彎矩傳感器標(biāo)定裝置的制造方法
【專利說明】
[00011 本申請是申請日為2012年11月28日，申請?zhí)枮?01210494823.5,發(fā)明名稱為"彎矩 傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法"的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種彎矩傳感器標(biāo)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（以下簡稱:風(fēng)機(jī))的葉片根部截面和塔架各法蘭截面的載荷是其設(shè) 計和認(rèn)證的重要依據(jù)，用于評估風(fēng)機(jī)長期服役安全、故障預(yù)測與診斷。由于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜 性、外部環(huán)境不可預(yù)測性以及仿真分析模型可能存在缺陷等不確定因素，因此需要通過實 際測試來驗證葉根和塔架的載荷。
[0004]為準(zhǔn)確測量風(fēng)機(jī)的葉根、塔架等測量部位的彎矩載荷，需要對測量該位置的彎矩 傳感器(或稱被標(biāo)定測力傳感器)進(jìn)行計量標(biāo)定和檢定。圖1為目前所采用的彎矩傳感器標(biāo) 定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，彎矩傳感器標(biāo)定裝置包括基礎(chǔ)1和力加載系統(tǒng)，力加載系 統(tǒng)包括兩套力傳遞單元、加載框25、傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6、加載過渡環(huán)4、測力環(huán)5、液壓作動器23 以及控制單元（圖中未示出）。每套力傳遞單元包括力固定環(huán)21、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)22a、液 壓作動器23、第二彎矩消擾機(jī)構(gòu)22b以及力傳感器24,其中，力固定環(huán)21、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu) 22a、液壓作動器23、第二彎矩消擾機(jī)構(gòu)22b、力傳感器24按順序依次連接。力傳遞單元一端 通過螺栓固定于基礎(chǔ)1，另一端與加載框25連接，即力固定環(huán)21與基礎(chǔ)1固定連接，力傳感器 24與加載框25固定連接。而且，兩套力傳遞單元分置于加載框25相對的兩端。用于固定彎矩 傳感器的測力環(huán)5設(shè)置于加載框25的對稱軸上，而且，測力環(huán)5的兩端通過加載過渡環(huán)4和彎 矩傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6分別與加載框25和基礎(chǔ)1固定連接。彎矩傳感器8設(shè)置在測力環(huán)5的內(nèi)側(cè)。
[0005] 利用上述彎矩傳感器標(biāo)定裝置對彎矩傳感器8進(jìn)行標(biāo)定時，控制單元用于控制液 壓作動器23,如控制液壓作動器23的加載力的速度等。液壓作動器23將加載力直接作用于 加載框25,然后通過加載過渡環(huán)4傳遞至測力環(huán)5。由于力傳遞單元以及彎矩傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6 均是通過螺栓與基礎(chǔ)1連接，作用在力固定環(huán)21和彎矩傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6上的載荷通過各自的 螺栓直接傳遞至基礎(chǔ)1，導(dǎo)致基礎(chǔ)1承受的局部抗拉載荷很大，而且，螺栓還承受較大的水平 剪切力載荷，增加了螺栓與基礎(chǔ)1連接的困難，而且增大了基礎(chǔ)1的制造費(fèi)用。
[0006] 通過理論計算，2.5MW風(fēng)機(jī)的葉根和塔架基礎(chǔ)法蘭在極限載荷工況時，彎矩載荷分 別為12MNm(兆牛）、180MNm，等效疲勞載荷分別為4MNm、29MNm。考慮到標(biāo)定裝置的基礎(chǔ)建設(shè) 和標(biāo)定精確度，作用在基礎(chǔ)上的單點(diǎn)力載荷能夠達(dá)到幾兆牛到20兆牛。然而，目前單向拉壓 力彎矩傳感器的最大標(biāo)定裝置僅能達(dá)到5MN，彎矩傳感器的標(biāo)定裝置還沒有MNm量級的。
