴承2外圈固定于机座1上。被测轴承2的内圈通过连接筒3连接陪试轴承4的内圈，陪试轴承4的外圈连接相应的加载轴段，由此能够间接的将加载轴所受到的载荷加载到被测轴承2内圈上以模拟风力发电机组叶片的加载，并同时能够保证陪试轴承4后续的元件在测试时不随被测轴承 2的内圈转动。第一液压缸5和第二液压缸9协同加载，模拟变桨轴承受到的X轴方向的力以及受到的Y方向上的弯矩，第三液压缸10模拟变桨轴承受到的Z方向上的力，第四液压缸15 和第五液压缸13协同加载，模拟变桨轴承受到的X方向上的弯矩以及受到的Y方向上的力"以下结合具体实施例说明
4[0021]图1为本实用新型第一实施例的结构示意图，本实施例中被测轴承直径较大，选择安装在机座和加载轴前段之间，其余轴承安装位置处通过螺栓连接，第一液压缸5和第二液压缸9协同加载，模拟变桨轴承受到的h和My，第三液压缸10模拟变桨轴承受到内， 第四液压缸15和第五液压缸13协同加载，模拟变桨轴承受到Fy和Mx。。变桨驱动16驱动变桨轴承转动。图2为本实用新型第二实施例的结构示意图，本实施例中被测轴承直径较第一实施例中被测轴承直径小，选择安装在加载轴前段和加载轴中段之间，其余轴承安装位置处通过螺栓连接，第一液压缸5和第二液压缸9协同加载，模拟变桨轴承受到的h和My，第三液压缸10模拟变桨轴承受到内，第四液压缸15和第五液压缸13协同加载，模拟变桨轴承受到Fy和Mx。变桨驱动16驱动变桨轴承转动。图3为本实用新型第三实施例的结构示意图，本实施例中被测轴承直径较第二实施例中被测轴承直径小，选择安装在加载轴中段和加载轴后段之间，其余轴承安装位置处通过螺栓连接，第一液压缸5和第二液压缸9协同加载，模拟变桨轴承受到的h和My，第三液压缸10模拟变桨轴承受到内，第四液压缸15和第五液压缸13协同加载，模拟变桨轴承受到Fy和Mx。变桨驱动16驱动变桨轴承转动。通过本实用新型可以对变桨轴承做模拟实际载荷实验。本试验台配置一套液压加载系统，通过不同位置的液压缸协同动作来真实模拟变桨轴承在实际工作中多种工况下所承受的倾覆力矩、轴向力和径向力。本试验台主要包括液压加载系统、加载轴、陪试轴承、中间连接筒、驱动装置、机座及底座，还包括温度及振动等监测装置。驱动装置使变桨轴承按照一定的方向和角速度转动。本试验台将加载轴分为圆锥形状的前、中、后三段，加上主要受力的机座，变桨轴承就有机座和加载轴前段之间(图1)、加载轴前段和加载轴中段之间(图2)、加载轴中段和加载轴后段之间(图幻三个可选安装位置。被测轴承和陪试轴承的内圈通过中间连接筒用螺柱固连在一起，然后根据轴承直径的不同，将轴承通过螺栓连接在相应的安装位置， 其余不用连接轴承的安装位置通过螺栓连接在一起。调整控制系统，更换变桨驱动，便可用来测试轴承的性能。本试验台结构简单方便，在测试不同轴承时只需要更换轴承安装位置，而不需要过多的更换其他主要零部件。在实现多种轴承测试的同时只需要一套试验装置，没有多余的部件，节约了成本。另外从外形上看，各个零部件基本属于平滑过渡，应力分布合理，且造型比较美观。以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种大功率风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，包括顺次相连的机座、加载轴前段、加载轴中段、加载轴后段和后支承座，加载轴前段、加载轴中段和加载轴后段的直径逐渐减小，被测轴承总成包括顺次相连的被测轴承、连接筒和陪试轴承，变桨驱动连接被测轴承；当被测轴承直径较大时，选择将被测轴承总成安装在机座和加载轴前段之间；当被测轴承直径居中时，选择将被测轴承总成安装在加载轴前段和加载轴中段之间；当被测轴承直径较小时，选择将被测轴承总成安装在加载轴中段和加载轴后段之间。
2.如权利要求1所述的大功率风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述被测轴承的内圈通过连接筒连接陪试轴承的内圈，陪试轴承的外圈连接加载轴。
3.如权利要求1所述的大功率风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，还包括多个液压缸加载于所述加载轴上。
4.如权利要求3所述的大功率风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述多个液压缸为第一至第五液压缸，所述第一液压缸和第二液压缸协同加载，模拟变桨轴承受到的X轴方向的力以及受到的Y方向上的弯矩，第三液压缸模拟变桨轴承受到的Z方向上的力，第四液压缸和第五液压缸协同加载，模拟变桨轴承受到的X方向上的弯矩以及受到的Y 方向上的力。
专利摘要大功率风力发电机组变桨轴承试验台，包括顺次相连的机座、加载轴前段、加载轴中段、加载轴后段和后支承座，加载轴前段、加载轴中段和加载轴后段的直径逐渐减小，被测轴承总成包括顺次相连的被测轴承、连接筒、陪试轴承，变桨驱动连接被测轴承；当被测轴承直径较大时，选择将被测轴承总成安装在机座和加载轴前段之间，相对应的加载装置中的液压缸作用在加载轴前段上；同理，当被测轴承直径居中或较小时，选择将被测轴承总成安装在加载轴前段和加载轴中段之间或加载轴中段和加载轴后段之间，相对应的加载装置中的液压缸作用在加载轴中段上或作用在加载轴后段上。本试验台在实现多种轴承测试的同时只需要一套试验装置，节约了成本。
文档编号G01M13/04GK202075127SQ20112017445
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者刘国藩, 姜鹏飞, 樊猛, 马文勇 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司