CN112798252A - 一种风叶高速运转试验设备及其试验方法 - Google Patents

Abstract

一种风叶高速运转试验设备及其试验方法，该设备包括向风叶提供高速转动力的电机，还包括主轴轴承箱，以及在高速转动测试中包覆并遮挡风叶的防护罩组件，电机和主轴轴承箱之间设有联轴器，电机通过联轴器和主轴轴承箱呈直接联接的传动结构，主轴轴承箱设有用于装夹风叶的工装夹具，工装夹具设有用于固定风叶的紧固组件。本发明的设备符合高速运转试验检测风叶的要求，风叶产品高速运转之后，查看风叶产品出现的变形、拉白，破损，裂纹等现象，风叶轴孔处出现的破损现象，从而判断材料的强度，能有效检测风叶产品的性能。

Description

一种风叶高速运转试验设备及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种风叶产品的质量检测设备，具体是一种风叶高速运转试验设备及其试验方法，主要用于检验风叶产品的材料塑性和韧性性能，适用于轴流风叶、离心风叶等产品。

背景技术

针对轴流、离心风叶产品的检验标准，离心风叶按其使用传速下电机最高转速的4倍进行，轴流风叶按其使用传速下电机最高转速的3.5倍进行，最高运行时间连续100h。

高速试验机，以如果该转速低于2000转，则取2000转，连续运行10min后，然后每隔20秒升速200转，达到转速2500转以上时每隔30秒升速100转，直到风轮破损为止或达到设备最高转速4000转，连续运行10min风轮无破损停止试验。

设备实时运转速度显示，定时启停功能，转速调节旋钮。两种实验模式：启停试验和高速实验，两种实验模式可自由切换，均可实现顺转、停止及逆转功能；

风叶产品高速运转之后，查看风叶产品出现的变形、拉白，破损，裂纹等现象，风叶轴孔处出现的破损现象，从而判断材料的强度。

基于以上要求，设计一款轴流、离心风叶高速运转试验设备，用于风叶产品的质量检测。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种操作安全、结构合理、具备启停试验和高速实验，有效检验风叶产品的材料塑性和韧性性能的风叶高速运转试验设备及其试验方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种风叶高速运转试验设备，包括向风叶提供高速转动力的电机，还包括主轴轴承箱，以及在高速转动测试中包覆并遮挡风叶的防护罩组件，电机和主轴轴承箱之间设有联轴器，电机通过联轴器和主轴轴承箱呈直接联接的传动结构，主轴轴承箱设有用于装夹风叶的工装夹具，工装夹具设有用于固定风叶的紧固组件。

防护罩组件包括底座、滑动式设置在底座上的防护罩A和防护罩B，防护罩A和防护罩B通过滑动遮挡或打开风叶；在防护罩A和防护罩B滑动打开风叶的方向上，底座设有用于配合控制电机启闭的安全行程开关。

防护罩A和防护罩B均设有若干个透气孔。

防护罩A和防护罩B之间设有安全扣合组件，防护罩A和防护罩B遮挡风叶并通过安全扣合组件处于紧锁状态。

安全扣合组件包括转动式设置在防护罩A上的锁扣，以及固定设置在防护罩B上的扣合销，锁扣设有和扣合销相扣合的限位槽。

联轴器一外侧设有接近开关，工装夹具包括和主轴轴承箱连接的套筒，以及插入套筒内的连接套，风叶设有连接部，连接套设有贯穿连接部的连接轴F，紧固组件包括套设在连接轴F上并夹紧连接部的锁紧件，锁紧件上设有一个以上的缺口，连接轴F对应缺口设有穿孔，紧固组件还包括插入缺口、穿孔的插销。

套筒和主轴轴承箱之间设有插接组件，套筒通过插接组件拆卸式安装在主轴轴承箱上；插接组件包括设置在主轴轴承箱一端上的连接轴C，以及设置在套筒上的插接腔D,连接轴C插入插接腔D内并通过紧固件固定连接。

联轴器内呈中空结构，电机设有输出轴，主轴轴承箱另一端设有连接轴E，输出轴、连接轴E分别插入联轴器内，输出轴、连接轴E之间具有间隙，连接轴E、联轴器之间设有键槽和轴上键，连接轴E、联轴器之间通过轴上键与键槽对位装配，并用紧固件固定，风叶高速运转试验设备还包括设有电气控制装置的电控柜，以及显示电机运行转速的显示屏。

