CN104599578A - 一种风机对中教学设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风机对中教学设备，所述教学设备包括一可移动的模拟发电机模块、一固定的模拟齿轮箱模块、一连接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的柔性联轴节、一设置在接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的对中设备。本发明调节模拟发电机模块的位置，从而调节模拟发电机模块与模拟齿轮箱模块的不同对中程度，分析不同对中精度下的试验比较，检测对中精度及平稳性，达到真实教学效果，实现教学目的，真实的模拟了现场实际的对中操作，解决了在机舱顶部对中困难的难题，从而使风力发电机组轴系对中操作这一复杂作业实现地面教学。

Description

一种风机对中教学设备

技术领域

本发明涉及风电领域，尤其是一种风机对中教学设备。

背景技术

在风电场生产运营过程中，为了能使风力发电机组平稳运行，减少发电机及齿轮箱损坏，节约维修成本，除更换发电机、齿轮箱大型作业外，还需对风力发电机组的发电机与齿轮箱之间进行定期找正，发电机和齿轮箱高速运转，长时间运行振动会导致齿轮箱高速轴和发电机驱动端输入轴轴心偏离，影响风力发电机组正常运行。

风电现场目前多采用激光对中对发电机齿轮箱进行位置找正，对中作业要求技术含量高，在过去风机培训过程中对对中教学一直没有形成完善的体系，现场多采用师带徒一对一的方式在风机上面进行培训，由于是以工作为主培训为辅，导致激光对中培训时间周期长，效率低下且具有局限性。

随着风机日益增多，为了满足日益增加的风机对中工作需求，培训更多工作人员的对中能力，研发一种风机对中教学设备成为了一项急需解决的问题。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种风机对中教学设备，使风电培训变为地面培训。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种风机对中教学设备，其特征在于：所述教学设备包括一可移动的模拟发电机模块、一固定的模拟齿轮箱模块、一连接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的柔性联轴节、一设置在接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的对中设备。

所述模拟发电机模块包括电动机、和与电动机连接的第一对轮，所述模拟齿轮箱模块包括一第二对轮和第二对轮的支撑结构，所述第一对轮和所述第二对轮均为可转动的圆盘结构，所述第一对轮和所述第二对轮通过联轴节连接，所述联轴节为柔性联轴节。

所述电动机为变速电动机，所述电动机和第一对轮之间设置一减速器，减速器的输入端与电动机的转轴连接，减速器的输出端与第一对轮连接。

所述模拟发电机模块还包括一支架和一电动机的安装板，所述电动机固定安装在安装板上，安装板安装在支架上，所述安装板和支架的前后方向和左右方向分别至少设置一个调整安装板和支架的相对位置的水平移动工装，所述安装板和支架的竖直方向至少设置一个调整安装板和支架的上下相对位置的竖直移动工装。

所述水平移动工装包括一固定在安装板上的螺杆、螺杆上安装一调节滑块、螺杆上位于调节滑块的两侧分别设置调节螺母，所述调节滑块安装在一支座上，所述支座固定安装在支架上，所述竖直移动工装为设置在安装板和支架之间的垫片。

所述第二对轮的支撑结构为一变速箱，变速箱的输入端与第二对轮连接，第一对轮和第二对轮相对设置，之间具有一定距离，所述柔性联轴节的两端分别连接第一对轮和第二对轮的中心。

所述对中设备为激光对中仪，所述激光对中仪包括激光发射器、激光接收器、处理器和显示器，所述激光发射器设置在一个对轮上，激光接收器设置在另一个对轮上，或者所述对中设备为千分表对中设备。

所述教学设备还包括一支撑平台，所述模拟齿轮箱模块的变速箱与支撑平台固定连接，所述模拟发电机模块的支架与支撑平台固定连接。

所述教学设备还包括一振动监测仪，所述振动监测仪设置在支撑平台或模拟发电机模块或模拟齿轮箱模块上

所述第一对轮和第二对轮的尺寸和第一对轮和第二对轮之间的距离按风电机组实际比例设置。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明调节模拟发电机模块的位置，从而调节模拟发电机模块与模拟齿轮箱模块的不同对中程度，用振动监测装置进行振动测试，进行数据分析，分析不同对中精度下的试验比较，检测对中精度及平稳性，真正达到真实教学效果，实现教学目的。

