CN217980778U - 一种带轴系风电主轴承试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，包括后承载架、加载油缸、加载盖、陪试轴承、带轴系主轴承、前加载盖、驱动系统、地轨车等；轴系定圈通过工装固定在前加载盖上，动圈通过陪试轴承抵消旋转；带轴系主轴承载荷由加载油缸产生并通过陪试轴承传递，且通过驱动系统旋转；本实用新型可将不同型号、不同类型的风电主轴承及轴系一起加载试验，并保证轴系与轮毂之间倾角量，实现一机多用，同时能够更真实的模拟主轴承的实际使用状态，可同时实现轴向力、径向力与倾覆力矩的加载。

Description

一种带轴系风电主轴承试验机

技术领域

本发明涉及一种大型轴承测试台，具体地说是一种带轴系风电主轴承试验机。

背景技术

近年来风力发电机市场发展迅猛，带来了风电主轴承行业的发展。风电主轴承在研发过程中，需要针对不同类型、不同规格的产品进行测试，记录其轴向与径向载荷、温升、应力应变、转速转矩等参数，为理论计算、可靠性设计及疲劳寿命预测提供依据。目前，国内试验台仅仅对主轴承本身进行试验，未考虑轴系结构及轴系刚性、安装倾角等因素对轴承寿命的影响。由于风电主轴轴系分内旋转与外旋转、直驱与半直驱等方式，结构差异大，且轴系与轮毂倾角也各不相同，国内目前还没有能够对带轴系的风电主轴承进行加载测试的试验设备。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带轴系风电主轴承试验机，可将风电主轴承及内外轴系一起加载试验，同时保证轴系与轮毂之间倾角量。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，包括混凝土平台1、后承载架2、加载油缸3、加载盖4、第一斜过渡法兰5、陪试轴承6、过渡法兰7、带轴系主轴承8、第二斜过渡法兰9、前加载盖10、驱动系统11、地轨车12、轴系底座13和试验机平台14，所述混凝土平台1上开设有方形的平台孔101，所述后承载架2开设有方形的承载架孔21，所述加载盖4上开设方形的加载盖孔41，所述平台孔101、所述承载架孔21和所述加载盖孔41能够为所述驱动系统11的布置留出空间，所述试验机平台14上靠近所述加载盖4 附近设有凹槽141，为所述加载油缸3的布置留出空间。

所述加载油缸3包含轴向力油缸31、径向力油缸33、倾覆力矩油缸32，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求，所述加载油缸3两侧设有铰接固定座34，所述铰接固定座34分别固定在所述后承载架2和所述加载盖4上，所述加载油缸3的两侧分别与所述铰接固定座34铰接。

所述加载油缸3产生的载荷作用于所述加载盖4上，再通过所述第一斜过渡法兰5、所述陪试轴承6和所述过渡法兰7，加载到所述带轴系主轴承8上，所述第一斜过渡法兰 5还可以替换成第一斜过渡法兰A51或第一斜过渡法兰B52，所述陪试轴承6还可以替换成陪试轴承A61和陪试轴承B62，所述过渡法兰7可以替换成过渡法兰A71和过渡法兰 B72，所述带轴系主轴承8也能够替换成带轴系主轴承A81和带轴系主轴承B82，所述第一斜过渡法兰5、所述陪试轴承6。过渡法兰7和带轴系主轴承8配套使用，所述第一斜过渡法兰A51、所述陪试轴承A61、所述过渡法兰A71和所述带轴系主轴承A81配套使用；所述第一斜过渡法兰B52、所述陪试轴承B62、所述过渡法兰B72和所述带轴系主轴承B82 配套使用。

所述陪试轴承6内圈随所述带轴系主轴承8动圈旋转，外圈固定，保证所述加载盖4在试验过程中位置固定。

所述带轴系主轴承8定圈通过所述第二斜过渡法兰9固定在所述前加载盖10上，或经过所述轴系底座13固定在所述试验机平台14上，所述第二斜过渡法兰9还可以替换成第二斜过渡法兰A91。

