[實用新型]一種剛?cè)狁詈现蔚目s尺度風電設(shè)備傳動鏈仿真試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220347716.5
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN202770627U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王輝
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種雙饋式風力發(fā)電設(shè)備的齒輪傳動鏈的試驗裝置，具體涉及一種剛?cè)狁詈现蔚目s尺度風電設(shè)備傳動鏈仿真試驗裝置。?

背景技術(shù)

確保長服役周期下高可靠性既是當代世界風電裝備發(fā)展的方向，也是對風電裝備傳動鏈的設(shè)計、制造及運行技術(shù)的重大挑戰(zhàn)。統(tǒng)計表明，風電傳動鏈上關(guān)鍵機械零部件的失效故障是影響風電系統(tǒng)可靠性的重大問題，亟待解決；近年來國際國內(nèi)在關(guān)鍵零部件損傷失效機理、零部件的精度-性能一體化分析等方面開展了一系列的基礎(chǔ)研究工作，對風電齒輪箱系統(tǒng)的先進設(shè)計、制造、運行技術(shù)的研究與發(fā)展具有重要的意義。對于這些研究開發(fā)工作而言，開展風電傳動鏈的仿真運行試驗工作是一項不可或缺的基礎(chǔ)性技術(shù)工作，這就對風電傳動鏈試驗裝置提出了迫切的需求。開發(fā)建造全尺寸、全功率的大型兆瓦級風電傳動鏈裝置不僅尺寸大（十多米）、結(jié)構(gòu)重（近百噸），而且設(shè)計開發(fā)成本高昂、運行維護也過于困難。因此，建設(shè)風電傳動鏈的小型縮尺度的試驗裝置已成為開展風電設(shè)備“設(shè)計-制造-運行”一體化研究工作的重要試驗設(shè)施。?

目前，針對風電傳動鏈系統(tǒng)開展較多的是齒輪箱系統(tǒng)的試驗工作。試驗裝置的主要結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，由包括一個基礎(chǔ)安裝臺架1、一臺電動機2、電動機剛性安裝裝置3、電動機-齒輪箱剛性連接部件4（包括一個減速機構(gòu)）、主齒輪箱5、主齒輪箱剛性安裝裝置6、主齒輪箱-陪試齒輪箱的剛性連接裝置7、陪試齒輪箱8、陪試齒輪箱的剛性安裝裝置9等構(gòu)成。其中電動機2模?擬了風機輸入風輪的動態(tài)載荷；由電動機2通過剛性連接機構(gòu)4來驅(qū)動主齒輪箱5，陪試齒輪箱8作為主齒輪箱的負載；主齒輪箱的輸入運動模擬了風力發(fā)電增速箱的輸入要求，從而整個系統(tǒng)用以開展風電齒輪箱的性能仿真實驗研究工作。現(xiàn)有技術(shù)下，設(shè)備整體性能存在著顯著的不足：?

1)實際風電系統(tǒng)中的風輪在高空中受到交變風載的影響，其所具有的載荷特征、動態(tài)特性等，并不能通過在基礎(chǔ)臺架上剛性安裝的電動機模擬出來。?

2)能開展基本的風電齒輪箱性能試驗，但是作為風電主傳動鏈的關(guān)鍵組件、對風電齒輪箱的安裝及運動有較大影響的主傳動軸系統(tǒng)的作用被忽略了。?

3)未能反映出實際風機齒輪箱的彈性支撐技術(shù)狀態(tài)。?

4)整體的裝配形式、運動學及動力學特性與實際高空中齒輪箱的運行技術(shù)狀態(tài)差距過大，使得模擬試驗的結(jié)果對風電齒輪箱的技術(shù)研究指導(dǎo)意義降低。?

5)主要用于進行風機齒輪箱而非整體傳動鏈的運行試驗研究。?

實用新型內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種剛?cè)狁詈现蔚目s尺度風電設(shè)備傳動鏈仿真試驗裝置，該裝置有針對性的對主傳動鏈關(guān)鍵組件采用了縮尺度重建，并采用剛?cè)狁詈系倪B接、支撐方式，較完整的模擬了實際高空安裝的風力發(fā)電設(shè)備傳動鏈的運行狀態(tài)；一方面，大幅消除了傳統(tǒng)上采用剛性安裝、定位的風電齒輪箱試驗裝置產(chǎn)生的運行失真結(jié)果，同時，也能夠更完整的進行整機主傳動鏈的原理結(jié)構(gòu)的運行模擬試驗；?試驗結(jié)果更準確，從而更真實地模擬出風機傳動鏈上的載荷、運動學及動力學特性，以及這些因素對傳動鏈可靠性的作用和影響，能夠為雙饋式風電傳動鏈的原理試驗、可靠性分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計等提供更準確、可靠的試驗依據(jù)。?

為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：?

一種剛?cè)狁詈现蔚目s尺度風電設(shè)備傳動鏈仿真試驗裝置，包括依次相互連接并固定在基礎(chǔ)臺架10上的電動機11、主傳動軸14、主齒輪箱18和陪試齒輪箱20，其特征在于：在電動機11和主齒輪箱18間連接有主傳動軸14，所述電動機11通過剛性連接件13和主傳動軸14連接，主傳動軸14通過主軸-主齒輪箱剛性連接件16和主齒輪箱18連接。?

所述電動機11通過兩個彈性支撐件12固定在基礎(chǔ)臺架10上，所述主齒輪箱18通過兩個彈性支撐體17固定在基礎(chǔ)臺架10上，所述陪試齒輪箱20通過彈性件21固定在基礎(chǔ)臺架10上，所述主傳動軸14通過主軸基座15固定在基礎(chǔ)臺架10上，所述主齒輪箱18通過剛性聯(lián)軸件19和陪試齒輪箱20連接。?

所述剛性連接件13還包括一個減速機構(gòu)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:?