按此目的设计的一种风叶高速运转试验设备的试验方法，包括上述的风叶高速运转试验设备，电机为变频电机，风叶高速运转试验设备的试验方法包括以下步骤：

a、在工装夹具上装夹风叶，通过紧固组件锁紧风叶；

b、防护罩组件中的两侧防护罩A和防护罩B分别向风叶靠拢并闭合，拨动安全扣合组件，使防护罩A、防护罩B之间处于紧锁状态；

c、在电控柜上按下启动电机运行的按键，针对对应风叶的种类规格，调节相应的测试转速，通过手动操作变频调速旋钮，由低速逐渐调节增加变频电机输出轴的旋转速度。

若在测试中，防护罩A、防护罩B之间处于打开状态，则安全行程开关的触点也随之断开；试验方法包括高速试验，高速试验包括以下步骤：在设备上设置运行时间、运行转速，设备按设定的运行转速连续工作至设定的运行时间，然后每隔20秒升速200转，达到转速2500转以上时，每隔30秒升速100转，直至风叶破损为止；或者，设备以4000转运行至设定的运行时间，若风叶没有破损，则停止试验；试验方法还包括启停试验，启停试验包括以下步骤：在设备上设置控制电机的启停时间，以及在对应的时间内通过变频调速旋钮调节电机的运行转速，设备上的电机每运行一段时间，停止一段时间，电机的停止时间与运行时间用户自行设定，在设备运行中，电机的转速不变或逐渐提高。

本发明的有益效果如下：

a、风叶在测试时，风叶在防护罩组件内转动，防止风叶的叶片出现破裂甩出伤人的现象。

b、防护罩组件的底座设有安全行程开关，当风叶处于测试时，防护罩组件突然打开，此时安全行程开关触点也随之断开。保证只有在安全护罩组件处于闭合的情况下才能启动变频电机，实现机械安全互锁。

c、防护罩A和防护罩B之间设有安全扣合组件，防止防护罩A或防护罩B在闭合状态时出现往单边走位的现象。

d、工装夹具包括和主轴轴承箱连接的套筒，以及插入套筒内的连接套，套筒和主轴轴承箱之间设有插接组件，套筒通过插接组件拆卸式安装在主轴轴承箱上，实现工装夹具的快速装拆。

e、连接轴E、联轴器之间设有键槽和轴上键，连接轴E、联轴器之间通过轴上键与键槽对位装配，并用紧固件固定，消除主轴中心的轴向偏差和角度偏差。

f、联轴器一外侧设有接近开关，以检测主轴的旋转速度。接近开关和联轴器之间具有间隙，防止联轴器触碰接近开关，接近开关使用寿命长。

g、工装夹具设有用于固定风叶的紧固组件，紧固组件包括套锁紧件、插销，插销插入锁紧件，防止锁紧件在随主轴转动中发生松脱跑出的现象，保证风叶在高速转动测试中的稳定性和安全性。

通过上述结构，本设备符合高速运转试验检测风叶的要求，风叶产品高速运转之后，查看风叶产品出现的变形、拉白，破损，裂纹等现象，风叶轴孔处出现的破损现象，从而判断材料的强度，能有效检测风叶产品的性能。