所述第一斜过渡法兰5和所述第二斜过渡法兰9均有相同角度的斜角，使所述带轴系主轴承8产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

所述加载盖4与所述加载油缸3、所述陪试轴承6拆开后，可通过所述地轨车12前后移动，安装时留出操作空间。

所述带轴系主轴承8通过驱动系统11旋转，所述驱动系统11包括驱动电机111、减速箱112、万向联轴器113和转接法兰114，所述驱动电机111安装在驱动电机底座1111 上，所述驱动电机111上还设有呈对角线布置的两个电机吊环1112；所述减速箱112的底座的四个角落上分别设有四个螺钉孔1121。

所述地轨车12上设有八个地轨车轮121，所述地轨车12的四个角落上，分别布置两个所述地轨车轮121，所述地轨车轮121下方设有地轨车轨道122，所述地轨车轨道122 呈工字型，所述地轨车轨道122固定在所述试验机平台14上；所述地轨车轮121的圆周表面上设有凹槽，凹槽宽度略大于所述地轨车轨道122的上表面宽度；所述地轨车12上装有上下调整装置123、左右调整装置124和辊轮125，当所述地轨车12移动所述加载盖 4与所述第一斜过渡法兰5进行装配时，螺栓孔会存在错位现象，通过上述上下调整装置和左右调整装置能够在两个方向调整所述加载盖4的姿态，使安装孔对中，所述地轨车12 与所述加载盖4接触面之间有若干排所述辊轮125，方便调整时移动加载盖。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

本发明带轴系风电主轴承试验机，可将不同型号、不同类型的风电主轴承及轴系一起加载试验，并保证轴系与轮毂之间倾角量，实现一机多用，同时能够更真实的模拟主轴承的实际使用状态，可同时实现轴向力、径向力与倾覆力矩的加载。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图之一；

图2为本发明整体结构示意图之二；

图3为本发明整体结构示意图之三；

图4为本发明加载油缸分布情况示意图；

图5为本发明驱动系统示意图；

图6为本发明实施例一的带轴系主轴承处剖视图；

图7为本发明实施例二的带轴系主轴承处剖视图；

图8为本发明实施例三的带轴系主轴承处剖视图；

图9为本发明地轨车结构示意图；

图10为本发明地轨车局部结构示意图；

图11为本发明试验机平台结构示意图；

图中：1-混凝土平台；101-平台孔；2-后承载架；2-承载架孔；3-加载油缸；31-轴向力油缸；32-倾覆力矩油缸；33-径向力油缸；34-铰接固定座；4-加载盖；41-加载盖孔；5- 第一斜过渡法兰；51-第一斜过渡法兰A；52-第一斜过渡法兰B；6-陪试轴承；61-陪试轴承A；62-陪试轴承B；7-过渡法兰；71-过渡法兰A；72-过渡法兰B；8-带轴系主轴承；81- 带轴系主轴承A；82-带轴系主轴承B；9-第二斜过渡法兰；91-第二斜过渡法兰A；10-前加载盖；11-驱动系统；111-驱动电机；1111-驱动电机底座；1112-电机吊环；112-减速箱； 1121-螺钉孔；113-万向联轴器；114-转接法兰；12-地轨车；121-地轨车轮；122-地轨车轨道；123-上下调整装置；124-左右调整装置；125-辊轮；13-轴系底座；14-试验机平台。

具体实施方式

为阐明技术问题、技术方案、实施过程及性能展示，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释。本发明，并不用于限定本发明。以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

实施例1

如图1-图3和图11所示，一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，包括混凝土平台1、后承载架2、加载油缸3、加载盖4、第一斜过渡法兰5、陪试轴承6、过渡法兰7、带轴系主轴承8、第二斜过渡法兰9、前加载盖10、驱动系统11、地轨车12、轴系底座 13和试验机平台14，所述混凝土平台1上开设有方形的平台孔101，所述后承载架2开设有方形的承载架孔21，所述加载盖4上开设方形的加载盖孔41，所述平台孔101、所述承载架孔21和所述加载盖孔41能够为所述驱动系统11的布置留出空间，所述试验机平台 14上靠近所述加载盖4附近设有凹槽141，为所述加载油缸3的布置留出空间。

