本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)輪導(dǎo)流罩是輪轂及相關(guān)零部件不受外界損壞的保護(hù)罩，它對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性及風(fēng)能利用率有著重要的作用。導(dǎo)流罩支撐架作為導(dǎo)流罩與風(fēng)電機(jī)組的連接部件，承受著導(dǎo)流罩外部的風(fēng)載、冰載、雪載和導(dǎo)流罩自身重量的組合載荷。目前，該部件設(shè)計(jì)多采用焊接結(jié)構(gòu)形式，在焊接和機(jī)加工過(guò)程中存在著不確定殘余內(nèi)應(yīng)力，而設(shè)計(jì)該部件時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算僅基于ANSYS軟件的有限元分析，無(wú)法保證有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致支撐架在使用過(guò)程中結(jié)構(gòu)變形，甚至斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組正常使用，增加風(fēng)電機(jī)組維修成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)技術(shù)中無(wú)法驗(yàn)證ANSYS軟件的有限元分析的準(zhǔn)確性、無(wú)法對(duì)導(dǎo)流罩支撐架實(shí)現(xiàn)疲勞性試驗(yàn)的不足，本發(fā)明提供一種有效驗(yàn)證ANSYS軟件的有限元分析的準(zhǔn)確性、實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流罩支撐架疲勞性試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置，所述試驗(yàn)裝置包括用于模擬導(dǎo)流罩組件旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力系統(tǒng)、模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)和應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)包括軸向加載系統(tǒng)和徑向加載系統(tǒng)，所述動(dòng)力系統(tǒng)的輸出軸與所述導(dǎo)流罩組件連接，所述軸向加載系統(tǒng)的動(dòng)作端沿著軸向方向與所述導(dǎo)流罩接觸，所述徑向加載系統(tǒng)的動(dòng)作端沿著徑向方向與所述導(dǎo)流罩接觸，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)變片位于所述導(dǎo)流罩支架的設(shè)定位置，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)還包括用于將測(cè)量信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸模塊。

進(jìn)一步，所述軸向加載系統(tǒng)包括軸向力加載器、軸向力傳感器、軸向柔性連接裝置、旋轉(zhuǎn)軸裝置、聯(lián)軸器、隨形加載壓頭和軸向加載裝置安裝支架，所述隨形加載壓頭隨導(dǎo)流罩組件旋轉(zhuǎn)，所述隨形加載壓頭的中心軸通過(guò)聯(lián)軸器與所述旋轉(zhuǎn)軸裝置連接，所述旋轉(zhuǎn)軸裝置與所述軸向柔性連接裝置連接，所述軸向柔性連接裝置與軸向力傳感器連接，所述軸向力傳感器與軸向力加載器的動(dòng)作端連接，所述軸向力加載器、旋轉(zhuǎn)軸裝置、軸向柔性連接裝置均安裝在所述軸向加載裝置安裝支架上。

再進(jìn)一步，所述徑向加載系統(tǒng)包括徑向力加載器、徑向力傳感器、徑向柔性連接裝置、滾輪壓頭和徑向加載裝置安裝支架，所述滾壓壓頭可隨導(dǎo)流罩自旋轉(zhuǎn)，所述滾壓壓頭的基座與所述徑向力傳感器連接，所述徑向力傳感器與所述徑向力加載器的動(dòng)作端連接，所述徑向力加載器的另一端與所述徑向柔性連接裝置連接，所述徑向柔性連接裝置、徑向力傳感器均安裝在徑向加載裝置安裝支架上。

更進(jìn)一步，所述徑向力加載器和軸向力加載器均采用電動(dòng)推桿、電動(dòng)氣缸或液壓缸。當(dāng)然也可以是其他加載方式，力加載器與力傳感器組成反饋回路，精確控制加載力。

所述徑向柔性連接裝置和軸向柔性連接裝置均采用彈性裝置。例如彈簧或其他彈性材料。

所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試儀和應(yīng)變片，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試儀與所述應(yīng)變片連接，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試儀包括無(wú)線傳輸模塊。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用無(wú)線信號(hào)傳輸，可實(shí)時(shí)獲取導(dǎo)流罩支架的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)與變速機(jī)構(gòu)。所述電動(dòng)機(jī)為變頻電機(jī)或直流電機(jī)，所組成的動(dòng)力系統(tǒng)可以無(wú)級(jí)變速。

或者是，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)(改接為電動(dòng)機(jī))及傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述聯(lián)軸器為十字滑塊式聯(lián)軸器。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：用于驗(yàn)證基于ANSYS軟件有限元分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并采集到一定數(shù)據(jù)后可對(duì)軟件分析結(jié)果進(jìn)行修正。該試驗(yàn)裝置也可對(duì)導(dǎo)流罩支撐架進(jìn)行疲勞性試驗(yàn)，確保設(shè)計(jì)的導(dǎo)流罩支撐架使用安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置的工作狀態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的風(fēng)載荷軸向加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的風(fēng)載荷徑向加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