[0007] 另外，彎矩傳感器標(biāo)定裝置為精密設(shè)備，使用時要求彎矩傳感器標(biāo)定裝置的水平 度和垂直度達(dá)到一定的精度。然而，上述彎矩傳感器標(biāo)定裝置中力傳遞單元和彎矩傳感器 轉(zhuǎn)接環(huán)6分別與基礎(chǔ)1連接，在施工時需要對兩個力傳遞單元以及彎矩傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6的水 平度和垂直度分別進(jìn)行調(diào)整，這增加了彎矩傳感器標(biāo)定裝置的設(shè)計、施工難度和制造費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種彎矩傳感器標(biāo)定裝置，其可以降低基礎(chǔ)的載荷力，以及降低施工 難度和制造費(fèi)用。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種彎矩傳感器標(biāo)定裝置，包括基礎(chǔ)和力加載系統(tǒng)， 所述力加載系統(tǒng)用于對所述彎矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定，還包括自平衡力墻，所述力加載系統(tǒng)通 過所述自平衡力墻與所述基礎(chǔ)固定連接；
[00?0]所述力加載系統(tǒng)包括傳感器固定單元、加載框和至少兩套力傳遞單元，所述傳感 器固定單元的一端與所述加載框連接，所述傳感器固定單元的另一端與所述自平衡力墻連 接，所述力傳遞單元的一端與所述加載框連接，所述力傳遞單元的另一端與所述自平衡力 墻連接，而且，所述力傳遞單元以所述傳感器固定單元為對稱軸對稱設(shè)置；
[0011] 所述傳感器固定單元包括傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)、測力環(huán)和加載過渡環(huán)，所述傳感器轉(zhuǎn)接 環(huán)、測力環(huán)和加載過渡環(huán)依次首尾連接，而且，所述傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)與所述自平衡力墻連接， 所述加載過渡環(huán)與所述加載框連接。
[0012] 其中，所述力傳遞單元包括力固定環(huán)、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)、液壓作動器、第二彎矩 消擾機(jī)構(gòu)以及力傳感器，所述力固定環(huán)、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)、液壓作動器、第二彎矩消擾機(jī) 構(gòu)以及力傳感器依次首尾連接，而且，所述力固定環(huán)與所述自平衡力墻連接，所述力傳感器 與所述加載框連接。
[0013] 其中，被標(biāo)定的彎矩傳感器設(shè)置在所述測力環(huán)的內(nèi)側(cè)。
[0014] 其中，所述傳感器固定單元還包括傳感器連接定位組件，所述被標(biāo)定的彎矩傳感 器通過所述傳感器連接定位組件固定在所述測力環(huán)的內(nèi)側(cè)。
[0015] 其中，在所述測力環(huán)的內(nèi)側(cè)的不同位置處設(shè)置有多個所述傳感器連接定位組件， 以通過將每個所述被標(biāo)定的彎矩傳感器分別固定在不同位置的所述傳感器連接定位組件 上來進(jìn)行不同加載方向上的標(biāo)定。
[0016] 其中，所述液壓作動器用于向所述加載框施加載荷力；所述力加載系統(tǒng)還包括測 控單元，所述測控單元用于控制所述液壓作動器的載荷力。
[0017] 其中，所述自平衡力墻包括主體框架，所述主體框架通過法蘭螺栓與所述基礎(chǔ)連 接;在所述主體框架上設(shè)有固定部，而且所述固定部的軸線與所述基礎(chǔ)平行，所述力加載系 統(tǒng)通過法蘭螺栓固定在所述主體框架的固定部。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供的彎矩傳感器標(biāo)定裝置，其包括基礎(chǔ)、力加載系統(tǒng)和自平衡力墻，而且 力加載系統(tǒng)通過自平衡力墻與基礎(chǔ)固定連接，力加載系統(tǒng)提供的載荷全部同時直接作用在 自平衡力墻，通過自平衡力墻相互抵消，即自平衡力墻和力加載系統(tǒng)成為一體結(jié)構(gòu)，從而使 作用在基礎(chǔ)上的載荷僅為彎矩傳感器標(biāo)定裝置的自重及其偏心彎矩，大大降低了基礎(chǔ)的承 載力，進(jìn)而降低了基礎(chǔ)的施工難度，降低彎矩傳感器標(biāo)定裝置的建設(shè)費(fèi)用。
[0020] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，自平衡力墻包括主體框架，在主體框架上設(shè)有固 定部，而且固定部的軸線與基礎(chǔ)平行，力加載系統(tǒng)通過法蘭螺栓固定在主體框架的固定部， 這樣彎矩傳感器標(biāo)定裝置僅通過自平衡力墻與基礎(chǔ)連接，從而有利于彎矩傳感器標(biāo)定裝置 的水平和垂直定位，從而可以提高彎矩傳感器標(biāo)定裝置的精度，降低彎矩傳感器標(biāo)定裝置 的高度，進(jìn)而降低安裝和調(diào)試的難度和周期以及建設(shè)成本。