附图说明

图1为本发明一实施例设备中的防护罩组件处于打开的状态示意图。

图2为本发明一实施例设备中的防护罩组件处于打开状态的另一方位结构示意图。

图3为本发明一实施例设备中的防护罩组件处于闭合的状态示意图。

图4为图3中局部放大图。

图5为本发明一实施例设备中的基座上设有电机、主轴轴承箱、工装夹具和联轴器的结构示意图。

图6为本发明一实施例设备中的基座上设有电机、主轴轴承箱、工装夹具和联轴器的另一方位结构示意图。

图7为图6中局部放大图。

图8为本发明一实施例设备中的基座上设有电机、主轴轴承箱、工装夹具和联轴器的截面结构示意图。

图9为本发明一实施例设备中的电机、主轴轴承箱、工装夹具和联轴器装配分解结构示意图。

图10为本发明一实施例设备中的工装夹具装配分解结构示意图。

图11为本发明一实施例设备中的联轴器和主轴轴承箱装配分解结构示意图。

图12为本发明一实施例设备中的电机、主轴轴承箱分别和基座装配分解结构示意图。

图13为本发明一实施例设备中的防护罩组件立体结构示意图。

图中，1为风叶，1.1为连接部，2为电机，2.1为输出轴，2.2为连接板，3为主轴轴承箱，3.1为连接轴C，3.2为连接轴E，3.3为定位板，4为联轴器，5为工装夹具，6为底座，6.1为导轨，6.2为限位块，7为防护罩A，7.1为锁扣，7.2为限位槽，7.3为拨动块，7.4为支撑柱，7.5为定位槽，8为防护罩B，8.1为扣合销，9为安全行程开关，10为透气孔，11为套筒，11.1为插接腔D，11.2为插接腔G，12为连接套，12.1为连接轴F，12.2为穿孔，12.3为限位环，13为锁紧件，13.1为缺口，14为插销，15为电控柜，16为接近开关，17为滑块，18为弧形缺口，19为基座，19.1为支撑块，19.2为支撑台，19.3为凹陷。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，一种风叶高速运转试验设备，包括向风叶1提供高速转动力的电机2，还包括主轴轴承箱3，以及在高速转动测试中包覆并遮挡风叶1的防护罩组件，电机2和主轴轴承箱3之间设有联轴器4，电机2通过联轴器4和主轴轴承箱3呈直接联接的传动结构，主轴轴承箱3设有用于装夹风叶1的工装夹具5，工装夹具5设有用于固定风叶1的紧固组件。

参见图13，防护罩组件包括底座6、滑动式设置在底座6上的防护罩A 7和防护罩B8，防护罩A 7和防护罩B 8通过滑动遮挡或打开风叶1；在防护罩A 7和防护罩B 8滑动打开风叶1的方向上，底座6设有用于配合控制电机2启闭的安全行程开关9。

参见图2、图3，以及图13，在本实施例中，底座6设有两个间隔设置并呈圆柱状的导轨6.1，防护罩A 7、防护罩B 8的底部分别设有滑块17，滑块17设有滑槽，滑槽和圆柱状的导轨6.1形状相对应，以使防护罩A 7、防护罩B 8分别滑动设置在底座6上；此外，导轨6.1上设有限制防护罩A 7、防护罩B 8滑动位置的限位块6.2，限位块6.2设有若干个，每个导轨6.1的前端和后端设有限位块6.2，每个导轨6.1中间对应防护罩A 7、防护罩B8设有两个限位块6.2，该两个限位块6.2间隔设置。

参见图2、图3，以及图13，防护罩A 7和防护罩B 8均设有若干个透气孔10，便于风叶1在高速转动时，有效疏导风叶1所产生的气体。

参见图3、图4，防护罩A 7和防护罩B 8之间设有安全扣合组件，防护罩A 7和防护罩B 8遮挡风叶1并通过安全扣合组件处于紧锁状态，防护罩A 7和防护罩B 8均设有拉手，拉手通过焊接或螺钉固定在防护罩A 7或防护罩B 8上。

安全扣合组件包括转动式设置在防护罩A 7上的锁扣7.1，以及固定设置在防护罩B 8上的扣合销8.1，锁扣7.1设有和扣合销8.1相扣合的限位槽7.2。

在本实施例中，锁扣7.1通过转动销或转动轴转动设置在防护罩A 7上，锁扣7.1呈长条形状，锁扣7.1上设有拨动块7.3，用户的手指抓取拨动块7.3，通过拨动块7.3转动式拨动锁扣7.1。

参见图4，防护罩A 7上对应在锁扣7.1转动轨迹上设有支撑柱7.4，锁扣7.1上对应支撑柱7.4设有定位槽7.5，定位槽7.5通过锁扣7.1的转动抵靠在支撑柱7.4上，以使锁扣7.1在静止时能固定在防护罩A 7上。

参见图2、图5-图7，联轴器4一外侧设有接近开关16，工装夹具5包括和主轴轴承箱3连接的套筒11，以及插入套筒11内的连接套12，风叶1设有连接部1.1，连接套12设有贯穿连接部1.1的连接轴F12.1，紧固组件包括套设在连接轴F12.1上并夹紧连接部1.1的锁紧件13，锁紧件13上设有一个以上的缺口13.1，连接轴F12.1对应缺口13.1设有穿孔12.2，紧固组件还包括插入缺口13.1、穿孔12.2的插销14。

