CN205920020U - 叶片疲劳测试加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种叶片疲劳测试加载装置，包括驱动马达，还包括由所述驱动马达驱动的牵拉部，所述牵拉部与所述叶片连接，所述牵拉部能够作往复运动，以与所述叶片实现牵拉，实现所述叶片的周期性摆动。该方案设置牵拉部，以牵拉叶片，驱动马达无需跟随叶片作摆动，即将叶片的摆动通过能够往复运动的牵拉部与驱动马达分离，则驱动马达可以设置于地面或者其他工作台面上，以处于静态。此时，驱动马达的电源线相较于背景技术将处于较为稳定的状态，可以降低损坏的几率；并且，驱动马达需要检修时，工人在地面或者工作台面上即可操作，安全系数得以较大提升。

Description

叶片疲劳测试加载装置

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种叶片疲劳测试加载装置。

背景技术

目前，新设计并试制出来的的风电叶片需要经历一系列的测试后，方可认为设计合格。疲劳测试便是测试项目之一。通常，疲劳测试需要测试叶片上下摆动多个周期。

请参考图1，图1为一种叶片测试结构示意图。

测试时，在地面设置一试验台基座，叶片的根部固定于试验台基座，在叶片的尖部附近设置一驱动马达，驱动马达带有一偏心块，马达运转后，将驱动偏心块转动，并呈圆周运动，由于重心不断改变，在偏心块的带动下，叶片将进行上下摆动。该测试一般需要叶片上下摆动200万个周期，时间长达3个月左右。

上述技术方案存在下述技术问题：

一、连接驱动马达的电源线，悬空于叶片和地面之间，随着叶片摆动，电源线易断；

二、当驱动马达损坏或停止工作时，需要工人爬上叶片上表面进行检查或者维修，此时，工人会离地面3米高左右，存在较大的安全隐患。

有鉴于此，亟待针对上述测试加载装置进行改进，以提高操作安全性，降低电源线损坏几率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种叶片疲劳测试加载装置，该装置能够提高操作安全性，降低电源线损坏几率。

本方案提供的叶片疲劳测试加载装置，包括驱动马达，还包括由所述驱动马达驱动的牵拉部，所述牵拉部与所述叶片连接，所述牵拉部能够作往复运动，以与所述叶片牵拉，实现所述叶片的周期性摆动。

该方案设置牵拉部，以牵拉叶片，驱动马达无需跟随叶片作摆动，即将叶片的摆动通过能够往复运动的牵拉部与驱动马达分离，则驱动马达可以设置于地面或者其他工作台面上，以处于静态。此时，驱动马达的电源线相较于背景技术将处于较为稳定的状态，可以降低损坏的几率；并且，驱动马达需要检修时，工人在地面或者工作台面上即可操作，安全系数得以较大提升。

可选地，还包括传动部，所述传动部包括能够相啮合的异形齿轮和齿条，所述齿条与所述牵拉部连接；

所述异形齿轮的周向，部分设有驱动齿，部分无齿，处于啮合状态，所述驱动齿驱动所述齿条带动所述牵拉部移动，以拉动所述叶片向下摆动；处于非啮合状态，所述叶片回弹向上摆动。

可选地，还包括滑轨，所述齿条底部设有沿所述轨道滚动的滑槽轮。

可选地，还包括驱动轮和链轮，所述驱动马达驱动所述驱动轮转动，所述驱动轮通过皮带或链条驱动所述链轮转动，所述链轮与所述异形齿轮同轴固定。

可选地，还包括罩壳，所述叶片测试加载装置的部件均位于所述罩壳内，且所述牵拉部的一端伸出所述罩壳与所述叶片连接。

可选地，所述牵拉部为钢丝绳。

可选地，还包括定滑轮，所述驱动马达驱动所述钢丝绳沿水平方向往复运动，所述定滑轮将水平方向的钢丝绳引导至向上与所述叶片连接。

附图说明

图1为一种叶片测试结构示意图；

图2为本实用新型所提供叶片疲劳测试加载装置对叶片进行加载测试时的结构示意图；

图3为图2中动力箱内部的结构示意图；

图4为图3中半齿轮的结构示意图。

图1-4中附图标记的说明如下：

1叶片、2驱动马达、3试验台基座、4钢丝绳、5定滑轮、6定滑轮支架；

7动力箱、71罩壳、72齿条、73半齿轮、731驱动齿、74链轮、75驱动轮、76链条、77挂杆、78滑槽轮、79轨道。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2-3，图2为本实用新型所提供叶片疲劳测试加载装置对叶片进行加载测试时的结构示意图；图3为图2中动力箱内部的结构示意图。

与背景技术相似，本方案中的叶片1在测试时，也在地面设置一试验台基座3，叶片1的根部固定于试验台基座3，叶片1处于悬臂状态。本方案提供的叶片1疲劳测试加载装置，包括驱动马达2，还包括与叶片1连接的牵拉部，牵拉部最好连接于叶片1的尖部位置，以降低牵拉难度，牵拉部可以是如图2所示的钢丝绳4，驱动马达2驱动牵拉部，牵拉部能够作往复运动，以牵拉叶片1作周期性摆动。