上圖中：1為動(dòng)力系統(tǒng)、2為模擬風(fēng)載荷徑向加載系統(tǒng)、21為滾輪壓頭、22為徑向力傳感器、23為徑向力加載器、24為徑向加載裝置安裝支架、25為徑向柔性連接裝置、3為模擬風(fēng)載荷軸向加載系統(tǒng)、31為隨形加載壓頭、32為聯(lián)軸器、33為旋轉(zhuǎn)軸裝置、34為軸向柔性連接裝置、35為軸向力傳感器、36為軸向力加載器、37為軸向加載裝置安裝支架、4為應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1～圖4，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置，包括模擬導(dǎo)流罩組件旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力系統(tǒng)1、模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)和應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4，模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)包括軸向加載系統(tǒng)3和徑向加載系統(tǒng)2，所述動(dòng)力系統(tǒng)1的輸出軸與所述導(dǎo)流罩組件連接，所述軸向加載系統(tǒng)3的動(dòng)作端沿著軸向方向與所述導(dǎo)流罩接觸，所述徑向加載系統(tǒng)2的動(dòng)作端沿著徑向方向與所述導(dǎo)流罩接觸，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4的應(yīng)變片位于所述導(dǎo)流罩支架的設(shè)定位置，所述應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4還包括用于將測(cè)量信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸模塊。

模擬導(dǎo)流罩旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力系統(tǒng)1為電動(dòng)機(jī)與變速機(jī)構(gòu)，或由風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)(改接為電動(dòng)機(jī))及傳動(dòng)鏈系統(tǒng)提供。模擬風(fēng)載荷徑向加載系統(tǒng)由徑向力加載器23、徑向力傳感器22、徑向柔性連接裝置25、滾輪壓頭21、徑向加載裝置安裝支架24等組成，滾輪壓頭可隨導(dǎo)流罩自旋轉(zhuǎn)。模擬風(fēng)載荷軸向加載系統(tǒng)由軸向力加載器36、軸向力傳感器35、軸向柔性連接裝置34、旋轉(zhuǎn)軸裝置33、聯(lián)軸器32、隨形加載壓頭31、軸向加載裝置安裝支架37等組成，隨形加載壓頭隨導(dǎo)流罩旋轉(zhuǎn)，模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)聯(lián)軸器32為十字滑塊式聯(lián)軸器。加載系統(tǒng)的軸向力加載器36、徑向力加載器23為電動(dòng)推桿或氣缸、液壓缸，力加載器與力傳感器組成反饋回路，精確控制加載力。徑向柔性連接裝置25、軸向柔性連接裝置34為彈簧或其他彈性材料或其他彈性裝置。導(dǎo)流罩支撐架應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4由應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試儀、應(yīng)變片、計(jì)算機(jī)組成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用無(wú)線信號(hào)傳輸。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，模擬導(dǎo)流罩旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力系統(tǒng)1為電動(dòng)機(jī)與變速機(jī)構(gòu)，或由風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)(改接為電動(dòng)機(jī))及傳動(dòng)鏈系統(tǒng)為動(dòng)力，電機(jī)采用變頻技術(shù)可無(wú)級(jí)調(diào)速，模擬各風(fēng)況下導(dǎo)流罩旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)由徑向加載系統(tǒng)2與軸向加載系統(tǒng)3組合而成，根據(jù)實(shí)際的風(fēng)載荷與導(dǎo)流罩支撐架結(jié)構(gòu)，在徑向加載系統(tǒng)2與軸向加載系統(tǒng)3上輸入各自加載力。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，模擬風(fēng)載荷加載系統(tǒng)的徑向力加載器23、軸向力加載器36與徑向力傳感器22、軸向力傳感器35組成控制反饋回路，當(dāng)導(dǎo)流罩外形不規(guī)則時(shí)，力加載器能自動(dòng)調(diào)節(jié)加載力，達(dá)到精確加載。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用無(wú)線信號(hào)傳輸，可實(shí)時(shí)獲取導(dǎo)流罩支架應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組導(dǎo)流罩支撐架試驗(yàn)裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的試驗(yàn)裝置可無(wú)級(jí)模擬各風(fēng)況下導(dǎo)流罩旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。

2、本發(fā)明的試驗(yàn)裝置載荷加載系統(tǒng)的徑向力加載器23、軸向力加載器36與徑向力傳感器22、軸向力傳感器35組成控制反饋回路，當(dāng)導(dǎo)流罩外形不規(guī)則時(shí)，力加載器能自動(dòng)調(diào)節(jié)加載力，達(dá)到精確加載。

3、本發(fā)明的試驗(yàn)裝置應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)4采用無(wú)線信號(hào)傳輸，可實(shí)時(shí)獲取導(dǎo)流罩支架應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。

4、本發(fā)明的試驗(yàn)裝置可模擬導(dǎo)流罩工作工況、極限工況下支撐架受力狀況及疲勞試驗(yàn)。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。