CN102507181A - 一种风力发电机组齿轮箱试验台 - Google Patents

一种风力发电机组齿轮箱试验台 Download PDF

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本发明公开了一种风力发电机组齿轮箱试验台,包括底座,底座上装有陪试齿轮箱、主试齿轮箱以及电动机,陪试齿轮箱、主试齿轮箱面对面安装,陪试齿轮箱的高速端由电动机驱动,陪试齿轮箱的低速端与主试齿轮箱的低速端连接传动,主试齿轮箱的高速端通过长传动轴与陪试齿轮箱的高速端连接传动。本发明的目的是提供一种利用率高,成本低,维护使用方便的风力发电机组齿轮箱试验台,以解决传统试验台功率损失大、成本高、安装维护复杂的问题。

Description

一种风力发电机组齿轮箱试验台
[技术领域]
本发明涉及风电技术,进一步说是一种风力发电机组齿轮箱试验台。
[背景技术]
随着人类社会的不断发展,对能源的需求也愈加强烈,对于非可再生能源(例如煤、石油、天然气等)的过度开采使得这些非可再生资源日益枯竭,同时也带来的环境污染等社会问题。而风能作为可再生能源,国家已将快速发展风力发电列为我国的国策之一。
目前,风力发电机组正朝着大兆瓦级功率的方向发展,大兆瓦级的风力发电机组大多数采用的是齿轮箱驱动发电机的传动方案。由此可见,齿轮箱是风电机组的关键部件之一,因此在将齿轮箱应用到风电机组之前,必须对齿轮箱进行各种相关试验,以保证齿轮箱达到风电机组的各项要求。现有的齿轮箱试验台,大多采用的是电气闭环设计,即电动机拖动齿轮箱,齿轮箱再通过发电机将机械功转化为电能,加载也是通过调整电动机功率进行。这样就对电动机和发电机要求较高,也会对电网的稳定性造成一定影响,另一方面,也增加了试验台的搭建成本,安装维护更复杂。本发明就是在此背景下提出一种新的设计方案。
[发明内容]
本发明的目的是提供一种利用率高,成本低,维护使用方便的风力发电机组齿轮箱试验台,以解决传统试验台功率损失大、成本高、安装维护复杂的问题。
为实现上述目的,本发明采用了下列技术方案:
一种风力发电机组齿轮箱试验台,包括底座,底座上装有陪试齿轮箱、主试齿轮箱以及电动机,陪试齿轮箱、主试齿轮箱面对面安装,陪试齿轮箱的高速端由电动机驱动,陪试齿轮箱的低速端与主试齿轮箱的低速端连接传动,主试齿轮箱的高速端通过长传动轴与陪试齿轮箱的高速端连接传动。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:陪试齿轮箱的低速端与主试齿轮箱的低速端之间设有传动法兰盘,传动法兰盘两端盘面圆周设有分别与陪试齿轮箱低速端齿轮、主试齿轮箱低速端齿轮上法兰孔连接的多个连接孔。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:底座上装有竖直支撑陪试齿轮箱、主试齿轮箱的弹性支撑柱,弹性支撑柱竖直放置,两根弹性支撑柱放置在底座后端,弹性支撑柱上端与试验台壳体活动铰接,弹性支撑柱下端与底座活动铰接;底座上还装有限定陪试齿轮箱、主试齿轮箱横向摆动的水平汽缸,水平汽缸缸体尾端与底座上的龙门支架活动铰接,水平汽缸的活塞杆与试验台壳体活动铰接。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:陪试齿轮箱的高速端连接联轴器A,电动机通过传动带来带动联轴器A、陪试齿轮箱内齿轮一起旋转;主试齿轮箱的高速端连接联轴器B,长传动轴两端分别与联轴器A、联轴器B连接传动。本发明中,电动机通过带传动和联轴器A驱动陪试齿轮箱高速端旋转,由陪试齿轮箱低速端通过传动法兰盘带动主试齿轮箱低速端旋转,最后主试齿轮箱高速端通过联轴器B、花键套及长传动轴将动力传递到陪试齿轮箱的联轴器A处,重新驱动陪试齿轮箱旋转,从而实现了陪试齿轮箱、主试齿轮箱所在的整个传动链的机械闭环,省去了现有技术中将输出机械能转化为电能的发电机。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:联轴器B与长传动轴之间设有传动用的花键套。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:底座上装有测试主试齿轮箱的液压加载系统,液压加载系统包括扭转主试齿轮箱绕中心转动的竖直加载液压缸组和让主试齿轮箱承受轴向力加载的水平加载液压缸组。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:竖直加载液压缸组包括两个竖直液压缸,一个竖直液压缸正放置,其缸体与底座活动铰接;另一个倒挂在底座上的龙门架上,其缸体与龙门架活动铰接;两个竖直液压缸的活塞杆分别与试验台壳体两相对侧活动铰接。
