CN219104350U - 一种风力发电机组轴承试验台的加载结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组轴承试验台的加载结构，包括底座、加载组件、驱动装置、回转装置。回转装置的一端设有连接盘；回转装置的另一端设有齿盘；驱动装置包括固定设置在底座上的壳体，壳体设有轴孔，回转装置设有轴接部，轴接部可转动的设置在轴孔内，壳体上设有驱动电机，驱动电机的输出端设有与齿盘啮合的驱动齿轮；加载组件包括执行器和控制执行器的控制器；控制模块电连接驱动电机和控制器，用于控制驱动电机的转速、转向及运行时间，控制执行器的执行。由此，本实用新型的风力发电机组轴承试验台的加载结构可以同时施加轴向力、径向力、倾覆力。

Description

一种风力发电机组轴承试验台的加载结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组轴承测试领域，尤其涉及一种风力发电机组轴承试验台的加载结构。

背景技术

风力发电作为一种绿色能源，近年来得到了大量的普及和应用，风力发电机组的可靠性关系着投资回报率。

风力发电机组的回转支承主要由内外圈、滚动体、隔离块构成，是风电机组中的重要组成部分，风力发电机组的回转支承在空中受到的力非常复杂，主要包括轴向力Fa、径向力Fr、倾覆力矩M，且存在交变及振动等较复杂受力情况，国内对于风力发电机组的回转支承的寿命计算并没有统一且标准的计算公式。因此针对20年甚至更高设计寿命的风电回转支承，就很有必要建立能够对风电机组进行仿真测试的试验台。现有的轴承性能试验台，大多只能简单的模拟轴向力Fa、径向力Fr、倾覆力矩M的一种，难以将多种受力情况结合起来模拟实际风力发电机组运行状态、改变加载状态等，因此试验结果对研发的改进指导作用有限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种风电机组仿真测试试验台的加载结构，能够同时施加轴向力Fa、径向力Fr、倾覆力矩M。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种风力发电机组轴承试验台的加载结构，包括：底座、加载组件、驱动装置、回转装置、控制模块。

所述回转装置的一端设有连接待测轴承的连接盘；所述回转装置的另一端设有齿盘，所述齿盘的外周设有齿牙；

所述驱动装置包括固定设置在底座上的壳体，所述壳体设有轴孔，所述回转装置设有齿盘的一端沿轴向延伸有轴接部，所述轴接部可转动的设置在所述轴孔内，所述壳体上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与所述齿盘啮合的驱动齿轮；驱动电机速度可调，可定角度摆动，转速范围为0.1-20rpm，可提供300KN·m的扭矩。

所述加载组件包括执行器和控制执行器的控制器，所述执行器包括固定设置在底座上的轴向油缸和径向油缸，所述轴向油缸的输出轴沿所述回转装置的轴线方向延伸，其输出轴的端部抵靠在所述壳体的端部；所述径向油缸的输出轴垂直于所述回转装置的轴线方向；所述轴向油缸可以提供10000KN轴向交变应力Fa，所述径向油缸可以提供10000KN径向交变应力Fr；

所述控制模块电连接所述驱动电机和所述控制器，用于控制所述驱动电机的转速、转向及运行时间，控制所述执行器的执行。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选地，所述回转装置轴接端的直径小于设有连接盘的一端的直径。

优选地，所述回转装置呈塔式，以适应大尺寸轴承的测试。

优选地，所述径向油缸的输出轴的端部固定设置(提供向下的拉力)在所述回转装置靠近所述轴接部的壳体上，提供倾覆力矩M；通过控制径向油缸输出压力变化，提供径向交变应力Fr。

优选地，所述回转装置包括主轴部，所述轴接部设有所述主轴部的一端，所述轴接部的周向轴向布设有2组径向静压轴承，径向静压轴承的内圈套装在所述轴接部，径向静压轴承的外圈卡接在驱动装置的壳体内壁上；所述轴接部与所述齿盘交界处设有限位圈，所述齿盘可拆卸的设置在回转装置的主轴部上，所述限位圈与齿盘之间设有1组轴向静压轴承，所述轴向静压轴承的内圈面套装在所述轴接部上，所述轴向静压轴承的外圈固定设置在所述驱动装置的壳体上。

优选地，所述回转装置的连接盘可拆卸的设置在所述主轴部上，所述主轴部靠近所述连接盘的一端设有支撑轴承，所述支撑轴承的内圈固定在所述主轴部上，所述支撑轴承的外圈固定连接有支撑座，所述第二组径向油缸的输出轴的端部设置在所述支撑座上。

本实用新型提供的风力发电机组轴承试验台的加载结构，能够分别施加轴向力、径向力和倾覆力，同时也可以同时施加轴向力、径向力和倾覆力，模拟风机的混合受力情况，可模拟3～15MW风力发电机组的扭矩输入能力。