该方案设置牵拉部，以牵拉叶片1，驱动马达2无需跟随叶片1作摆动，即将叶片1的摆动通过能够往复运动的牵拉部与驱动马达2分离，则驱动马达2可以设置于地面或者其他工作台面上，以处于静态。此时，驱动马达2的电源线相较于背景技术将处于较为稳定的状态，可以降低损坏的几率；并且，驱动马达2需要检修时，工人在地面或者工作台面上即可操作，安全系数得以较大提升。

本实施例中牵拉部的往复运动具体通过传动部实现。

如继续参考图3并结合图4理解，图4为图3中半齿轮73的结构示意图。

该叶片1疲劳测试加载装置还包括传动部，传动部包括半齿轮73和齿条72，齿条72与牵拉部连接，图中齿条72的右端与钢丝绳4的一端连接，钢丝绳4的另一端连接叶片1的尖部位置。

驱动马达2驱动半齿轮73转动，半齿轮73仅一半具有能够与齿条72啮合的驱动齿731，如图3所示，该齿轮左侧一半具有驱动齿731，右侧一半无齿，为光轮。当半齿轮73与齿条72处于啮合状态时，驱动齿731轮在驱动马达2驱动下转动时，驱动齿731将驱动齿条72移动，移动的方向要求能够带动叶片1向下摆动，图3中，则要求齿条72向左侧移动，则半齿轮73顺时针转动，齿条72左移时带动作为牵拉部的钢丝绳4左移，从而拉动叶片1向下摆动。

半齿轮73继续转动时，驱动齿731将于齿条72脱离，由无齿部分滑过齿条72，齿条72不受半齿轮73驱动，由于之前叶片1向下摆动，此时不受外力的叶片1形变势能得以释放，向上回弹摆动，拉动齿条72右移。

当半齿轮73继续转动，驱动齿731又将与齿条72啮合，则重复上述过程，从而实现牵拉部的往复运动，也实现了叶片1的上下往复摆动。可见，该实施例中，作为牵拉部的钢丝上实际上只牵拉叶片1向下摆动，叶片1向上摆动时则反过来牵拉钢丝绳4，即牵拉部和叶片1二者相互牵拉，实现二者的往复运动，叶片1则表现为周期性摆动。由于叶片1回弹上摆时，驱动马达2无负载，因此该种方式的驱动，驱动马达2可以作相对的周期性空转，可以延长驱动马达2的使用寿命。

可以理解，半齿轮73的设置方式，在时间设定上，当驱动马达2匀速转动时，叶片1向上摆动和向下摆动的时间将一致，即半齿轮73转动的半圈的时间。这里半齿轮73是齿轮的一半具有驱动齿731，实际上，只要在齿轮的周向上，部分有驱动齿731，部分无齿即可，即设计一非全齿布置的异形齿轮即可，并不限定为无齿部分和有齿部分的比例为1：1，比如叶片1回弹地较快时，则无齿部分所占比例可以相对较少，叶片1回弹地较慢时，则无齿部分可以相对较多。

此处异形齿轮的“异形”是表示齿数设置的特殊性，即并非常规齿轮的全周向布置，对于异形齿轮结构本身并不要求是异形，如图3所示的异形齿轮实际上主体也成常规的圆形，当然，其他形状也是可行的，这里并不做特殊限制。

该实施例中，为便于齿条72的移动，还专门设置轨道79，齿条72底部则设有沿轨道79滚动的滑槽轮78。可以设置两条或以上的并列轨道79，齿条72底部设置相应数量的滑槽轮排，从而使得齿条72的移动更为稳定。

另外，本方案将整个叶片1疲劳测试加载装置的部件布置于一动力箱7内，如图所示的动力箱7的罩壳71，此时，上述滑轨可以直接设于罩壳71的底部，显然也可以直接铺设于地面，但设于动力箱7内使得整个装置的整体性更优，便于移动。而且，设置罩壳71后，半齿轮73可以直接固定于罩壳71的内壁，例如固定于图3所示的罩壳71的顶部，具体可通过一挂杆77连接。半齿轮73需要驱动齿条72移动，因此半齿轮73需要相对地面定位，使其仅能转动，罩壳71的设置使其定位更为便利。可以理解，即便不设置罩壳71，半齿轮73也可以安装于其他位置，比如直接定位于地面。

需要说明的是，本方案将驱动马达与叶片分离后，使得驱动马达乃至其他叶片疲劳测试加载装置的部件均可以设于动力箱7的罩壳71内，从而起到保护内部构件的作用，而且叶片1的疲劳测试通常在室外进行，较长周期(近三个月)的测试经常会遇到雨天，则罩壳71可以起到很好的防雨作用。而背景技术中的方案，由于驱动马达需要随叶片摆动，设置防雨罩时，防雨罩随叶片1摆动会与空气摩擦产生风阻，从而降低马达的效能，并且防雨罩随叶片1摆动也容易震动坏损，故背景技术方案中通常无法设置防雨罩。本方案的设置方式使得罩壳71能够加设，起到包括防雨的多方面保护作用。

