一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台的制作方法

1.本技术涉及机组测试设备领域，尤其是涉及一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台。


背景技术：

2.目前，风力发电是将风的动能转换为风轮轴的机械能的设备，风电机组在风轮轴的带动下旋转发电。风力发电的主体部分为风力发电机，风力发电机包括机舱、转子叶片、轴心、齿轮箱与发电机等构成，使风力发电机运用了较多的轴承与齿轮等进行驱动。
3.相关技术中对风力发电机组轴承性能的测量主要包括测试轴承、旋转台、调节工装、自动注油泵和集油瓶；测试轴承包括轴承固定环、轴承内圈和密封圈；轴承内圈与轴承外圈同轴设置，轴承内圈与旋转台可拆卸连接，轴承外圈与调节工装可拆卸连接，旋转台可自动旋转，轴承外圈和轴承内圈形成差速转动。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：该相关技术中为只对轴承密封圈处在风机上受倾覆力矩时的相对位移以及承受压力状况进行测量，而对轴承自身的性质不能进行测量。


技术实现要素：

5.为了改善相关技术中不能对轴承自身的性质进行测量的问题，本技术提供一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台。
6.本技术提供的一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台采用如下的技术方案：
7.一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台，包括基座，轴承可拆设置于所述基座，所述基座于所述轴承的固定环设置有多个稳定环支撑块，所述基座于所述轴承的转动环设置有用于测量所述轴承固定环与转动环相对轴向游隙的轴向位移传感器，所述基座上卡接设置有测量所述轴承的径向游隙的径向位移传感器，所述基座的中心处还转动设置有用于驱动轴承转动环转动并测量所述轴承摩擦力矩的力矩测量装置。
8.通过采用上述技术方案，轴承的固定环通过稳定环支撑块固定于基座上，力矩测量装置驱动轴承转动环转动，通过设定不同驱动电机转速，可以测得轴承在不同转速下的摩擦力矩；通过轴向位移传感器测量转动环与固定环之间不同的极限位置，来测量所述轴承的轴向游隙，通过径向位移传感器在基座上测量轴承的径向游隙。使能在基座上先后测量轴承的多个性质。
9.可选的，所述基座于所述轴承的固定环处还设置有测量所述轴承径向游隙的径向位移传感器。
10.通过采用上述技术方案，使能通过径向位移传感器对轴承的径向游隙进行测量。
11.可选的，所述力矩测量装置包括拉压传感器、扭力臂、扭力电机与齿轮箱，所述扭力电机设置于所述基座的中心处，所述扭力电机的转动轴与所述齿轮箱啮合连接，所述齿轮箱的输出轴与所述扭力臂连接，所述扭力臂与所述拉压传感器连接，所述扭力臂下端设
有滑轨，所述滑轨上划刻有刻度线，所述刻度线用于读取所述拉压传感器与所述基座中心的距离，所述拉压传感器一端连接所述转动环，所述拉压传感器的另一端连接所述扭力臂。
12.通过采用上述技术方案，扭力电机驱动拉压扭力臂转动，扭力臂通过拉压传感器带动轴承转动环转动，通过拉压传感器测量驱动转动环转动的拉力，扭力臂下端为滑轨结构，滑轨上划有刻度线，可以读取拉压传感器距离基座中心的距离，拉力与压传感器距离基座中心的距离乘积就是摩擦力矩，通过设定不同驱动电机转速，可以测得轴承在不同转速下的摩擦力矩。
13.可选的，所述转动环的上下两端分别设置有旋转环固定座，所述旋转环固定座的一端可拆连接所述转动环，所述旋转环固定座的另一端固定连接所述拉压传感器。
14.通过采用上述技术方案，通过旋转环固定座与拉压传感器进行连接，使拉压传感器能通过旋转环固定座驱动转动环转动，从而测量出转动环转动时的驱动力。
15.可选的，所述扭力臂设为伸缩臂。
16.通过采用上述技术方案，当轴承的内径不同时，通过设置扭力臂的不同的长度，使能对不同内径的轴承进行测量。
17.可选的，所述基座包括多个相互交叉设置的支撑座，所述轴承的圆心与多个所述支撑座的交点重合，所述稳定环支撑块包括上夹持块、下夹持块和连接所述上夹持块与所述下夹持块的预紧力螺栓，所述固定环夹持设置于所述上夹持块与所述下夹持块之间，所述支撑座的上端开设有
‘
t’型槽，所述下夹持块的下端卡接设置于所述
‘
t’型槽。
18.通过采用上述技术方案，多个支撑座相互交叉设置，且多个支撑座只有同一个交点，在支撑座上滑动下夹持块使下夹持块抵接轴承的固定环，通过旋转预紧力螺栓，使上夹持块下降并对轴承固定环进行按压与固定，从而对固定环进行固定。