如上所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:水平加载液压缸组包括两个水平液压缸,两个水平液压缸分别与试验台外壳前后端活动铰接。
本发明的有益效果是:
1、本发明中,电动机通过传动带和联轴器A驱动陪试齿轮箱高速端旋转,由陪试齿轮箱低速端通过传动法兰盘带动主试齿轮箱低速端旋转,最后主试齿轮箱高速端通过联轴器B、花键套及长传动轴将动力传递到陪试齿轮箱的联轴器A处,重新驱动陪试齿轮箱旋转,从而实现了陪试齿轮箱、主试齿轮箱所在的整个传动链的机械闭环,省去了现有技术中将输出机械能转化为电能的发电机,从而降低了系统对电动机的要求,节约了成本,节省了使用空间,并使得试验台的使用维护更为简便,提高了整个系统的可利用率。
2、本发明在空载状态下,除了补偿电能到机械能的功率损失及整个传动链的功率损失,所需的电动机功率几乎为零。加载试验时,通过调整两个竖直液压缸,使得主试齿轮箱壳体扭转一个适当的角度,达到整个系统的加载目的;过载试验时,通过调整两个水平液压缸,使得主试齿轮箱承受适当的轴向力,达到过载目的,整个液压加载系统结构简单,使用维护更为简便。
[附图说明]
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为图1俯视结构示意图。
图3为本发明轴测结构示意图;
图4为传动法兰盘端面结构示意图。
图中:1为电动机,2为传动法兰盘,A为联轴器,B为联轴器,3为陪试齿轮箱,4为传动带,C为竖直液压缸,D为竖直液压缸,5为主试齿轮箱,6为底座,61为龙门支架,7为弹性支撑柱,8为水平汽缸,E为水平液压缸,F为水平液压缸,10为长传动轴,11为花键套。
[具体实施方式]
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
如图1、图2、图3和图4所示,本发明所述风力发电机组齿轮箱试验台,包括底座6,底座6上装有陪试齿轮箱3、主试齿轮箱5以及电动机1,陪试齿轮箱3、主试齿轮箱5面对面安装,陪试齿轮箱3的高速端由电动机1驱动,陪试齿轮箱3的低速端与主试齿轮箱5的低速端之间设有传动法兰盘2,传动法兰盘2两端盘面圆周设有分别与陪试齿轮箱3低速端齿轮、主试齿轮箱5低速端齿轮上法兰孔连接的多个连接孔21;陪试齿轮箱3的高速端连接联轴器A,电动机1通过传动带4带动联轴器A、陪试齿轮箱3内齿轮一起旋转;主试齿轮箱5的高速端通过长传动轴10与陪试齿轮箱3的高速端连接传动,其结构如下:主试齿轮箱5的高速端连接联轴器B,长传动轴10两端分别与联轴器A、联轴器B连接传动,在联轴器B与长传动轴10之间还设有传动用的花键套11。
本发明工作过程如下:电动机1通过传动带4和联轴器A驱动陪试齿轮箱3高速端旋转,由陪试齿轮箱3低速端通过传动法兰盘2带动主试齿轮箱5低速端旋转,最后主试齿轮箱5高速端通过联轴器B、花键套11及长传动轴10将动力传递到陪试齿轮箱3的联轴器A处,重新驱动陪试齿轮箱3旋转,从而实现了陪试齿轮箱3、主试齿轮箱5所在的整个传动链的机械闭环,省去了现有技术中将输出机械能转化为电能的发电机。
为模仿主试齿轮箱实际工作情形,本发明中底座6上装有竖直支撑陪试齿轮箱3、主试齿轮箱5的弹性支撑柱7,弹性支撑柱7竖直放置,两根弹性支撑柱7放置在底座6后端,弹性支撑柱7上端与试验台壳体活动铰接,弹性支撑柱7下端与底座6活动铰接;底座6上还装有限定陪试齿轮箱3、主试齿轮箱5横向摆动的水平汽缸8,水平汽缸8缸体尾端与底座6上的龙门支架61活动铰接,水平汽缸8的活塞杆与试验台壳体活动铰接。
底座6上还装有测试主试齿轮箱5的液压加载系统,液压加载系统包括扭转主试齿轮箱5绕中心转动的竖直加载液压缸组和让主试齿轮箱5承受轴向力加载的水平加载液压缸组。
竖直加载液压缸组包括竖直液压缸C和竖直液压缸D,竖直液压缸C正放置,其缸体与底座6活动铰接;竖直液压缸D倒挂在底座6上的龙门架61上,其缸体与龙门架61活动铰接;竖直液压缸C和竖直液压缸D的活塞杆分别与试验台外壳活动铰接。水平加载液压缸组包括水平液压缸E和水平液压缸F,水平液压缸E和水平液压缸F分别与试验台外壳前后端活动铰接。
加载试验时,通过调整竖直液压缸C和竖直液压缸D,使得主试齿轮箱5壳体扭转一个适当的角度,达到整个系统的加载目的。过载试验时,通过调整水平液压缸E和水平液压缸F,使得主试齿轮箱5承受适当的轴向力,达到过载目的。整个液压加载系统结构简单,使用维护更为简便。