2、本发明可以实现模拟发电机模块前后上下左右的灵活调整，真实的模拟了现场实际的对中操作，解决了在机舱顶部对中困难的难题，从而使风力发电机组轴系对中操作这一复杂作业实现地面教学。

3、本发明可根据不同风机机型进行轮盘距离与高度位置调节，以满足不同风机对中教学需求。

4、可以随时调节对中的难度等级，实现不同难度等级内的对中要求，改变对中的难度等级，达到不同等级的难度系数，实现分层次教学要求。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1：本发明对中教学设备主视图

图2：本发明对中教学设备俯视图

图3：本发明对中教学设备侧视图

其中：1、模拟发电机模块，2、模拟齿轮箱模块，3、联轴节，4、对中设备，5、支撑平台，6、振动检测仪，11、电动机，12、第一对轮，13、减速器，14、安装板，15、支架，16、水平移动工装，161、螺杆，162、调节滑块，163、支座，21、变速箱，22、第二对轮，41、激光发射器，42、激光接收器，43、处理器，44、显示器。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明所述一种风机对中教学设备，包括一可移动的模拟发电机模块1、一固定的模拟齿轮箱模块2、一连接模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的柔性联轴节、一设置在接模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的对中设备4。将风机机舱中的结构模拟为教学设备，在任何地方都可以实现风机机舱内结构对中的教学，不用每次只有风电现场在风机上面维修时才能够实现教学或培训，让教学或培训变的简单易行，且可以随时随地实现教学，风机对中的教学不再受时间和空间的限制，可以培训更多的技术人员以便维修风机，为集体培训提供教学设备。真实的模拟了现场实际的对中操作，解决了在机舱顶部对中困难的难题，从而使风力发电机组轴系对中操作这一复杂作业实现地面教学。

风机机舱中，是风能带动叶片转动，带动低速轴转动，低速轴连接齿轮箱的输入端，齿轮箱的输出端变为高速轴，高速轴带动发电机转动，从而机械能转化为电能，本发明中且模拟发电机模块1可以移动，可以调整模拟发电机模块1的位置实现模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的对中。

模拟发电机模块1采用电动机11实现转动，模拟发电机模块1包括电动机11、和与电动机11连接的第一对轮12，所述第一对轮12为一可转动的圆盘结构。电动机11的转轴带动第一对轮12转动。所述模拟齿轮箱模块2包括一第二对轮12和第二对轮12的支撑结构，所述第二对轮22为可转动的圆盘结构，所述第一对轮12和所述第二对轮22通过联轴节连接，第一对轮12转动带动第二对轮22转动，所述联轴节为柔性联轴节，柔性联轴节可实现第一对轮12和所述第二对轮22不同程度的对中时，都可以起到连接作用。柔性联轴节，为风力发电机组使用的玻璃纤维丝柔性联轴节。所述模拟齿轮箱模块2还包括一制动块，可实现模拟齿轮箱模块2的制动。

所述电动机11为变速电动机，可以模拟风机运行中的不同速度，实现不同风速下的对中操作。所述电动机11优选三相异步电动机。所述电动机11和第一对轮12之间设置一减速器13，由于电动机的转速范围固定可能与需求的转速不相适应，在电动机11和第一对轮12之间设置一减速器13，可以得到所需求的转速范围，减速器13的输入端与电动机11的转轴连接，减速器13的输出端与第一对轮12连接，减速器13实现了电动机转速的变速和/或变向。

模拟发电机模块1还包括一支架15和一电动机11的安装板14，所述电动机11固定安装在安装板14上，安装板14安装在支架15上，所述安装板14和支架15的前后方向和左右方向分别至少设置一个调整安装板14和支架15的相对位置的水平移动工装16，水平移动工装16可调整模拟发电机模块1的水平位置，以实现模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的不同对中程度，所述安装板14和支架15的竖直方向至少设置一个调整安装板和支架的上下相对位置的竖直移动工装。竖直移动工装可调整模拟发电机模块1的竖直位置，以实现模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的不同对中程度，还可以实现不同型号的风机的发电机的高度的模拟。真实的模拟了现场实际的对中操作，解决了在机舱顶部对中困难的难题，从而使风力发电机组轴系对中操作这一复杂作业实现地面教学。