在本实施例中，锁紧件13为锁紧螺母，锁紧螺母和连接轴F12.1之间设有螺纹，通过螺纹锁紧螺母和连接轴F12.1固定连接。

在本实施例中，套筒11还设有插接腔G11.2，连接套12插入插接腔G11.2内(侧向用4颗螺钉锁紧，插接腔G11.2外侧设有插入螺钉的螺孔)。连接套12对应插入插接腔G11.2的位置上设有抵靠在插接腔G11.2外侧上的限位环12.3。

套筒11和主轴轴承箱3之间设有插接组件，套筒11通过插接组件拆卸式安装在主轴轴承箱3上；插接组件包括设置在主轴轴承箱3一端上的连接轴C 3.1，以及设置在套筒11上的插接腔D11.1,连接轴C 3.1插入插接腔D 11.1内并通过紧固件固定连接(侧向用4颗螺钉锁紧，插接腔D11.1外侧设有插入螺钉的螺孔)。

参见图8，联轴器4内呈中空结构，电机2设有输出轴2.1，主轴轴承箱3另一端设有连接轴E 3.2，输出轴2.1、连接轴E 3.2分别插入联轴器4内，输出轴2.1、连接轴E 3.2之间具有间隙，连接轴E 3.2、联轴器4之间设有键槽和轴上键，连接轴E 3.2、联轴器4之间通过轴上键与键槽对位装配，并用紧固件固定，风叶高速运转试验设备还包括设有电气控制装置的电控柜15，以及显示电机2运行转速的显示屏。

在本实施例中，防护罩A 7和防护罩B 8对应连接轴F12.1分别设有形成避空连接轴F12.1的弧形缺口18，以使连接轴F12.1相对贯穿防护罩A 7和防护罩B 8另一闭合处。

参见图12，在本实施例中，电机2、主轴轴承箱3分别固定在基座19上，基座19设有支撑块19.1、支撑台19.2，电机2底部设有固定在支撑块19.1上的连接板2.2，连接板2.2通过螺钉固定在支撑块19.1上，主轴轴承箱3底部设有定位板3.3，支撑台19.2对应定位板3.3设有凹陷19.3，定位板3.3通过螺钉固定在支撑台19.2的凹陷19.3中。

一种风叶高速运转试验设备的试验方法，包括上述的风叶高速运转试验设备，电机2为变频电机，风叶高速运转试验设备的试验方法包括以下步骤：

a、在工装夹具5上装夹风叶1，通过紧固组件锁紧风叶1；

b、防护罩组件中的两侧防护罩A 7和防护罩B 8分别向风叶1靠拢并闭合，拨动安全扣合组件，使防护罩A 7、防护罩B 8之间处于紧锁状态；

c、在电控柜15上按下启动电机2运行的按键，针对对应风叶1的种类规格，调节相应的测试转速，通过手动操作变频调速旋钮，由低速逐渐调节增加变频电机输出轴的旋转速度。

若在测试中，防护罩A 7、防护罩B 8之间处于突然打开状态，则安全行程开关9的触点也随之断开；试验方法包括高速试验，高速试验包括以下步骤：在设备上设置运行时间(如10min)、运行转速(如2000转)，设备按设定的运行转速连续工作至设定的运行时间，然后每隔20秒升速200转，达到转速2500转以上时，每隔30秒升速100转，直至风叶1破损为止；或者，设备以4000转运行至设定的运行时间，若风叶1没有破损，则停止试验；试验方法还包括启停试验，启停试验包括以下步骤：在设备上设置控制电机2的启停时间，以及在对应的时间内通过变频调速旋钮调节电机2的运行转速，设备上的电机2每运行一段时间，停止一段时间，电机2的停止时间与运行时间用户自行设定，在设备运行中，电机2的转速不变或逐渐提高。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种风叶高速运转试验设备，包括向风叶(1)提供高速转动力的电机(2)，其特征在于：还包括主轴轴承箱(3)，以及在高速转动测试中包覆并遮挡风叶(1)的防护罩组件，电机(2)和主轴轴承箱(3)之间设有联轴器(4)，电机(2)通过联轴器(4)和主轴轴承箱(3)呈直接联接的传动结构，主轴轴承箱(3)设有用于装夹风叶(1)的工装夹具(5)，工装夹具(5)设有用于固定风叶(1)的紧固组件。

