CN107764525A - 风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置及方法，该测试装置包括套筒、垫板、第一拉杆、第二拉杆、空心千斤顶或空心作动器以及拉拔力测量装置；套筒套设于叶根试件；垫板能够贴合于套筒的一端的端面上；第一拉杆两端与垫板和叶根试件的第一端的螺栓套连接；第二拉杆一端与叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至套筒之外；空心千斤顶或空心作动器套设于第二拉杆，空心千斤顶或空心作动器抵靠于套筒的另一端并带动第二拉杆向螺栓套施加拉拔力；以及拉拔力测量装置，测量拉拔力的大小。本发明的测试装置结构简单，重量轻，体积小，在室内和野外环境都能适用，并能用于不同种类的叶根试件，具有较大的使用范围。

Description

风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置及方法

技术领域

本发明涉及一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，本发明还涉及风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法。

背景技术

风电叶片通过叶根T型螺栓或叶根预埋螺栓套与发电主机轮毂进行连接，叶根连接件的强度大小是大型风力发电叶片的重要力学指标。现有用于测量风电叶片叶根预埋螺栓套的拉拔力的检测装置一般结构复杂，移动不便，使用不灵活，或只能全尺寸叶片叶根试件上的螺栓套进行拉拔力检测。对于因验证需要两侧均设预埋有螺栓套的叶根试件检测时，会产生较高的测试费用或较长的检测周期。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、能够对限定长度的叶根试件上的预埋螺栓套的拉拔力进行测试的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置。

本发明的另一目的在于提供一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，用于测试风电叶片的叶根试件的两个相对的第一端和第二端所预埋的螺栓套，包括套筒、垫板、第一拉杆、第二拉杆、空心千斤顶或空心作动器以及拉拔力测量装置；套筒套设于所述叶根试件，且所述套筒的长度大于所述叶根试件；垫板能够贴合于所述套筒的一端的端面上；第一拉杆一端与所述垫板相连，另一端与所述叶根试件的第一端的螺栓套螺纹连接；第二拉杆一端与所述叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至所述套筒之外；空心千斤顶或空心作动器套设于所述第二拉杆，所述空心千斤顶或空心作动器抵靠于所述套筒的另一端并带动所述第二拉杆向所述螺栓套施加拉拔力；以及拉拔力测量装置，测量所述拉拔力的大小。

根据本发明的一实施方式，所述第一拉杆为双头螺柱，所述垫板上设有供所述第一拉杆穿过的贯通孔，所述第一拉杆上设有与所述垫板配合的螺母。

根据本发明的一实施方式，所述拉拔力测量装置包括用于检测所述空心千斤顶或空心作动器的油压的压力表。

根据本发明的一实施方式，所述拉拔力测量装置包括连接于所述螺栓套的应变片装置。

根据本发明的一实施方式，所述空心千斤顶提供的拉拔力为0～150吨，所述空心作动器提供的拉拔力为0～100吨。

根据本发明的一实施方式，所述第二拉杆为双头螺柱，且所述第二拉杆上设有与所述空心千斤顶或空心作动器配合的螺母以及挡板。

根据本发明的一实施方式，还包括一存储所述拉拔力测量装置所测量的数据存储装置。

根据本发明的另一个方面，一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，用于测试风电叶片的叶根试件所预埋的螺栓套的拉拔力，其特征在于，包括如下步骤：

一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，用于测试风电叶片的叶根试件的两个相对的第一端和第二端所预埋的螺栓套的拉拔力，包括如下步骤：

提供一套筒，并使套筒套设于所述叶根试件，且所述套筒的长度大于所述叶根试件；

提供一垫板，并使垫板贴合于所述套筒的一端的端面上；

提供一拉杆，并使该拉杆的一端穿过所述贯通孔后与所述螺栓套螺纹连接；

提供一第一拉杆，并使该第一拉杆的一端与所述垫板相连，另一端与所述叶根试件的第一端的螺栓套螺纹连接；

提供一第二拉杆，并使该第二拉杆的一端与所述叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至所述套筒之外；