所述水平移动工装16包括一固定在安装板14上的螺杆161、螺杆161上安装一调节滑块162、螺杆161上位于调节滑块162的两侧分别设置调节螺母，所述调节滑块162安装在一支座163上，所述支座163固定安装在支架15上，工装采用细纹螺栓旋转调节，方便微调，使对中更加准确，所述竖直移动工装为设置在安装板14和支架15之间的垫片，通过调整垫片的数量或者垫片的厚度调节安装板14的不同高度，以实现模拟发电机模块1和模拟齿轮箱模块2的不同对中程度，还可以实现不同型号的风机的发电机的高度的模拟。通过分别在四角底部增加或减少垫片的方式调节整个模拟发电机平台的高低。所述支座163为一体结构，可减少教学设备的零部件的个数，组装方便，所述支座163也可为分体结构，包括一与支架15连接的第一折弯件和一与调节滑块162连接的第二折弯件，第一折弯件和第二折弯件通过螺栓连接，该种结构，单个零件的结构简单，易于加工。

第二对轮22的支撑结构为一变速箱21，变速箱21的输入端与第二对轮22连接，第一对轮12和第二对轮22相对设置，之间具有一定距离，所述柔性联轴节的两端分别连接第一对轮12和第二对轮22的中心。电动机11的转速变化，第一对轮12的转速变化，第二对轮22的转速也随之变化，第二对轮22的支撑结构采用变速箱21可以随时适应第二转轮22的转速的变化，同时也可以监测变速强21的转速来控制电动机的转速

所述对中设备为激光对中仪，所述激光对中仪包括激光发射器41、激光接收器42、处理器43和显示器44，所述激光发射器41设置在一个对轮上，激光接收器42设置在另一个对轮上，激光发射器41和激光接收器42分别设置在第一对轮12和第二对轮22的中心，激光发射器41发射激光信号，激光接收器42接收激光信号，处理器43根据激光接收器42接收到的激光信号判断第一对轮12和第二对轮22的对中情况，并通过显示器44显示给用户。

激光发射器41和激光接收器42分别设置在第一对轮12和第二对轮22的边缘，激光发射器41发射激光信号，激光接收器42接收激光信号，处理器43根据激光接收器42接收到的激光信号判断第一对轮12和第二对轮22的对中情况，并通过显示器44显示给用户。

所述对中设备为千分表对中设备。

本发明教学设备还包括一支撑平台5，所述模拟齿轮箱模块2的变速箱21与支撑平台5固定连接，所述模拟发电机模块1的支架15与支撑平台5固定连接。支撑平台5采用不锈钢制作，用于固定支撑其他设备部件。所述支架15为四角支架，支撑稳定。

所述教学设备还包括一振动监测仪6，用于检查对中后震动情况，所述振动监测仪6设置在支撑平台5或模拟发电机模块1或模拟齿轮箱模块2上，对中情况不好最直接的影响就是引起模拟齿轮箱模块2的振动，优选所述振动监测仪6设置在模拟齿轮箱模块2的变速箱内，检测模拟齿轮箱模块2的振动情况，从而判断整体的振动情况，设置在模拟齿轮箱模块2上能够最大程度的检测振动，精度高。设置振动监测仪6能够将不同的对中程度对整个设备的影响直观的展示在学员面前，让学员直观的感受到对中的重要作用，以及对中的效果。同时用振动监测仪对模拟发电机模块1及模拟齿轮箱模块2行振动测试，进行数据分析，分析不同对中精度下的试验比较，检测对中精度及平稳性，真正达到真实教学效果，实现教学目的。

第一对轮12和第二对轮22的尺寸和第一对轮12和第二对轮22之间的距离按风电机组实际比例设置，使模拟更加真实，模拟的效果最大程度上接近实际情况。

所述教学设备还包括一速度监测与调节装置，优选电磁调速装置，可监测电动机的转速，同时可调节发动机的转速，在不同转速下实现对中教学。

在风电场生产运营过程中，为了能使风力发电机组平稳运行，减少发电机及齿轮箱损坏，节约维修成本，除更换发电机、齿轮箱大型作业外，还需对风力发电机组的发电机与齿轮箱之间进行定期找正，发电机和齿轮箱高速运转，长时间运行振动会导致齿轮箱高速轴和发电机驱动端输入轴轴心偏离，影响风力发电机组正常运行。风电现场目前多采用激光对中对发电机齿轮箱进行位置找正，对中作业要求技术含量高，在过去风机培训过程中对对中教学一直没有形成完善的体系，现场多采用师带徒一对一的方式在风机上面进行培训，由于是以工作为主培训为辅，导致激光对中培训时间周期长，效率低下且具有局限性。因此，随着风机日益增多，为了满足日益增加的风机对中工作需求，培训更多工作人员的对中能力，本发明提供了一种风机对中教学设备。

