CN217384701U - 一种风力发电机组变桨轴承试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组变桨轴承试验台，包括底座、动力部、变速部、驱动部、轴承部和加载部；动力部、变速部、驱动部、轴承部和加载部均安装在所述底座上；动力部的动力输出端与变速部的动力输入端相啮合，变速部的动力输出端与驱动部的动力输入端相啮合，驱动部的动力输出端与轴承部的动力输入端相啮合，轴承部与加载部卡接。本实用新型可以更加真实地模拟轴承的实际承受载荷和不同工作环境下轴承工作以及发生失效的情况。

Description

一种风力发电机组变桨轴承试验台

技术领域

本实用新型属于大型风力发电机组变桨轴承测试装置技术领域，更具体的说是涉及一种风力发电机组变桨轴承试验台。

背景技术

变桨轴承是风力发电机组的重要部件，随着时代的发展，科技不断进步，风电装机总量也在迅猛发展，对于风电装备可靠性的要求日益提高。

变桨轴承作为变桨系统的关键部件，其运行工况直接影响整机的安全稳定性，变桨轴承故障损失带来的危害亟待解决，其潜在的危险性更是已经成为大型风电装备运行维护的重要问题和智能化发展进程中不可回避的基础科学障碍。

我国目前现有的风力发电机组变桨轴承试验台对变桨轴承受载状态及损伤失效形式的模拟较为简单，仅考虑了单一的受载形式和单一的损伤状态，存在很大的局限性。

因此，如何提供一种风力发电机组变桨轴承试验台成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种风力发电机组变桨轴承试验台，可以更加真实地模拟轴承的实际受载状态以及服役环境下轴承的损伤失效形式。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，包括：底座、动力部、变速部、驱动部、轴承部和加载部；所述动力部、变速部、驱动部、轴承部和加载部均安装在所述底座上；所述动力部的动力输出端与所述变速部的动力输入端相啮合，所述变速部的动力输出端与所述驱动部的动力输入端相啮合，所述驱动部的动力输出端与所述轴承部的动力输入端相啮合，所述轴承部与所述加载部相连接。

进一步的，所述动力部包括电动机和输入输出换向锥齿轮组，所述电动机固连在底座顶端，所述电动机输出端与输入输出换向锥齿轮组相连接。

进一步的，输入输出换向锥齿轮组包括水平锥齿轮一和竖直锥齿轮一，所述水平锥齿轮一装配在所述电动机的输出端，所述竖直锥齿轮一与所述变速部相连接，且所述水平锥齿轮一和所述竖直锥齿轮一相啮合。

进一步的，所述变速部包括输入齿轮轴、变速调节齿轮轴、输出齿轮轴、齿轮箱外壳和固定架，所述输入齿轮轴、变速调节齿轮轴和输出齿轮轴均平行设置，且均穿插在所述固定架上；所述输入齿轮轴上依次安装有第一小齿轮、第一中齿轮、第一大齿轮；所述变速调节齿轮轴上依次安装有第二小齿轮、第二中齿轮、第二大齿轮，所述变速调节齿轮轴伸出固定架的部分顺序开设有非工作孔、低速孔、中速孔、高速孔，所述低速孔、中速孔或高速孔与圆锥销相配合；所述输出齿轮轴上依次安装有第三小齿轮、第三大齿轮一、第三大齿轮二；所述输入齿轮轴与所述竖直锥齿轮一相连接；输入齿轮轴、变速调节齿轮轴、输出齿轮轴和固定架由齿轮箱外壳覆盖。

进一步的，所述驱动部包括输出换向锥齿轮组、动力输入齿轮和立式轴；输出换向锥齿轮组与所述输出齿轮轴相连接，且所述输出换向锥齿轮组安装在所述立式轴顶端，所述动力输入齿轮套设在所述立式轴上。

进一步的，输出换向锥齿轮组包括竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二，所述竖直锥齿轮二与所述输出齿轮轴相连接，所述水平锥齿轮二安装在所述立式轴顶端，且所述竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二相啮合。

进一步的，所述轴承部包括变桨轴承组和轴向力与倾覆力矩加载装置，所述变桨轴承组通过下变桨轴承与所述动力输入齿轮相啮合；在所述变桨轴承组上，在所述轴向力与倾覆力矩加载装置的下方，开有卡槽；所述轴向力与倾覆力矩加载装置安装在变桨轴承组的顶端，所述轴向力与倾覆力矩加载装置顶端的中间与两侧均设置有凹槽，质量块置于轴向力与倾覆力矩加载装置中间的凹槽内，用于施加轴向力；质量块置于轴向力与倾覆力矩加载装置两侧的凹槽内，用于施加倾覆力矩。