将空心千斤顶或空心作动器套设于所述第二拉杆，并使所述空心千斤顶或空心作动器抵靠于所述套筒的另一端并带动所述第二拉杆向所述螺栓套施加拉拔力；

通过拉拔力测量装置测量所述空心千斤顶或空心作动器对第二拉杆施加的拉拔力的大小。

根据本发明的一实施方式，所述叶根试件选用多孔联排模拟叶根试验件或单头试验件中的其中一种。

根据本发明的一实施方式，所述空心千斤顶或空心作动器通过第二拉杆向所述螺栓套施加大小不断变化的拉拔力。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置结构简单，用到的部件数量少，重量轻，体积小，只需要一个人即可方便地移动位置，因而不仅能够用于室内场地，也适用于野外场所，此外，由于空心千斤顶或空心作动器的作用力施加在拉杆与垫板上，不需要外界提供支撑结构，因而能够适用于多种不同的叶根试件，显著地扩大了使用范围。具体而言，其适用于在野外环境下对整支叶片和半支叶片等大型的叶根试件进行测试，也适用于在室内实验室环境下对单向多孔联排模拟叶根试验件和单头试验件等不同类型的小型叶根试件进行测试。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明一实施方式的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置用于叶根试件时的示意图；

图2是本发明另一实施方式中的第一拉杆的结构示意图；

图中：1、垫板；20、第一拉杆；21、螺母；22、挡板；23、连接端；24、第二拉杆；3、空心千斤顶；4、叶根试件；41、第一端；42、第二端；51、螺栓套；52、螺栓套；6、套筒；。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

实施方式一

参见图1及图2，本实施方式公开了一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其用于测试风电叶片的叶根试件4的两个相对的第一端41和第二端42上所预埋的螺栓套51和螺栓套52。该风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置包括一套筒6、垫板1、一第一拉杆20、一第二拉杆24、一空心千斤顶3及一拉拔力测量装置。

套筒6可为一钢筒，其套设与叶根试件4上，并且，该套筒6的长度大于叶根试件4，以使得叶根试件4能够完全置于套筒6的内部。该套筒6的横截面可为圆形或矩形等形状，套筒6也可为其他材质，只要能够瞒住力学要求即可。垫板1可为一钢板，该垫板1能够贴合于套筒6的一端的端面上。在垫板1上设有一贯通孔。

第一拉杆20的一端与该垫板1相连接，另一端穿过该垫板1上的贯通孔后与螺栓套51螺纹连接，该第一拉杆20与螺栓套51进行连接后，可以通过第一拉杆20对螺栓套5施加拉力在第一拉杆20上设有与垫板1配合的螺母21，该螺母21可以在叶根试件4受到拉力时，防止第一拉杆20脱离垫板1。第二拉杆24的一端与叶根试件4的第二端42的螺栓套52螺纹连接，另一端伸出至套筒6之外。

在本实施方式中，该第一拉杆20为双头螺柱，该第一拉杆的一端穿过贯通孔并旋入到螺栓套51中，与该螺栓套51螺纹连接。应当指出的是，该第一拉杆20的结构并不限于双头螺柱，如图2所述，在本发明另一实施方式中，该第一拉杆20为一个长杆，其一端具有外螺纹，另一端具有一个凸台状的连接端23。该第二拉杆24也可为双头螺柱。此外，第一拉杆与垫板的连接方式并不限制，例如两者也可固连在一起。

空心千斤顶3套设于该第二拉杆24上，也就是说，该第二拉杆24是从空心千斤顶3的中空轴心穿过的。并且，该空心千斤顶3能够抵靠在套筒6的另一端，在第二拉杆24上设有与空心千斤顶3配合的螺母21以及挡板22。当空心千斤顶3工作时，它可以向第二拉杆24施加远离螺栓套52的驱动力，从而带动第二拉杆24向螺栓套52施加拉拔力。