本方案中，驱动马达2并不直接驱动半齿轮73，而是又设置驱动轮75和链轮74，驱动轮75和链轮74也均置于动力箱7内。驱动马达2直接驱动驱动轮75转动，驱动轮75通过皮带或链条76驱动链轮74转动，链轮74与半齿轮73同轴固定，则实现对半齿轮73的驱动。

如此设置则有如下优势：驱动马达2属于易损件，当驱动马达2需要检修或更换时，直接取下链条76或皮带即可，无需拆下相对固定于动力箱7内的半齿轮73；另外，驱动轮75的直径大于链轮74的直径，可以将驱动马达2的高速小扭矩转化为低速大扭矩，以更好地满足牵拉叶片1的动力需求，虽然可以直接选用低速高扭矩马达，但本方案可以使用成本相对较低的高速小扭矩马达。

上述实施例中，还包括定滑轮5，相应地设置定滑轮支架6，定滑轮支架6可以置于地面。牵拉部包括钢丝绳4，驱动马达2驱动钢丝绳4沿水平方向往复运动，如图3所示的左右侧方向，而定滑轮5则可将水平方向的钢丝绳4引导至向上与叶片1连接，钢丝绳4引导后基本呈竖直状态，当叶片1作上下摆动时，钢丝绳4会沿竖直方向有小幅偏移。

与叶片1相互牵拉时，显然作为牵拉部的钢丝绳4需要在上下方向作往复运动，设置定滑轮5时，可以将钢丝绳4的上下往复运动转向为水平方向往复运动，竖直方向上无需预留出钢丝绳4的最大长度，从而使得整个叶片1离地的距离也得以降低，提高安全系数。当然，不设置定滑轮5时，图3中装置竖直摆放也是可行的，此时为了降低叶片1高度，也可以将动力箱7设于地下，总体而言，设置定滑轮5的方案显然是优选方案。

不设置定滑轮5时，牵拉部除了钢丝绳4，还可以是连杆，铰接于叶片1和齿条72即可，当然，钢丝绳4具有灵活的方向适应性。

以上实施例中牵拉部为钢丝绳4，并且采用半齿轮73和齿条72相配合的方式实现钢丝绳4的往复运动。可以理解，在本实用新型通过牵拉叶片1而分离驱动马达2和叶片1的思路下，并不限于以上实施例。

比如，上述传动部可以替换为电磁离合器、卷扬，驱动马达2可以通过电磁离合器与卷扬的轴连接，电磁离合器周期性地接合、脱离，卷扬的钢丝绳4牵拉叶片1或被叶片1回弹牵拉。

再比如，传动部设一凸轮，牵拉部可以是与凸轮连接的连杆，驱动马达2驱动凸轮转动，凸轮偏心转动过程中，带动连杆牵拉叶片1上下摆动。

更简单地设置，也可以不设置传动部，直接控制驱动马达2正反转，以实现带动叶片1周期性上下摆动，当然，上述设置传动部的方案为优选方案，驱动马达2可以沿同一方向运动，从而延长驱动马达2的使用寿命。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种叶片疲劳测试加载装置，包括驱动马达(2)，其特征在于，还包括由所述驱动马达(2)驱动的牵拉部，所述牵拉部与所述叶片(1)连接，所述牵拉部能够作往复运动，以与所述叶片(1)牵拉，实现所述叶片(1)的周期性摆动。

2.如权利要求1所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，还包括传动部，所述传动部包括相啮合的异形齿轮和齿条(72)，所述齿条(72)与所述牵拉部连接；

所述异形齿轮的周向，部分设有驱动齿(731)，部分无齿；处于啮合状态，所述驱动齿(731)驱动所述齿条(72)带动所述牵拉部移动，以拉动所述叶片(1)向下摆动；处于非啮合状态，所述叶片(1)回弹向上摆动。

3.如权利要求2所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，还包括轨道(79)，所述齿条(72)底部设有沿所述轨道(79)滚动的滑槽轮(78)。

4.如权利要求2所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，还包括驱动轮(75)和链轮(74)，所述驱动马达(2)驱动所述驱动轮(75)转动，所述驱动轮(75)通过皮带或链条(76)驱动所述链轮(74)转动，所述链轮(74)与所述异形齿轮同轴固定。

5.如权利要求1-4任一项所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，还包括罩壳(71)，所述叶片测试加载装置的部件均位于所述罩壳(71)内，且所述牵拉部的一端伸出所述罩壳(71)与所述叶片(1)连接。

6.如权利要求1-4任一项所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，所述牵拉部为钢丝绳(4)。

7.如权利要求6所述的叶片疲劳测试加载装置，其特征在于，还包括定滑轮(5)，所述驱动马达(2)驱动所述钢丝绳(4)沿水平方向往复运动，所述定滑轮(5)将水平方向的钢丝绳(5)引导至向上与所述叶片(1)连接。