通过对模拟发电机模块的移动可以随时调节对中的难度等级，实现不同难度等级内的对中要求，通过对模拟齿轮箱模块的位置调节、以及模拟发电机模块的调节都能同时改变对中的难度等级，达到不同等级的难度系数，实现分层次教学要求。

用三相异步电动机作为模拟发电机，另外还配有电磁调速装置，使用时，通入电源，电动机运转，电磁调速电动机控制装置能实现电动机由0-1500转/分转速调节。对中完成以后，将联轴节安装固定好，启动电机，慢慢调速，最终将电机调整到1500转/分，用振动监测仪对模拟电动机及模拟齿轮箱进行振动测试，进行数据分析，分析不同对中精度下的试验比较，检测对中精度及平稳性，真正达到真实教学效果，实现教学目的。调节模拟发电机前后上下左右的灵活调整，真实的模拟了现场实际的对中操作，解决了在机舱顶部对中困难的难题，从而使风力发电机组轴系对中操作这一复杂作业实现地面教学。可根据不同风机机型进行轮盘距离与高度位置调节，以满足不同风机对中教学需求。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风机对中教学设备，其特征在于：所述教学设备包括一可移动的模拟发电机模块、一固定的模拟齿轮箱模块、一连接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的柔性联轴节、一设置在接模拟发电机模块和模拟齿轮箱模块的对中设备。 

2.根据权利要求1所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述模拟发电机模块包括电动机、和与电动机连接的第一对轮，所述模拟齿轮箱模块包括一第二对轮和第二对轮的支撑结构，所述第一对轮和所述第二对轮均为可转动的圆盘结构，所述第一对轮和所述第二对轮通过联轴节连接，所述联轴节为柔性联轴节。 

3.根据权利要求2所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述电动机为变速电动机，所述电动机和第一对轮之间设置一减速器，减速器的输入端与电动机的转轴连接，减速器的输出端与第一对轮连接。 

4.根据权利要求2或3所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述模拟发电机模块还包括一支架和一电动机的安装板，所述电动机固定安装在安装板上，安装板安装在支架上，所述安装板和支架的前后方向和左右方向分别至少设置一个调整安装板和支架的相对位置的水平移动工装，所述安装板和支架的竖直方向至少设置一个调整安装板和支架的上下相对位置的竖直移动工装。 

5.根据权利要求4所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述水平移动工装包括一固定在安装板上的螺杆、螺杆上安装一调节滑块、螺杆上位于调节滑块的两侧分别设置调节螺母，所述调节滑块安装在一支座上，所述支座固定安装在支架上，所述竖直移动工装为设置在安装板和支架之间的垫片。 

6.根据权利要求2所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述第二对轮的支撑结构为一变速箱，变速箱的输入端与第二对轮连接，第一对轮和第二对轮相对设置，之间具有一定距离，所述柔性联轴节的两端分别连接第一对轮和第二对轮的中心。 

7.根据权利要求1-6任一所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述对中设备为激光对中仪，所述激光对中仪包括激光发射器、激光接收器、处理器和显示器，所述激光发射器设置在一个对轮上，激光接收器设置在另一个对轮上，或者所述对中设备为千分表对中设备。 

8.根据权利要求1-7任一所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述教学 设备还包括一支撑平台，所述模拟齿轮箱模块的变速箱与支撑平台固定连接，所述模拟发电机模块的支架与支撑平台固定连接。 

9.根据权利要求1-8任一所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述教学设备还包括一振动监测仪，所述振动监测仪设置在支撑平台或模拟发电机模块或模拟齿轮箱模块上。 

10.根据权利要求2所述的一种风机对中教学设备，其特征在于：所述第一对轮和第二对轮的尺寸和第一对轮和第二对轮之间的距离按风电机组实际比例设置。