进一步的，所述加载部中包括加载板、弹簧、滑板、固定板、加载螺杆、加载手柄和底座滑槽；所述加载板安装在所述底座滑槽中，所述加载板与所述卡槽相接触，防止所述轴向力与倾覆力矩加载装置发生转动；所述滑板安装在所述底座滑槽中，所述弹簧两端分别与所述加载板和所述滑板相连接；所述固定板安装在所述底座滑槽边缘，所述固定板开有螺孔，螺孔中配合有所述加载螺杆，所述加载螺杆外端安装有所述加载手柄。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型能够提供多级变速条件，可以使变桨轴承工作在不同的旋转速度下，实现对风电机组变桨轴承所处不同风速环境的模拟；本实用新型采取加载质量块和使用硬质弹簧的方法对变桨轴承施加大小不同的载荷，实现力的无级变换加载，可以更加真实地模拟变桨轴承的实际受载状态以及服役环境下轴承的损伤失效形式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型电动机与水平锥齿轮一的安装结构示意图；

图3为本实用新型变速部的结构示意图；

图4为本实用新型轴承部的结构示意图；

图5为本实用新型加载部的结构示意图。

其中，图中，

1、底座；2、动力部；3、变速部；4、驱动部；5、轴承部；6、加载部；7、电机；8、输入输出换向锥齿轮组；9、输入齿轮轴；10、变速调节齿轮轴；11、输出齿轮轴；12、齿轮箱外壳；13、固定架；14、圆锥销；15、非工作孔；16、低速孔；17、中速孔；18、高速孔；19、第一小齿轮；20、第一中齿轮；21、第一大齿轮；22、第二小齿轮；23、第二中齿轮；24、第二大齿轮；25、第三小齿轮；26、第三大齿轮一；27、第三大齿轮二；28、输出换向锥齿轮组；29、动力输入齿轮；30、立式轴；31、变桨轴承组；32、轴向力与倾覆力矩加载装置；33、质量块；34、卡槽；35、加载板；36、弹簧；37、滑板；38、固定板；39、加载螺杆；40、加载手柄；41、底座滑槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例中，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1-5，本实用新型提供了一种风力发电机组变桨轴承试验台，包括：底座1、动力部2、变速部3、驱动部4、轴承部5和加载部6；动力部2、变速部3、驱动部4、轴承部5和加载部6均安装在底座1上；动力部2的动力输出端与变速部3的动力输入端相啮合，变速部3的动力输出端与驱动部4的动力输入端相啮合，驱动部4的动力输出端与轴承部5的动力输入端相啮合，轴承部5与加载部6通过卡槽相固定。

如图1所示，底座1又可以称为基座，它是整个试验台的主要支持部件，所有的部件都安装在底座1的顶端。

本实施例中，动力部2包括电动机7和输入输出换向锥齿轮组8，电动机7固连在底座1顶端，电动机7输出端与输入输出换向锥齿轮组8相连接。

本实施例中，输入输出换向锥齿轮组8包括水平锥齿轮一和竖直锥齿轮一，水平锥齿轮一装配在电动机7的输出端，竖直锥齿轮一与变速部相连接，且水平锥齿轮一和竖直锥齿轮一相啮合。

如图2所示，电机7直接固连在底座1上，电机的转轴上安装着输入输出换向锥齿轮组8的水平锥齿轮一，用以提供动力并起到换向作用。

本实施例中，变速部包括输入齿轮轴9、变速调节齿轮轴10、输出齿轮轴11、齿轮箱外壳12和固定架13，输入齿轮轴9、变速调节齿轮轴10和输出齿轮轴11均平行设置，且均穿插在固定架13上；输入齿轮轴9上依次安装有第一小齿轮19、第一中齿轮20、第一大齿轮21；变速调节齿轮轴10上依次安装有第二小齿轮22、第二中齿轮23、第二大齿轮24，变速调节齿轮轴10伸出固定架13的部分顺序开设有非工作孔15、低速孔16、中速孔17、高速孔18，低速孔16、中速孔17或高速孔18与圆锥销14相配合；输出齿轮轴11上依次安装有第三小齿轮25、第三大齿轮一26、第三大齿轮二27；输入齿轮轴9与竖直锥齿轮一相连接；输入齿轮轴9、变速调节齿轮轴10、输出齿轮轴11和固定架13由齿轮箱外壳12覆盖。