如图4所示，作为一种可能的实施方式，所述加载油缸3包含轴向力油缸31、径向力油缸33、倾覆力矩油缸32，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求，所述加载油缸3两侧设有铰接固定座34，所述铰接固定座 34分别固定在所述后承载架2和所述加载盖4上，所述加载油缸3的两侧分别与所述铰接固定座34铰接。

作为一种可能的实施方式，所述加载油缸3产生的载荷作用于所述加载盖4上，再通过所述第一斜过渡法兰5、所述陪试轴承6和所述过渡法兰7，加载到所述带轴系主轴承8上，所述第一斜过渡法兰5还可以替换成第一斜过渡法兰A51或第一斜过渡法兰B52，所述陪试轴承6还可以替换成陪试轴承A61和陪试轴承B62，所述过渡法兰7可以替换成过渡法兰A71和过渡法兰B72，所述带轴系主轴承8也能够替换成带轴系主轴承A81和带轴系主轴承B82，所述第一斜过渡法兰5、所述陪试轴承6、过渡法兰7和带轴系主轴承8 配套使用，所述第一斜过渡法兰A51、所述陪试轴承A61、所述过渡法兰A71和所述带轴系主轴承A81配套使用；所述第一斜过渡法兰B52、所述陪试轴承B62、所述过渡法兰B72 和所述带轴系主轴承B82配套使用。

作为一种可能的实施方式，所述陪试轴承6内圈随所述带轴系主轴承8动圈旋转，外圈固定，保证所述加载盖4在试验过程中位置固定。

作为一种可能的实施方式，所述带轴系主轴承8定圈通过所述第二斜过渡法兰9固定在所述前加载盖10上，或经过所述轴系底座13固定在所述试验机平台14上，所述第二斜过渡法兰9还可以替换成第二斜过渡法兰A91，所述第二斜过渡法兰9和带轴系主轴承 8配套使用，所述第二斜过渡法兰A91和所述带轴系主轴承A81配套使用，所述轴系底座 13和所述带轴系主轴承B82配套使用。

作为一种可能的实施方式，所述第一斜过渡法兰5和所述第二斜过渡法兰9均有相同角度的斜角，使所述带轴系主轴承8产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

作为一种可能的实施方式，所述加载盖4与所述加载油缸3、所述陪试轴承6拆开后，可通过所述地轨车12前后移动，安装时留出操作空间。

如图5所示，作为一种可能的实施方式，所述带轴系主轴承8通过驱动系统11旋转，所述驱动系统11包括驱动电机111、减速箱112、万向联轴器113和转接法兰114，所述驱动电机111安装在驱动电机底座1111上，所述电机底座1111固定安装到所述承载架孔 21上，所述驱动电机111上还设有呈对角线布置的两个所述电机吊环1112，能够方便对所述驱动电机111进行吊装且能够吊装稳定；所述减速箱112的底座的四个角落上分别设有四个螺钉孔1121，方便通过螺钉连接将所述减速箱112固定在所述加载盖孔41上。

如图9和图10所示，作为一种可能的实施方式，所述地轨车12上设有八个地轨车轮121，所述地轨车12的四个角落上，分别布置两个所述地轨车轮121，所述地轨车轮121 下方设有地轨车轨道122，所述地轨车轨道122呈工字型，所述地轨车轨道122固定在所述试验机平台14上；所述地轨车轮121的圆周表面上设有凹槽，凹槽宽度略大于所述地轨车轨道122的上表面宽度，方便让所述地轨车轮121平稳的在所述地轨车轨道122上滚动，以带动所述加载盖4移动；所述地轨车12上装有上下调整装置123、左右调整装置 124和辊轮125，当所述地轨车12移动所述加载盖4与所述第一斜过渡法兰5进行装配时，螺栓孔会存在错位现象，通过上述上下调整装置和左右调整装置能够在两个方向调整所述加载盖4的姿态，使安装孔对中，所述地轨车12与所述加载盖4接触面之间有若干排所述辊轮125，方便调整时移动加载盖。

