CN114136489A - 一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，包括以下步骤：1)在齿轮箱的每一级行星轴承的外圈和内圈的边缘分别粘贴用于测量行星轴承外圈温度的第一无线温度传感器和用于测量行星轴承内圈温度的第二无线温度传感器；2)在齿轮箱的固定行星架上沿周向均匀布置多个天线；3)将每个天线通过线缆与预设在齿轮箱外部的多通道信号采集单元连接，通过多个天线能够将旋转至任意角度的第一无线温度传感器和第二无线温度传感器所测量的温度信号传输至多通道信号采集单元，最后通过多通道信号采集单元采集、管理和显示所有温度信号，完成对行星轴承温度的无线检测。本发明能够有效解决风力发电机组齿轮箱内行星轴承温度检测难的问题。

Description

一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组齿轮箱行星轴承温度检测的技术领域，尤其是指一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法。
背景技术
目前针对风力发电机组齿轮箱内轴承的测温一般采用PT100温度传感器，是通过在固定的轴承座预装PT100温度传感器，通过有线线缆连接进行温度测试。采用此种方法可以测试固定的轴承座温度，但无法测试行星轴承(包括内圈和外圈)的温度。风力发电行业半直驱型风力发电机组主齿轮箱一般采用两级行星或三级行星传动结构，齿轮箱内部结构超级紧凑。行星轮既自转又公转，无法在固定的轴承座安装温度传感器进行行星轴承外圈和内圈温度的测量。齿轮箱行星轴承的实际运行温度参数直接影响轴承的寿命，因此对齿轮箱行星轴承外圈和内圈温度检测非常重要。由于半直驱齿轮箱内部结构比较复杂，结构紧凑、高温环境、有润滑油喷射、行星轮高速自转和公转，在这种复杂的条件下，目前还没有针对风电行业齿轮箱特别是半直驱齿轮箱行星轴承外圈和内圈测温的成熟方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，能够有效解决风力发电机组齿轮箱内行星轴承温度检测难的问题。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，包括以下步骤：
1)在齿轮箱的每一级行星轴承的外圈和内圈的边缘分别粘贴用于测量行星轴承外圈温度的第一无线温度传感器和用于测量行星轴承内圈温度的第二无线温度传感器，使每个第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的温度探头分别接触到对应行星轴承的外圈和内圈；
2)在齿轮箱的固定行星架上沿固定行星架的周向均匀布置多个天线，该多个天线能够与第一无线温度传感器和第二无线温度传感器之间无线通信；
3)将每个天线通过线缆与预设在齿轮箱外部的多通道信号采集单元连接，通过多个天线能够将旋转至任意角度的第一无线温度传感器和第二无线温度传感器所测量的温度信号传输至多通道信号采集单元，最后通过多通道信号采集单元采集、管理和显示所有温度信号，完成对行星轴承温度的无线检测。
进一步，在步骤1)中，预先将第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的厚度减薄至特定厚度以下，使其分别适应行星轴承外圈和内圈上的安装空间，然后再进行第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的粘贴安装。
进一步，所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的尺寸规格均小于30mm*30mm*10mm。
进一步，在步骤1)中，所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器分别采用耐高温、耐油的胶水粘贴在行星轴承的相应位置上。
进一步，所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器均为有源或无源温度传感器。
进一步，在步骤3)中，所述线缆是通过齿轮箱的观察孔或齿轮箱上特定的孔穿出齿轮箱外部。
进一步，所述多通道信号采集单元能够与机组的主控系统通信连接。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明通过在行星轴承的外圈和内圈粘贴无线温度传感器，通过无线温度传感器的探头接触到行星轴承的外圈和内圈，实现对行星轴承内圈和外圈的温度检测，解决了齿轮箱行星轴承复杂的环境特性无法安装传统温度传感器探测温度的难点；通过采用多个天线均匀布置到齿轮箱内部固定行星架上，解决无线温度传感器信号传输的问题，能够将旋转至任意角度的无线温度传感器所测量的温度信号传输至多通道信号采集单元，测量结果准确度高。
2、本发明的无线温度传感器采用微型有源或无源温度传感器，通过将无线温度传感器的厚度减薄至特定厚度，减小其整体体积，以满足内部结构紧凑的采用两级行星或三级行星传动结构的齿轮箱的安装要求。
3、本发明的多通道信号采集单元可以接入多个无线温度传感器信号(如128个以上)，满足齿轮箱多级行星轴承内圈和外圈同时采集和分析的能力。
4、采用本发明的方法可以实现对风电半直驱齿轮箱多级行星轴承进行实时的温度检测和分析，从而验证行星轴承内、外圈的温度值是否跟理论设计相符，为优化设计齿轮箱轴承提供原始的数据支撑，提高齿轮箱的可靠性和降低现场运行故障率。
附图说明
图1为本发明的检测方法在齿轮箱上的应用示意图。
图2为本发明的无线温度传感器在行星轴承上的安装示意图。
图3为本发明的天线在固定行星架上的安装示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的使用方式不限于此。
如图1至图3所示，本实施例所述的风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，包括以下步骤：