如图3所示，装置的变速部3主体为变速箱，变速箱中的三根齿轮轴上均安装有型号不同的齿轮。输入齿轮轴9上在固定架13内侧从左到右依次安装有第一小齿轮19，第一中齿轮20和第一大齿轮21，在轴的固定架外侧部分固接着输入输出换向锥齿轮组8的垂直部分，该部分为变速箱的运行提供动力。变速调节齿轮轴10上在固定架内侧从左到右依次安装有第二小齿轮22、第二中齿轮23、第二大齿轮24，轴在固定板左边外侧的部分从固定架中穿过，轴上开有四个销孔，从左到右分别为高速孔18、中速孔17、低速孔16和非工作孔15，输出齿轮轴11上的固定架内侧从左到右依次安装有第三小齿轮25，第三大齿轮一26，第三大齿轮二27，在输出齿轮轴的最右侧固连着输出换向锥齿轮组28的垂直部分，用于向动力输入齿轮29提供动力。在齿轮轴的上端安装着一个齿轮箱外壳12，用于防止落尘延长齿轮工作寿命并且提高工作效率。变速箱共有三个速度档位，分别为高速档、中速档和低速档，当圆锥销14与高速孔18配合时，第一大齿轮21和第二小齿轮22啮合，第二大齿轮24与第三小齿轮25啮合，变速箱提供的速度较快；当圆锥销14与中速孔17配合时，第一中齿轮20与第二中齿轮23啮合，第二小齿轮22与第三大齿轮一26啮合，变速箱提供的速度适中，当圆锥销14与低速孔16配合时，第一小齿轮19和第二大齿轮24啮合，第二小齿轮22和第三大齿轮二27啮合，变速箱提供的速度较慢。

本实施例中，驱动部4包括输出换向锥齿轮组28、动力输入齿轮29和立式轴30；输出换向锥齿轮组28与输出齿轮轴11相连接，且输出换向锥齿轮组28安装在立式轴30顶端，动力输入齿轮29套设在立式轴30上。

本实施例中，输出换向锥齿轮组28包括竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二，竖直锥齿轮二与输出齿轮轴11相连接，水平锥齿轮二安装在立式轴30顶端，且竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二相啮合。

本实施例中，轴承部5包括变桨轴承组31和轴向力与倾覆力矩加载装置32，变桨轴承组31通过下变桨轴承与动力输入齿轮29相啮合；在变桨轴承组31上，在轴向力与倾覆力矩加载装置32的下方，开有卡槽34；轴向力与倾覆力矩加载装置32安装在变桨轴承组31的顶端，所述轴向力与倾覆力矩加载装置32顶端的中间与两侧均设置有凹槽，质量块33置于轴向力与倾覆力矩加载装置32中间的凹槽内，用于施加轴向力；质量块33置于轴向力与倾覆力矩加载装置32两侧的凹槽内，用于施加倾覆力矩。

如图4所示，在立式轴30的顶端固连着输出换向锥齿轮组28的竖直锥齿轮二，用于驱动安装在轴上的动力输入齿轮29，动力输入齿轮29与立式轴30同轴连接。

变桨轴承组31的下变桨轴承与动力输入齿轮29相啮合，变桨轴承组31顶端安装的轴向力与倾覆力矩加载装置32呈对称形状，该装置上端开有凹槽可以放置重量可调的质量块33，用于施加大小可控的倾覆力矩。在轴向力与倾覆力矩加载装置32和变桨轴承组31的上变桨轴承之间安装有卡槽34，从而可以固定变桨轴承组31的上端，使它不发生转动。

本实施例中，加载部6中包括加载板35、弹簧36、滑板37、固定板38、加载螺杆39、加载手柄40和底座滑槽41；加载板35安装在底座滑槽41中，加载板35与卡槽34相接触，防止轴向力与倾覆力矩加载装置32发生转动；滑板37安装在底座滑槽41中，弹簧36两端分别与加载板35和滑板37相连接；固定板38安装在底座滑槽41边缘，固定板38开有螺孔，螺孔中配合有加载螺杆39，加载螺杆39外端安装有加载手柄40。