附图说明

图1为本实用新型的风力发电机组轴承试验台的加载结构示意图；

图2为本实用新型中驱动装置外部细节结构示意图；

图3为本实用新型中驱动装置内部细节结构示意图；

图4为本实用新型中靠近连接部一端的细节结构示意图。

1、底座；

2、加载组件；

211、轴向油缸；212、径向油缸；213、调整油缸；

3、驱动装置；

31、壳体；32、轴孔；33、驱动电机；331、驱动齿轮；

4、旋转装置；

41、连接部；42、齿圈；43、轴接部；44、径向静压轴承；45、轴向静压轴承；46、径向滚动轴承；47、支撑座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1所示，其为本实用新型的风力发电机组轴承试验台的加载结构的示意图。所述风力发电机组轴承试验台的加载结构包括底座1、加载组件2，即轴向油缸211、径向油缸212和调整油缸213，驱动装置3，旋转装置4。

加载组件2包括由执行器控制的4个轴向油缸211和2个径向油缸212，可提供最大10000KN轴向交变应力和10000KN径向交变应力，模拟实际工况；

驱动装置3采用齿轮传动，由多个驱动电机33同时通过精密行星齿轮减速机驱动齿圈运动，从而带动旋转装置4旋转；具体地，如图4所示，旋转装置4通过2组径向静压轴承44和1组轴向静压轴承45与壳体31连接，具体地，所述旋转装置4靠近所述固定装置6的一端设有连接待测轴承的连接部41，所述旋转装置4的另一端设有齿圈42，所述齿圈42的外周设有齿牙；所述驱动装置3包括壳体31，所述壳体31设有轴孔32，所述旋转装置4设有齿圈42的一端沿轴向延伸有轴接部43，所述轴接部43通过2组径向静压轴承44可转动的设置在所述轴孔32内，在所述齿圈42与所述壳体31之间还设有1组轴向静压轴承45，所述壳体31上设有驱动电机33，所述驱动电机33的输出端设有与所述齿圈42啮合的驱动齿轮331。

所述旋转装置4设置连接部41一端，靠近连接部41的位置设有径向滚动轴承46，径向滚动轴承46的外周侧设有支撑座47，支撑座47与底座1之间可以设置支撑件进行支撑，还可以增设调整油缸213，调整油缸213与径向油缸212一块施加最终的径向力，即径向油缸212提供向下的拉力，调整油缸213根据实际需要进行细的调整，因为本旋转装置有一个较长的力臂，在前端施加的拉力会有倍增效果，利用调整油缸213可以更精准的调整施加到待测轴承上的力；旋转装置4既能实现回转同时还能单独或同时施加轴向、径向、倾覆力矩。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，包括：底座、加载组件、驱动装置、回转装置、控制模块；

所述回转装置的一端设有连接待测轴承的连接盘；所述回转装置的另一端设有齿盘，所述齿盘的外周设有齿牙；

所述驱动装置包括固定设置在底座上的壳体，所述壳体设有轴孔，所述回转装置设有齿盘的一端沿轴向延伸有轴接部，所述轴接部可转动的设置在所述轴孔内，所述壳体上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与所述齿盘啮合的驱动齿轮；

所述加载组件包括执行器和控制执行器的控制器，所述执行器包括固定设置在底座上的轴向油缸和径向油缸，所述轴向油缸的输出轴沿所述回转装置的轴线方向延伸，其输出轴的端部抵靠在所述壳体的端部；所述径向油缸的输出轴垂直于所述回转装置的轴线方向；

所述控制模块电连接所述驱动电机和所述控制器，用于控制所述驱动电机的转速、转向及运行时间，控制所述执行器的执行。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，所述回转装置轴接端的直径小于设有连接盘的一端的直径。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，所述回转装置呈塔式。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，所述径向油缸的输出轴的端部固定设置在所述回转装置靠近所述轴接部的壳体上。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，所述回转装置包括主轴部，所述轴接部设有所述主轴部的一端，所述轴接部的周向布设有径向静压轴承，径向静压轴承的内圈套装在所述轴接部，径向静压轴承的外圈卡接在驱动装置的壳体内壁上；所述轴接部与所述齿盘交界处设有限位圈，所述齿盘可拆卸的设置在回转装置的主轴部上，所述限位圈与齿盘之间设有1组轴向静压轴承，所述轴向静压轴承的内圈面套装在所述轴接部上，所述轴向静压轴承的外圈固定设置在所述驱动装置的壳体上。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组轴承试验台的加载结构，其特征在于，所述回转装置的连接盘可拆卸的设置在所述主轴部上，所述主轴部靠近所述连接盘的一端设有支撑轴承，所述支撑轴承的内圈固定在所述主轴部上，所述支撑轴承的外圈固定连接有支撑座，还包括调整油缸，所述调整油缸用于与径向油缸一块施加最终的径向力。

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