该空心千斤顶3也可由一空心作动器替代，该空心作动器同样套设于第二拉杆24上，并能够抵靠在套筒6上，在第二拉杆24上设有与该空心作动器配合的螺母21以及挡板22，当空心作动器工作时，它可以向第二拉杆24施加远离螺栓套52的驱动力，从而带动第二拉杆24向螺栓套52施加拉拔力。所述空心千斤顶提供的拉拔力为0～150吨，所述空心作动器提供的拉拔力为0～100吨，该空心千斤顶的拉拔力可在0～60吨、60～120吨、120～150吨之间调整，该空心作动器的拉拔力可在0～60吨和60～100吨之间调整。

拉拔力测量装置用于测量该空心千斤顶3或空心作动器所施加在螺栓套52上的拉拔力的大小。在本实施方式中，该拉拔力测量装置包括用于检测空心千斤顶或空心作动器的油压的压力表。通过该压力表可以测量该空心千斤顶或空心作动器的油压大小，并以此表征拉拔力的大小。本领域技术人员应当理解的是，该拉拔力测量装置的具体结构并不限制，例如该拉拔力测量装置也可以包括连接于螺栓套52的应变片装置，通过该应变片来测量螺栓套52所受到的拉拔力的大小。

此外，本发明的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置还可以包括一个数据存储装置，用于存储拉拔力测量装置所测量的数据，该数据存储装置可为电脑、单片机、PLC等，其可以提供对拉拔力测量装置的数据提供存储、分析、打印、显示等功能。

本发明的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置在使用时，首先，将垫板1贴合在套筒6的一端的端面上。并使垫板1上的贯通孔对准螺栓套51，然后将第一拉杆20穿过贯通孔后使其两端与螺栓套51和垫板1分别相连接。接下来，将第二拉杆24安装在螺栓套52上，将空心千斤顶或空心作动器抵靠在套筒6上，第二拉杆24穿过该空心千斤顶或空心作动器，最后通过螺母21和挡板22将第二拉杆24空心千斤顶或空心作动器相连接。当空心千斤顶或空心作动器工作时，利用拉拔力测量装置来测量拉拔力的大小。空心千斤顶或空心作动器既可以手动加压，也可以通过电动马达带动加压。当空心千斤顶或空心作动器提供的拉拔力达到预设最大值后，可以判断螺栓套是否能够承受该最大值拉拔力，从而判断螺栓套是否符合使用要求。

本发明的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置结构简单，用到的部件数量少，重量轻，体积小，套筒、垫板、空心千斤顶或作动器的总体重量仅有几十千克，可以方便地收纳在箱子中只需要一个人即可方便地移动位置，因而不仅能够用于室内场地，也适用于野外场所，此外，由于空心千斤顶或空心作动器的作用力施加在拉杆与垫板上，不需要外界提供支撑结构，筒体可根据叶根试件的长度不同而选择不同长度的套筒，因而，能够适用于多种不同长度的叶根试件，显著地扩大了使用范围。适用于对单向多孔联排模拟叶根试验件和单头试验件等不同类型和不同长度的小型叶根试件进行测试。

利用空心千斤顶和空心作动器还可以向螺栓套提供大小不断变化的拉拔力，研究螺栓套在该变化拉拔力下的影响。尤其是当利用空心作动器时，可以向螺栓套施加数千万次不断变化的拉拔力，对螺栓套进行动态的疲劳拉拔强度测试。该空心作动器的频率1～10次/秒、幅度1～50毫米。

实施方式二

本实施方式公开了一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，用于测试风电叶片的叶根试件所预埋的螺栓套的拉拔力，包括如下步骤：

提供一套筒，并使套筒套设于所述叶根试件，且所述套筒的长度大于所述叶根试件；

提供一垫板，并使垫板贴合于所述套筒的一端的端面上；

提供一拉杆，并使该拉杆的一端穿过所述贯通孔后与所述螺栓套螺纹连接；

提供一第一拉杆，并使该第一拉杆的一端与所述垫板相连，另一端与所述叶根试件的第一端的螺栓套螺纹连接；

提供一第二拉杆，并使该第二拉杆的一端与所述叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至所述套筒之外；