【附圖說明】
[0021] 圖1為目前所采用的彎矩傳感器標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明實施例彎矩傳感器標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖3為圖2所述彎矩傳感器標(biāo)定裝置的側(cè)視圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明實施例中傳感器連接定位組件的設(shè)置方式；以及
[0025] 圖5為本發(fā)明實施例彎矩傳感器標(biāo)定方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提 供的彎矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027] 本實施例提供一種彎矩傳感器標(biāo)定裝置，圖2為本發(fā)明實施例彎矩傳感器標(biāo)定裝 置的結(jié)構(gòu)圖，圖3為圖2所述彎矩傳感器標(biāo)定裝置的側(cè)視圖。如圖2、圖3所示，彎矩傳感器標(biāo) 定裝置包括基礎(chǔ)1、力加載系統(tǒng)和自平衡力墻9，力加載系統(tǒng)通過自平衡力墻9與基礎(chǔ)1固定 連接，即自平衡力墻9和力加載系統(tǒng)為一體結(jié)構(gòu)，力加載系統(tǒng)施加的載荷首先作用在自平衡 力墻9,然后由自平衡力墻9將載荷傳遞到基礎(chǔ)1，從而使作用在基礎(chǔ)1上的載荷僅為彎矩傳 感器標(biāo)定裝置的自重及其偏心彎矩，這樣大大降低了基礎(chǔ)1的承載力，從而降低了基礎(chǔ)1的 施工難度，進(jìn)而降低彎矩傳感器標(biāo)定裝置的建設(shè)費(fèi)用。
[0028]如圖2所示，力加載系統(tǒng)包括傳感器固定單元、加載框25以及兩套力傳遞單元，傳 感器固定單元的一端與加載框25連接，傳感器固定單元的另一端與自平衡力墻9連接，力傳 遞單元的一端與加載框25連接，力傳遞單元的另一端與自平衡力墻9連接，而且，兩套力傳 遞單元以傳感器固定單元為對稱軸對稱設(shè)置。
[0029]力傳遞單元包括力固定環(huán)21、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)22a、液壓作動器23、第二彎矩消 擾機(jī)構(gòu)22b以及力傳感器24,力固定環(huán)21、第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)22a、液壓作動器23、第二彎矩 消擾機(jī)構(gòu)22b以及力傳感器24依次首尾連接，并通過止口定位，而且，力固定環(huán)21與自平衡 力墻9連接，力傳感器24與加載框25連接。其中，液壓作動器23用于向加載框25施加載荷力； 第一彎矩消擾機(jī)構(gòu)22a和第二彎矩消擾機(jī)構(gòu)22b用于避免力傳遞單元在傳遞載荷的過程中 出現(xiàn)的彎矩力影響彎矩傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定精度。力傳感器24用于測量液壓作動器23施 加的載荷力。
[0030] 傳感器固定單元包括傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6、測力環(huán)5和加載過渡環(huán)4，傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6、測 力環(huán)5和加載過渡環(huán)4依次首尾連接，而且，傳感器轉(zhuǎn)接環(huán)6與自平衡力墻9連接，加載過渡環(huán) 4與加載框25連接。被標(biāo)定的彎矩傳感器8設(shè)置在測力環(huán)5的內(nèi)側(cè)。當(dāng)液壓作動器23向加載框 25加載載荷時，作用在加載框25上的載荷通過加載過渡環(huán)4傳遞至測力環(huán)5,將引起測力環(huán)5 變形，被標(biāo)定的彎矩傳感器8可以監(jiān)測到測力環(huán)5的變形，并根據(jù)測力環(huán)5的變形獲得測試彎 矩。
[0031] 在本實施例中，傳感器固定單元還包括傳感器連接定位組件（圖中未示出），被標(biāo) 定的彎矩傳感器8通過傳感器連接定位組件固定在測力環(huán)5的內(nèi)側(cè)。
[0032] 在測力環(huán)5的內(nèi)側(cè)的不同位置處設(shè)置有多個傳感器連接定位組件，以通過將每個 被標(biāo)定的彎矩傳感器分別固定在不同位置的傳