如图1和图6所示，使用时，所述加载油缸3包含轴向力油缸31、径向力油缸33、倾覆力矩油缸32，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求。加载油缸3产生的载荷作用于加载盖4上，再通过第一斜过渡法兰5、陪试轴承6、过渡法兰7，加载到带轴系主轴承8上。

所述陪试轴承6内圈随带轴系主轴承8外圈旋转，陪试轴承6外圈固定，保证加载盖4在试验过程中位置固定。带轴系主轴承8内圈通过第二斜过渡法兰9固定在前加载盖10上。

第一斜过渡法兰5、第二斜过渡法兰9均有相同角度的斜角，使带轴系主轴承8产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

加载盖4与加载油缸3、陪试轴承6拆开后，可通过地轨车12前后移动，安装时留出操作空间。

驱动电机111通过减速箱112、万向联轴器113和转接法兰114与带轴系主轴承8连接，带动轴系旋转。

实施例2

如图2和图7所示，使用时，一种带轴系风电主轴承试验机，主要由混凝土平台1、后承载架2、加载油缸3、加载盖4、第一斜过渡法兰A51、陪试轴承A61、过渡法兰A71、带轴系主轴承A81、第二斜过渡法兰A91前加载盖10、驱动系统11、地轨车12组成。

所述加载油缸3包含轴向力油缸31、径向力油缸33、倾覆力矩油缸32，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求。加载油缸3 产生的载荷作用于加载盖4上，再通过第一斜过渡法兰A51、陪试轴承A61、过渡法兰A71，加载到带轴系主轴承A81上。

所述陪试轴承A61内圈随带轴系主轴承A81外圈旋转，陪试轴承A61外圈固定，保证加载盖4在试验过程中位置固定。带轴系主轴承A81内圈通过第二斜过渡法兰A91固定在前加载盖10上。

所述第一斜过渡法兰A51、第二斜过渡法兰A91均有相同角度的斜角，使带轴系主轴承A81产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

所述加载盖4与加载油缸3、陪试轴承A61拆开后，可通过地轨车12前后移动，安装时留出操作空间。

所述驱动电机111通过减速箱112、万向联轴器113和转接法兰114与带轴系主轴承A81连接，带动轴系旋转。

实施例3

如图3和图8所示，使用时，一种带轴系风电主轴承试验机，主要由混凝土平台1、后承载架2、加载油缸3、加载盖4、第一斜过渡法兰B52、陪试轴承B62、过渡法兰B72、带轴系主轴承B82、前加载盖10、驱动系统11、地轨车12、轴系底座13组成。

所述加载油缸3包含轴向力油缸31、径向力油缸33、倾覆力矩油缸32，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求。加载油缸3 产生的载荷作用于加载盖4上，再通过第一斜过渡法兰B52、陪试轴承B62、过渡法兰B72，加载到带轴系主轴承B82上。

所述陪试轴承B62内圈随带轴系主轴承B82内圈旋转，陪试轴承外圈固定，保证加载盖4在试验过程中位置固定。带轴系主轴承B82通过轴系底座13固定在基础上。

所述第一斜过渡法兰B5有2与轴系使用时相同角度的斜角，使带轴系主轴承8产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

所述加载盖4与加载油缸3、陪试轴承B62拆开后，可通过地轨车12前后移动，安装时留出操作空间。

所述驱动电机111通过减速箱112、万向联轴器113和转接法兰114与带轴系主轴承B82连接，带动轴系旋转。

以上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。本行业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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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效物界定。

Claims (9)

1.一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，包括混凝土平台(1)、后承载架(2)、加载油缸(3)、加载盖(4)、第一斜过渡法兰(5)、陪试轴承(6)、过渡法兰(7)、带轴系主轴承(8)、第二斜过渡法兰(9)、前加载盖(10)、驱动系统(11)、地轨车(12)、轴系底座(13)和试验机平台(14)，所述混凝土平台(1)上开设有方形的平台孔(101)，所述后承载架(2)开设有方形的承载架孔(21)，所述加载盖(4)上开设方形的加载盖孔(41)，所述平台孔(101)、所述承载架孔(21)和所述加载盖孔(41)能够为所述驱动系统(11)的布置留出空间，所述试验机平台(14)上靠近所述加载盖(4)附近设有凹槽(141)，为所述加载油缸(3)的布置留出空间。