2.根据权利要求1所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：防护罩组件包括底座(6)、滑动式设置在底座(6)上的防护罩A(7)和防护罩B(8)，防护罩A(7)和防护罩B(8)通过滑动遮挡或打开风叶(1)；在防护罩A(7)和防护罩B(8)滑动打开风叶(1)的方向上，底座(6)设有用于配合控制电机(2)启闭的安全行程开关(9)。

3.根据权利要求2所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：防护罩A(7)和防护罩B(8)均设有若干个透气孔(10)。

4.根据权利要求2所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：防护罩A(7)和防护罩B(8)之间设有安全扣合组件，防护罩A(7)和防护罩B(8)遮挡风叶(1)并通过安全扣合组件处于紧锁状态。

5.根据权利要求4所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：安全扣合组件包括转动式设置在防护罩A(7)上的锁扣(7.1)，以及固定设置在防护罩B(8)上的扣合销(8.1)，锁扣(7.1)设有和扣合销(8.1)相扣合的限位槽(7.2)。

6.根据权利要求5所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：联轴器(4)一外侧设有接近开关(16)，工装夹具(5)包括和主轴轴承箱(3)连接的套筒(11)，以及插入套筒(11)内的连接套(12)，风叶(1)设有连接部(1.1)，连接套(12)设有贯穿连接部(1.1)的连接轴F(12.1)，紧固组件包括套设在连接轴F(12.1)上并夹紧连接部(1.1)的锁紧件(13)，锁紧件(13)上设有一个以上的缺口(13.1)，连接轴F(12.1)对应缺口(13.1)设有穿孔(12.2)，紧固组件还包括插入缺口(13.1)、穿孔(12.2)的插销(14)。

7.根据权利要求6所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：套筒(11)和主轴轴承箱(3)之间设有插接组件，套筒(11)通过插接组件拆卸式安装在主轴轴承箱(3)上；插接组件包括设置在主轴轴承箱(3)一端上的连接轴C(3.1)，以及设置在套筒(11)上的插接腔D(11.1),连接轴C(3.1)插入插接腔D(11.1)内并通过紧固件固定连接。

8.根据权利要求7所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：联轴器(4)内呈中空结构，电机(2)设有输出轴(2.1)，主轴轴承箱(3)另一端设有连接轴E(3.2)，输出轴(2.1)、连接轴E(3.2)分别插入联轴器(4)内，输出轴(2.1)、连接轴E(3.2)之间具有间隙，连接轴E(3.2)、联轴器(4)之间设有键槽和轴上键，连接轴E(3.2)、联轴器(4)之间通过轴上键与键槽对位装配，并用紧固件固定，风叶高速运转试验设备还包括设有电气控制装置的电控柜(15)，以及显示电机(2)运行转速的显示屏。

9.一种风叶高速运转试验设备的试验方法，包括权利要求8所述的风叶高速运转试验设备，其特征在于：电机(2)为变频电机，风叶高速运转试验设备的试验方法包括以下步骤：

a、在工装夹具(5)上装夹风叶(1)，通过紧固组件锁紧风叶(1)；

b、防护罩组件中的两侧防护罩A(7)和防护罩B(8)分别向风叶(1)靠拢并闭合，拨动安全扣合组件，使防护罩A(7)、防护罩B(8)之间处于紧锁状态；

c、在电控柜(15)上按下启动电机(2)运行的按键，针对对应风叶(1)的种类规格，调节相应的测试转速，通过手动操作变频调速旋钮，由低速逐渐调节增加变频电机输出轴的旋转速度。

10.根据权利要求9所述风叶高速运转试验设备的试验方法，其特征在于：若在测试中，防护罩A(7)、防护罩B(8)之间处于打开状态，则安全行程开关(9)的触点也随之断开；试验方法包括高速试验，高速试验包括以下步骤：在设备上设置运行时间、运行转速，设备按设定的运行转速连续工作至设定的运行时间，然后每隔20秒升速200转，达到转速2500转以上时，每隔30秒升速100转，直至风叶(1)破损为止；或者，设备以4000转运行至设定的运行时间，若风叶(1)没有破损，则停止试验；试验方法还包括启停试验，启停试验包括以下步骤：在设备上设置控制电机(2)的启停时间，以及在对应的时间内通过变频调速旋钮调节电机(2)的运行转速，设备上的电机(2)每运行一段时间，停止一段时间，电机(2)的停止时间与运行时间用户自行设定，在设备运行中，电机(2)的转速不变或逐渐提高。

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