一种风电机组主轴箱性能测试系统及方法

本发明涉及风电机组的设计试验，尤其涉及一种风电机组主轴箱性能测试系统及方法。

背景技术：

1、随着风电机组的设计方向朝着大型化、海上化、远洋化的方向发展，对风电机组主轴箱传动系统的设计要求也随之提高。风电机组主轴箱传动系统本身的工作条件比较恶劣，要承受各种载荷，在设计风电机组的主轴箱时，通常利用计算机仿真运算来进行可行性验证，从而对设计进行优化以提高主轴箱的传动性能。

2、但计算机仿真运算由于算法的局限以及计算机性能的限制，导致其计算结果存在不准确的情况。因此，在仿真实验后，还需要进行实机实验或模型实验，如何提供一种风电机组主轴箱性能测试系统及方法，能够进行实际实验或模型实验，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风电机组主轴箱性能测试系统及方法，以解决现有技术中的仅利用计算机仿真运算存在可靠性差的技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种风电机组主轴箱性能测试系统，风电机组主轴箱性能测试系统包括：固定装置，固定装置用于与待测风电机组主轴箱的输出轴连接，以对待测风电机组主轴箱的输出轴进行固定；载荷施加装置，载荷施加装置与固定装置间隔设置，用于与待测风电机组主轴箱的输入轴连接，并用于对待测风电机组主轴箱施加载荷；转矩施加装置，转矩施加装置与载荷施加装置连接，用于与待测风电机组主轴箱的输入轴连接，并用于对待测风电机组主轴箱施加转矩。

3、进一步地，固定装置包括卡盘，卡盘用于与待测风电机组主轴箱的输出轴连接；卡盘具有固定待测风电机组主轴箱的输出轴的卡接状态和允许待测风电机组主轴箱的输出轴自由移动的非卡接状态；载荷施加装置包括第一固定部和可相对于第一固定部伸缩的伸缩端，伸缩端和第一固定部中的一个用于与待测风电机组主轴箱的输入轴连接、另一个的位置固定并与卡盘间隔设置；以通过控制伸缩端伸缩对待测风电机组主轴箱施加载荷；转矩施加装置包括第二固定部和可相对于第二固定部伸缩的转动端，转动端用于与待测风电机组主轴箱的输入轴连接，以通过控制转动端转动对待测风电机组主轴箱施加转矩。

4、进一步地，载荷施加装置包括：安装板，安装板上设有沿竖直方向延伸的导槽；第一导轨，第一导轨与导槽滑动连接，第一导轨沿第一水平方向延伸；第一滑块，第一滑块与第一导轨滑动连接；第一驱动机构和第二驱动机构，分别沿第一水平方向设置在第一滑块的两侧，第一驱动机构和第二驱动机构的固定部与第一导轨固定连接，第一驱动机构和第二驱动机构的输出端分别与第一滑块驱动连接；第三驱动机构和第四驱动机构，分别沿竖直方向设置在第一滑块的两侧，第三驱动机构和第四驱动机构的固定部与安装板固定连接，第三驱动机构和第四驱动机构的输出端与第一滑块驱动连接；第五驱动机构，第五驱动机构的固定部用于与待测风电机组主轴箱的输入轴铰接，第五驱动机构的输出端与第一滑块铰接；其中，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构和第五驱动机构的输出端分别相对于第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构和第五驱动机构的固定部可伸缩地设置。

5、进一步地，第一导轨、第一滑块、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构和第五驱动机构形成一组加载组件；载荷施加装置包括多组加载组件；安装板上设有多个导槽，沿第一水平方向相对设置的两个导槽形成这一组导槽组；多组导槽组间隔分布在安装板上；多组加载组件的第一导轨一一对应地与多组导槽组滑动连接；载荷施加装置还包括：第一法兰盘，第一法兰盘用于套设在待测风电机组主轴箱的输入轴上，并与待测风电机组主轴箱的输入轴固定连接；第二法兰盘，第二法兰盘与第一法兰盘通过螺栓连接；加载盘和第一轴承，加载盘通过第一轴承与第二法兰盘连接，以使第二法兰盘可相对于加载盘转动；各组加载组件的第五驱动机构的固定部分别与加载盘铰接，多组加载组件的第五驱动机构的固定部间隔分布在加载盘的端面上。

6、进一步地，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构和第五驱动机构均为液压缸；载荷施加装置包括三组加载组件；三组导槽组呈三角形分布在安装板上；三组加载组件的第五驱动机构的固定部等间隔分布在加载盘的端面上。

7、进一步地，加载盘和第一轴承的中心设有让位孔；转矩施加装置包括：主轴和第二轴承，主轴通过第二轴承穿设在让位孔处与第二法兰盘固定连接；电机舱，电机舱与加载盘固定连接并位于远离第二法兰盘的一侧；旋转电机，旋转电机的固定部设置在电机舱内，旋转电机的输出端通过联轴器与主轴连接；旋转电机的输出端可带动第二法兰盘、第一法兰盘和待测风电机组主轴箱的输入轴同步相对于加载盘转动。

8、进一步地，载荷施加装置还包括：第一支架；第二导轨，第二导轨设置在第一支架上并沿竖直方向延伸；第二滑块，第二滑块与第二导轨滑动连接；安装板与第二滑块固定连接。

9、进一步地，固定装置包括：第二支架，第二支架与第一支架间隔设置；第三导轨，第三导轨设置在第二支架上并沿竖直方向延伸；第三滑块，第三滑块与第三导轨滑动连接；第四导轨，第四导轨设置在第一滑块上并沿第一水平方向延伸；第四滑块，第四滑块与第四导轨滑动连接；卡盘，卡盘固定设置在第四滑块上；卡盘用于与待测风电机组主轴箱的输出轴连接；卡盘具有固定待测风电机组主轴箱的输出轴的卡接状态和允许待测风电机组主轴箱的输出轴自由移动的非卡接状态。

10、进一步地，固定装置还包括：第五导轨，第五导轨的一端与第一支架的底部固定连接，第五导轨的另一端沿第二水平方向延伸；第二水平方向与第一水平方向相垂直；第五滑块，第五滑块与第五导轨滑动连接；第二支架的底部与第五滑块固定连接。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种风电机组主轴箱性能测试方法，利用上述的风电机组主轴箱性能测试系统执行风电机组主轴箱性能测试方法；风电机组主轴箱性能测试方法包括以下步骤：利用固定装置对待测风电机组主轴箱的输出轴进行固定；利用载荷施加装置对待测风电机组主轴箱的输入轴连接；利用载荷施加装置对待测风电机组主轴箱施加载荷；利用转矩施加装置对待测风电机组主轴箱施加转矩；其中，当实际风电机组主轴箱的尺寸较大时，待测风电机组主轴箱为采用相似设计制作的实际风电机组主轴箱的缩小模型；利用载荷施加装置施加的载荷按照缩小后的对应比例施加在缩小模型上；利用转矩施加装置施加的转矩按照缩小后的对应比例施加在缩小模型上；当载荷施加装置包括多组加载组件时，计算出各组加载组件所要施加的载荷在坐标系中的分量，通过多组加载组件配合得到施加到待测风电机组主轴箱上的载荷。

12、应用本发明的技术方案，利用固定装置对待测风电机组主轴箱的输出轴进行固定；利用载荷施加装置与待测风电机组主轴箱的输入轴连接并对其施加载荷；利用转矩施加装置对待测风电机组主轴箱的输入轴施加转矩，从而能够对待测风电机组主轴箱进行实机实验或模型实验，进而有利于提高可行性实验的可靠性，提高实验结果的准确性。

13、本技术在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。