19.可选的，还包括固定环温度传感器与转动环温度传感器，所述固定环温度传感器安装于所述基座靠近固定环的一侧，所述转动环温度传感器安装于所述基座靠近所述转动环的一侧。
20.通过采用上述技术方案，转动环温度传感器感应轴承转动环在转动过程中产生的温度，固定环温度传感器感应轴承固定环在转动环转动过程中产生的温度。
21.可选的，所述齿轮箱的输出轴设置有与所述转动环温度传感器连接的电滑环，所述电滑环设置于所述基座的中心处。
22.通过采用上述技术方案，转动环温度传感器与电滑环连接，当转动环温度传感器随转动环转动时，能通过电滑环传输转动环温度传感器测量的转动环的温度数据。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.力矩测量装置驱动轴承转动环转动，轴向位移传感器感应轴承在转动过程中产生的轴向位移，进而测量出轴承在转动过程中产生的轴向游隙，径向位移传感器感应轴承的径向游隙，同时力矩测量装置测量轴承转动过程中的摩擦力矩，使能同时对轴承的摩擦力矩与轴向游隙进行测量；
25.2.转动环温度传感器对转动环的温度进行测量，固定环温度传感器对固定环的温度进行测量，使能获取轴承在转动过程中的温度数据。
附图说明
26.图1是本技术其中一实施例的整体结构示意图；
27.图2是图1中去掉轴向位移传感器、安装座、径向加载油缸与径向位移传感器后的俯视结构示意图；
28.图3是图2中a部分的放大示意图。
29.附图标记：1、基座；2、轴承；21、转动环；22、固定环；3、稳定环支撑块；4、轴向位移传感器；41、安装座；5、径向加载油缸；51、径向位移传感器；6、力矩测量装置；61、拉压传感器；62、扭力臂；621、旋转环固定座；63、齿轮箱；7、电滑环。
具体实施方式
30.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台。
32.参照图1与图2，一种兆瓦级风力发电机组轴承2测试台，包括基座1，基座1包括多个相互交叉设置的支撑座，轴承2的圆心与多个支撑座的交点重合。在本实施例中，轴承2为适用于兆瓦级风力发电机组，且在本实施例中构成基座1的支撑座的数量为两个，两个支撑座交叉设置，在其他实施例中，构成基座1的支撑座的数量可为两个以上，多个支撑座之间具有唯一的交点，从而增加基座1的承重性能。当基座1拼接完成时，将轴承2放置于基座1上，使轴承2的中心与基座1的中心相互重合。
33.为了将基座1在轴承2上进行安装，使轴承2可拆设置于基座1，基座1于轴承2的固定环22设置有多个稳定环支撑块3。在本实施例中，固定环22与转动环21为轴承2上的两个部分，不特指轴承2的内环与外环，只针对固定放置与转动设置的两个部分，稳定环支撑块3包括上夹持块、下夹持块与连接上夹持块和下夹持块的多个预紧力螺栓，固定环22夹持设置于上夹持块与下夹持块之间，支撑座的上端开设有
‘
t’型槽，下夹持块的下端卡接设置于
‘
t’型槽，
‘
t’型槽使下夹持块沿基座1的延伸方向移动，当旋转预紧力螺栓时，使下夹持块在基座1上进行固定，预先松开预紧力螺栓，根据轴承2外径的不同，调节下夹持块在基座1上的位置，然后将预紧力螺栓拧紧，使能对不同外径的轴承2进行测量。且轴承2的固定环22与转动环21的位置灵活可变，在图中固定环22为轴承2外环，而图中固定环22为轴承2内环。
34.旋转预紧力螺栓，使上夹持块与下夹持块相互靠近进行夹持，同时将下夹持块在
‘
t’型槽上进行固定，从而将轴承2的固定环22在基座1上进行固定，而轴承2的转动环21可自由转动。在本实施例中，每一下夹持块均设有一凸起，通过凸起将固定环22进行顶起，从而将轴承2进行顶起，使轴承2的转动环21便于进行驱动。
35.将轴承2在基座1上安装完成后，需对轴承2的性质进行测量。基座1设置有用于测量轴承2固定环22与转动环21相对轴向位移的轴向位移传感器4。轴向位移传感器4测量轴承2转动环21与固定环22在转动过程中的轴向的两个极限位置的数值，两个极限位置的数值相减即可获得轴承2轴向游隙的数值。
36.当测量轴向游隙时，首先将固定环22与转动环21其中一个进行固定，另一个在重力作用下发生下垂，例如将固定环22进行固定，此时固定环22与转动环21之间轴向方向上的位移即为其中一个极限位置；然后设置轴向加载滚轮（图中位于转动环21的内壁下侧），轴向加载滚轮的安装座41安装于基座1上，通过安装座41使轴向加载滚轮在基座1上进行安
装，轴向加载滚轮将轴承2转动环21的位置进行固定，使固定环22在重力作用下发生下垂，此时固定环22与转动环21之间轴向方向上的位移即为另一个极限距离。在测量轴向游隙的过程中可通过将转动环21在轴向加载滚轮上旋转
±
度，尽量避免轴承2内部钢球或滚子发生卡住的情况，使对轴向游隙的测量更加精准。