将空心千斤顶或空心作动器套设于所述第二拉杆，并使所述空心千斤顶或空心作动器抵靠于所述套筒的另一端并带动所述第二拉杆向所述螺栓套施加拉拔力；

通过拉拔力测量装置测量所述空心千斤顶或空心作动器对拉杆施加的拉拔力的大小。

本实施方式的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，所需要的设备结构简单，用到的部件数量少，重量轻，体积小，只需要一个人即可方便地移动位置，因而不仅能够用于室内场地，也适用于野外场所，此外，由于空心千斤顶或空心作动器的作用力施加在拉杆与垫板上，不需要外界提供支撑结构，因而能够适用于多种不同的叶根试件，显著地扩大了使用范围。在测试时，该叶根试件可以选用多孔联排模拟叶根试验件或单头试验件中的其中一种。所述空心千斤顶或空心作动器还可以通过拉杆向所述螺栓套施加大小不断变化的拉拔力，对叶根试件做动态的疲劳拉拔强度测试。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，用于测试风电叶片的叶根试件的两个相对的第一端和第二端所预埋的螺栓套，其特征在于，包括：

套筒，套设于所述叶根试件，且所述套筒的长度大于所述叶根试件；

垫板，其能够贴合于所述套筒的一端的端面上；

第一拉杆，其一端与所述垫板相连，另一端与所述叶根试件的第一端的螺栓套螺纹连接；

第二拉杆，其一端与所述叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至所述套筒之外；

空心千斤顶或空心作动器，套设于所述第二拉杆，所述空心千斤顶或空心作动器抵靠于所述套筒的另一端并带动所述第二拉杆向所述螺栓套施加拉拔力；以及

拉拔力测量装置，测量所述拉拔力的大小。

2.根据权利要求1所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，所述第一拉杆为双头螺柱，所述垫板上设有供所述第一拉杆穿过的贯通孔，所述第一拉杆上设有与所述垫板配合的螺母。

3.根据权利要求1所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，所述拉拔力测量装置包括用于检测所述空心千斤顶或空心作动器的油压的压力表。

4.根据权利要求1所述的风0电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，所述拉拔力测量装置包括连接于所述螺栓套的应变片装置。

5.根据权利要求1所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，所述空心千斤顶提供的拉拔力0～150吨，所述空心作动器提供的拉拔力大0～100吨。

6.根据权利要求1所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，所述第二拉杆为双头螺柱，且所述第二拉杆上设有与所述空心千斤顶或空心作动器配合的螺母以及挡板。

7.根据权利要求1所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试装置，其特征在于，还包括一存储所述拉拔力测量装置所测量的数据存储装置。

8.一种风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，用于测试风电叶片的叶根试件的两个相对的第一端和第二端所预埋的螺栓套的拉拔力，其特征在于，包括如下步骤：

提供一套筒，并使套筒套设于所述叶根试件，且所述套筒的长度大于所述叶根试件；

提供一垫板，并使垫板贴合于所述套筒的一端的端面上；

提供一拉杆，并使该拉杆的一端穿过所述贯通孔后与所述螺栓套螺纹连接；

提供一第一拉杆，并使该第一拉杆的一端与所述垫板相连，另一端与所述叶根试件的第一端的螺栓套螺纹连接；

提供一第二拉杆，并使该第二拉杆的一端与所述叶根试件的第二端的螺栓套螺纹连接，另一端伸出至所述套筒之外；

将空心千斤顶或空心作动器套设于所述第二拉杆，并使所述空心千斤顶或空心作动器抵靠于所述套筒的另一端并带动所述第二拉杆向所述螺栓套施加拉拔力；

通过拉拔力测量装置测量所述空心千斤顶或空心作动器对第二拉杆施加的拉拔力的大小。

9.根据权利要求8所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，其特征在于，所述叶根试件选用多孔联排模拟叶根试验件或单头试验件中的其中一种。

10.根据权利要求8所述的风电叶片叶根预埋螺栓套拉拔力测试方法，其特征在于，所述空心千斤顶或空心作动器通过第二拉杆向所述螺栓套施加大小不断变化的拉拔力。