1)在齿轮箱5的一级行星轮的行星轴承的外圈501和内圈502的边缘分别通过耐高温、耐润滑油的高强粘力胶水粘贴第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102，在二级行星轮的行星轴承的外圈501和内圈502的边缘分别通过耐高温、耐润滑油的高强粘力胶水粘贴第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102，这些传感器均为贴片式，具有体积小、厚度薄、耐高温、耐润滑油、旋转运动可正常发出和接收信号、无线信号有效传输距离大于10m以上的特点，满足齿轮箱5内部特殊的环境要求，确保每个第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102的温度探头分别接触到对应行星轴承的外圈501和内圈502，通过第一无线温度传感器101检测外圈501的温度，通过第二无线温度传感器102检测内圈502的温度，通过耐高温200℃(齿轮箱5行星轴承最大温度不超过85℃)、耐润滑油的高强粘力胶水能够防止无线温度传感器损坏和脱落，满足使用寿命要求；
2)由于齿轮箱5壳体及齿轮由能够阻隔信号传输的铁材料制成，其厚度较厚，无线温度传感器的信号无法传输到齿轮箱5外部，因此在齿轮箱5的固定行星架6上沿固定行星架6的周向均匀布置3个天线201，每个天线201在圆周上相差120°，该3个天线201能够与第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102之间无线通信，通过天线201的布置方式，使无线温度传感器无论旋转到哪个角度，天线201都可以正常接收信号；
3)将每个天线201通过线缆8与预设在齿轮箱5外部的多通道信号采集单元3连接，线缆8可以通过齿轮箱5的观察孔或齿轮箱5上特定的孔7穿出齿轮箱5外部，通过多个天线201能够将旋转至任意角度的第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102所测量的温度信号传输至多通道信号采集单元3，多通道信号采集单元3能够满足所有无线温度传感器的接入需求，最后通过多通道信号采集单元3采集、管理和显示所有温度信号，完成对行星轴承温度的无线检测。
进一步地，在步骤1)中，通过预先将第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102的厚度减薄至特定厚度(如10mm)以下，整体尺寸规格小于30mm*30mm*10mm，使其能够满足齿轮箱5一级行星传动结构安装空间的要求，尤其满足于二级行星传动结构内部紧凑安装空间的要求，然后再进行第一无线温度传感器101和第二无线温度传感器102的粘贴。
进一步地，多通道信号采集单元3还可以与机组的主控系统通信，能够将数据上传、存储至主控系统。
采用本实施例的检测方法可以实现对风电半直驱齿轮箱多级行星轴承(如一级行星轴承、二级行星轴承、三级行星轴承)进行实时的温度检测和分析，从而验证行星轴承内、外圈的温度值是否跟理论设计相符，为优化设计齿轮箱轴承提供原始的数据支撑，提高齿轮箱的可靠性和降低现场运行故障率。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在齿轮箱的每一级行星轴承的外圈和内圈的边缘分别粘贴用于测量行星轴承外圈温度的第一无线温度传感器和用于测量行星轴承内圈温度的第二无线温度传感器，使每个第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的温度探头分别接触到对应行星轴承的外圈和内圈；
2)在齿轮箱的固定行星架上沿固定行星架的周向均匀布置多个天线，该多个天线能够与第一无线温度传感器和第二无线温度传感器之间无线通信；
3)将每个天线通过线缆与预设在齿轮箱外部的多通道信号采集单元连接，通过多个天线能够将旋转至任意角度的第一无线温度传感器和第二无线温度传感器所测量的温度信号传输至多通道信号采集单元，最后通过多通道信号采集单元采集、管理和显示所有温度信号，完成对行星轴承温度的无线检测。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：在步骤1)中，预先将第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的厚度减薄至特定厚度以下，使其分别适应行星轴承外圈和内圈上的安装空间，然后再进行第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的粘贴安装。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器的尺寸规格均小于30mm*30mm*10mm。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：在步骤1)中，所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器分别采用耐高温、耐油的胶水粘贴在行星轴承的相应位置上。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：所述第一无线温度传感器和第二无线温度传感器均为有源或无源温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：在步骤3)中，所述线缆是通过齿轮箱的观察孔或齿轮箱上特定的孔穿出齿轮箱外部。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮箱行星轴承温度无线检测方法，其特征在于：所述多通道信号采集单元能够与机组的主控系统通信连接。
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