37.对轴向游隙测量完成后，对轴承2游隙的测量还需测量轴承2的径向游隙，在本实施例中，当测量径向游隙时，在轴承2的外圈卡接设置有两个相对的径向加载油缸5，两个径向加载油缸5分别沿轴承2直径方向对称安装于轴承2的外圈，且两个径向加载油缸5的底座处均固定有卡钳，卡钳的两端卡接于轴承2的转动环21两侧，且于径向加载油缸5处分别设置有测量活塞杆的位移量的径向位移传感器51，当测量轴承2的径向游隙时，其中一个径向加载油缸5通过推动卡钳带动转动环21沿径向移动，另一径向加载油缸5的卡钳松开，使推动轴承2的固定环22沿相反方向移动，通过径向位移传感器51测量出两个径向加载油缸5的活塞杆的移动距离，即为轴承2固定环22与转动环21之间的径向上的位移，即轴承2的径向游隙。
38.基座1的中心处还转动设置有用于驱动轴承2转动环21转动并测量轴承2摩擦力矩的力矩测量装置6。
39.为了测量轴承2的拉压，需将轴向位移传感器4、安装座41、径向加载油缸5与径向位移传感器51进行拆除，力矩测量装置6包括拉压传感器61、扭力臂62与扭力电机，扭力电机设置于基座1的中心处，用于提供动力，扭力电机通过扭力臂62与拉压传感器61连接，扭力臂62下端设有滑轨，滑轨上划刻有刻度线，刻度线用于读取拉压传感器61与基座1中心的距离，拉压传感器61一端连接转动环21，拉压传感器61的另一端连接扭力臂62。在本实施例中拉压传感器61为能测量拉力与测量压力的传感器，即当轴承2转动环21的旋转方向不同时，拉压传感器61的测力方向不同。扭力臂62设为伸缩臂，当轴承2的大小改变时，通过改变扭力臂62的长度即可使扭力臂62与轴承2的内径相互对应。在本实施例中，当扭力电机的扭矩不足时，为了增加扭力电机的扭矩，扭力电机的转动轴连接有齿轮箱63，齿轮箱63设置于基座1的中心处，通过齿轮箱63改变扭力电机的传动比，增加扭力电机的力矩，使扭力电机能带动扭力臂62高速转动，进而带动转动环21高速转动。
40.参照图2与图3，转动环21的上下两端分别设置有旋转环固定座621，旋转环固定座621的一端可拆连接转动环21，旋转环固定座621的另一端固定连接拉压传感器61。在本实施例中，旋转环固定座621包括两个连接爪，两个连接爪分别固定连接轴承2的两面，即两个连接爪分别穿设有固定螺栓，并将固定螺栓旋至轴承2的油孔处，从而完成与轴承2的连接，两个连接爪延伸出转动环21的部分连接有连接杆，连接杆的周壁贯穿连接拉压传感器61，拉压传感器61远离连接杆的一端固定连接扭力臂62。
41.当需驱动轴承2的转动环21转动时，扭力电机启动带动扭力臂62沿轴承2的轴线方向呈圆周转动，扭力臂62转动带动拉压传感器61移动，拉压传感器61带动连接杆移动进而带动连接爪移动，从而带动轴承2的转动环21转动，使拉压传感器61能检测带动轴承2转动环21转动的力的大小，通过拉压传感器61可测得拉力值为f，通过滑轨的刻度线，可得知拉压传感器61回到轴承2回转中心的距离l，即可得出轴承2旋转的阻力即轴承2的摩擦力矩t=f*l。
42.参照图1与图2，还包括固定环22温度传感器与转动环21温度传感器，固定环22温
度传感器安装于基座1靠近固定环22的一侧，转动环21温度传感器安装于基座1靠近转动环21的一侧，在本实施例中，转动环21温度传感器的一端与固定环22温度传感器的一端均设置有磁铁，通过磁铁使转动环21温度传感器吸附于转动环21的一侧，且通过磁铁使固定环22温度传感器吸附于固定环22的一端，转动环21温度传感器感应转动环21在转动过程中产生的温度，固定环22温度传感器感应转动环21在转动过程中固定环22的温度。
43.齿轮箱63的输出轴设置有与转动环21温度传感器连接的电滑环7，电滑环7设置于基座1的中心处，转动环21温度传感器通过导线连接电滑环7，使能通过电滑环7将温度数值传输至处理器，处理器接收转动环21的温度数据，使能通过固定环22的温度数据与转动环21的温度数据对轴承2的温度进行分析。
44.本技术实施例一种兆瓦级风力发电机组轴承测试台的实施原理为：轴承2的固定环22通过稳定环支撑块3固定于基座1上，力矩测量装置6驱动轴承2转动环21转动，轴向位移传感器4感应轴承2在转动过程中产生的轴向位移，进而测量出轴承2在转动过程中产生的轴向游隙，同时力矩测量装置6测量轴承2转动过程中的摩擦力矩，使能同时对轴承2的摩擦力矩与轴向游隙进行测量，转动环21温度传感器对转动环21的温度进行测量，固定环22温度传感器对固定环22的温度进行测量，而对轴承2的自身性质包括摩擦力矩、轴向游隙、固定环22的温度与转动环21的温度等进行测量。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。