如图5所示，加载板35上端与卡槽34接触起到固定作用，使轴向力与倾覆力矩加载装置不发生转动。同时加载板35的底端安装在底座滑槽41中，可以沿着滑槽滑动，便于施加径向力。滑板37也以同样的方式安装在底座滑槽41中，加载板和滑板之间固定一个硬质弹簧36，用以缓冲加载。滑板的右侧安装一个固连在底座1上的固定板38，板上开有螺孔，螺孔中配合安装加载螺杆39，加载螺杆39采用螺纹自锁的固定方式，为装置提供稳定的径向力加载条件，加载螺杆39右端再连接一个有一个转动自由度的加载手柄40，通过人工转动提供压力，最终作为径向力作用在变桨轴承上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，包括：底座(1)、动力部(2)、变速部(3)、驱动部(4)、轴承部(5)和加载部(6)；所述动力部(2)、变速部(3)、驱动部(4)、轴承部(5)和加载部(6)均安装在所述底座(1)上；所述动力部(2)的动力输出端与所述变速部(3)的动力输入端相啮合，所述变速部(3)的动力输出端与所述驱动部(4)的动力输入端相啮合，所述驱动部(4)的动力输出端与所述轴承部(5)的动力输入端相啮合，所述轴承部(5)与所述加载部(6)卡接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述动力部(2)包括电动机(7)和输入输出换向锥齿轮组(8)，所述电动机(7)固连在底座(1)顶端，所述电动机(7)输出端与输入输出换向锥齿轮组(8)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，输入输出换向锥齿轮组(8)包括水平锥齿轮一和竖直锥齿轮一，所述水平锥齿轮一装配在所述电动机(7)的输出端，所述竖直锥齿轮一与所述变速部相连接，且所述水平锥齿轮一和所述竖直锥齿轮一相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述变速部包括输入齿轮轴(9)、变速调节齿轮轴(10)、输出齿轮轴(11)、齿轮箱外壳(12)和固定架(13)，所述输入齿轮轴(9)、变速调节齿轮轴(10)和输出齿轮轴(11)均平行设置，且均穿插在所述固定架(13)上；所述输入齿轮轴(9)上依次安装有第一小齿轮(19)、第一中齿轮(20)、第一大齿轮(21)；所述变速调节齿轮轴(10)上依次安装有第二小齿轮(22)、第二中齿轮(23)、第二大齿轮(24)，所述变速调节齿轮轴(10)伸出固定架(13)的部分顺序开设有非工作孔(15)、低速孔(16)、中速孔(17)、高速孔(18)，所述低速孔(16)、中速孔(17)或高速孔(18)与圆锥销(14)相配合；所述输出齿轮轴(11)上依次安装有第三小齿轮(25)、第三大齿轮一(26)、第三大齿轮二(27)；所述输入齿轮轴(9)与所述竖直锥齿轮一相连接；输入齿轮轴(9)、变速调节齿轮轴(10)、输出齿轮轴(11)和固定架(13)由齿轮箱外壳(12)覆盖。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述驱动部(4)包括输出换向锥齿轮组(28)、动力输入齿轮(29)和立式轴(30)；输出换向锥齿轮组(28)与所述输出齿轮轴(11)相连接，且所述输出换向锥齿轮组(28)安装在所述立式轴(30)顶端，所述动力输入齿轮(29)套设在所述立式轴(30)上。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，输出换向锥齿轮组(28)包括竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二，所述竖直锥齿轮二与所述输出齿轮轴(11)相连接，所述水平锥齿轮二安装在所述立式轴(30)顶端，且所述竖直锥齿轮二和水平锥齿轮二相啮合。

7.根据权利要求5所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述轴承部(5)包括变桨轴承组(31)和轴向力与倾覆力矩加载装置(32)，所述变桨轴承组(31)通过下变桨轴承与所述动力输入齿轮(29)相啮合；在所述变桨轴承组(31)上，在所述轴向力与倾覆力矩加载装置(32)的下方，开有卡槽(34)；所述轴向力与倾覆力矩加载装置(32)安装在变桨轴承组(31)的顶端，所述轴向力与倾覆力矩加载装置(32)顶端的中间与两侧均设置有凹槽，质量块(33)置于轴向力与倾覆力矩加载装置(32)中间的凹槽内，用于施加轴向力；质量块(33)置于轴向力与倾覆力矩加载装置(32)两侧的凹槽内，用于施加倾覆力矩。

8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组变桨轴承试验台，其特征在于，所述加载部(6)中包括加载板(35)、弹簧(36)、滑板(37)、固定板(38)、加载螺杆(39)、加载手柄(40)和底座滑槽(41)；所述加载板(35)安装在所述底座滑槽(41)中，所述加载板(35)与所述卡槽(34)相接触，防止所述轴向力与倾覆力矩加载装置(32)发生转动；所述滑板(37)安装在所述底座滑槽(41)中，所述弹簧(36)两端分别与所述加载板(35)和所述滑板(37)相连接；所述固定板(38)安装在所述底座滑槽(41)边缘，所述固定板(38)开有螺孔，螺孔中配合有所述加载螺杆(39)，所述加载螺杆(39)外端安装有所述加载手柄(40)。

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