Claims (8)

1.一种风力发电机组齿轮箱试验台,包括底座,底座上装有陪试齿轮箱、主试齿轮箱以及电动机,其特征在于:所述陪试齿轮箱、主试齿轮箱面对面安装,陪试齿轮箱的高速端由电动机驱动,陪试齿轮箱的低速端与主试齿轮箱的低速端连接传动,主试齿轮箱的高速端通过长传动轴与陪试齿轮箱的高速端连接传动。
2.根据权利要求1所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述陪试齿轮箱的低速端与主试齿轮箱的低速端之间设有传动法兰盘,传动法兰盘两端盘面圆周设有分别与陪试齿轮箱低速端齿轮、主试齿轮箱低速端齿轮上法兰孔连接的多个连接孔。
3.根据权利要求1或2所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述底座上装有竖直支撑陪试齿轮箱、主试齿轮箱的弹性支撑柱,弹性支撑柱竖直放置,两根弹性支撑柱放置在底座后端,弹性支撑柱上端与试验台壳体活动铰接,弹性支撑柱下端与底座活动铰接;底座上还装有限定陪试齿轮箱、主试齿轮箱横向摆动的水平汽缸,水平汽缸缸体尾端与底座上的龙门支架活动铰接,水平汽缸的活塞杆与试验台壳体活动铰接。
4.根据权利要求1或2所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述陪试齿轮箱的高速端连接联轴器A,所述电动机通过传动带来带动联轴器A、陪试齿轮箱内齿轮一起旋转;所述主试齿轮箱的高速端连接联轴器B,所述长传动轴两端分别与联轴器A、联轴器B连接传动。
5.根据权利要求4所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述联轴器B与长传动轴之间设有传动用的花键套。
6.根据权利要求1所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述底座上装有测试主试齿轮箱的液压加载系统,液压加载系统包括扭转主试齿轮箱绕中心转动的竖直加载液压缸组和让主试齿轮箱承受轴向力加载的水平加载液压缸组。
7.根据权利要求6所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述竖直加载液压缸组包括两个竖直液压缸,一个竖直液压缸正放置,其缸体与底座活动铰接;另一个倒挂在底座上的龙门架上,其缸体与龙门架活动铰接;两个竖直液压缸的活塞杆分别与试验台壳体两相对侧活动铰接。
8.根据权利要求6所述风力发电机组齿轮箱试验台,其特征在于:所述水平加载液压缸组包括两个水平液压缸,两个水平液压缸的活塞杆分别与试验台外壳前后端活动铰接。
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