2.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述加载油缸(3)包含轴向力油缸(31)、径向力油缸(33)、倾覆力矩油缸(32)，通过不同组合，产生不同的轴向力、径向力和倾覆力矩，满足不同型号的轴承试验需求，所述加载油缸(3)两侧设有铰接固定座(34)，所述铰接固定座(34)分别固定在所述后承载架(2)和所述加载盖(4)上，所述加载油缸(3)的两侧分别与所述铰接固定座(34)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述加载油缸(3)产生的载荷作用于所述加载盖(4)上，再通过所述第一斜过渡法兰(5)、所述陪试轴承(6)和所述过渡法兰(7)，加载到所述带轴系主轴承(8)上，所述第一斜过渡法兰(5)还可以替换成第一斜过渡法兰A(51)或第一斜过渡法兰B(52)，所述陪试轴承(6)还可以替换成陪试轴承A(61)和陪试轴承B(62)，所述过渡法兰(7)可以替换成过渡法兰A(71)和过渡法兰B(72)，所述带轴系主轴承(8)也能够替换成带轴系主轴承A(81)和带轴系主轴承B(82)，所述第一斜过渡法兰(5)、所述陪试轴承(6)、过渡法兰(7)和带轴系主轴承(8)配套使用，所述第一斜过渡法兰A(51)、所述陪试轴承A(61)、所述过渡法兰A(71)和所述带轴系主轴承A(81)配套使用；所述第一斜过渡法兰B(52)、所述陪试轴承B(62)、所述过渡法兰B(72)和所述带轴系主轴承B(82)配套使用。

4.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述陪试轴承(6)内圈随所述带轴系主轴承(8)动圈旋转，外圈固定，保证所述加载盖(4)在试验过程中位置固定。

5.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述带轴系主轴承(8)定圈通过所述第二斜过渡法兰(9)固定在所述前加载盖(10)上，或经过所述轴系底座(13)固定在所述试验机平台(14)上，所述第二斜过渡法兰(9)还可以替换成第二斜过渡法兰A(91)。

6.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述第一斜过渡法兰(5)和所述第二斜过渡法兰(9)均有相同角度的斜角，使所述带轴系主轴承(8)产生倾角，不同轴系试验时需重新设计斜过渡法兰，改变过渡法兰的斜角，即可改变主轴承的倾角，从而模拟主轴承与轮毂在实际使用过程中的相对位置状态。

7.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述加载盖(4)与所述加载油缸(3)、所述陪试轴承(6)拆开后，可通过所述地轨车(12)前后移动，安装时留出操作空间。

8.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述带轴系主轴承(8)通过驱动系统(11)旋转，所述驱动系统(11)包括驱动电机(111)、减速箱(112)、万向联轴器(113)和转接法兰(114)，所述驱动电机(111)安装在驱动电机底座(1111)上，所述驱动电机(111)上还设有呈对角线布置的两个电机吊环(1112)；所述减速箱(112)的底座的四个角落上分别设有四个螺钉孔(1121)。

9.根据权利要求1所述的一种带轴系风电主轴承试验机，其特征在于，所述地轨车(12)上设有八个地轨车轮(121)，所述地轨车(12)的四个角落上，分别布置两个所述地轨车轮(121)，所述地轨车轮(121)下方设有地轨车轨道(122)，所述地轨车轨道(122)呈工字型，所述地轨车轨道(122)固定在所述试验机平台(14)上；所述地轨车轮(121)的圆周表面上设有凹槽，凹槽宽度略大于所述地轨车轨道(122)的上表面宽度；所述地轨车(12)上装有上下调整装置(123)、左右调整装置(124)和辊轮(125)。

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