[發明專利]風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置及其試驗方法

無效

• 申請號: 201310322594.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103398840A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 黃雪梅;張磊安
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張雯

1.風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：包括疲勞加載裝置和重力補償裝置，疲勞加載裝置包括葉片夾具（5）、動力裝置和固定用的導軌（1），動力裝置底部與固定在地面上的導軌（1）相連接，動力裝置頂部鉸接葉片夾具（5）底部，在疲勞加載裝置的一側設置重力補償裝置，重力補償裝置的外力加載端連接葉片夾具（5）頂部。

2.根據權利要求1所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的葉片夾具（5）安裝在沿葉片展向70%處。

3.根據權利要求1所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的動力裝置為液壓動力裝置，左右對稱設置兩組，每組均包括一個水平安裝在導軌（1）中的水平液壓缸和一個與之連接的傾斜設置的斜置液壓缸，左側水平液壓缸（3）和左側斜置液壓缸（4）之間通過左滑塊（2）鉸接，右側水平液壓缸（8）和右側斜置液壓缸（6）之間通過右滑塊（7）鉸接；左側水平液壓缸（3）左端部和右側水平液壓缸（8）的右端部分別固定連接導軌（1）內左右兩端。

4.根據權利要求3所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的動力裝置的每個液壓缸里都內嵌有實時監測液壓缸長度的磁致伸縮傳感器（9）。

5.根據權利要求1所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的重力補償裝置包括固定支架（13）及安裝在固定支架（13）上的多個滑輪、滑塊連桿機構、推拉油缸（14）和液壓絞車（15），固定支架（13）底部設有走輪（16），上部右側鉸接支撐架（17），支撐架（17）下方連接滑塊連桿機構上端，滑塊連桿機構下端連接豎直安裝在固定支架（13）右側的推拉油缸（14）。

6.根據權利要求5所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的多個滑輪包括安裝在固定支架（13）左側下部的第一滑輪（18）、固定支架（13）左側上部的第二滑輪（19）和支撐架（17）外側端部安裝的第三滑輪（20），從液壓絞車（15）伸出的鋼絲繩順序繞經第一滑輪（18）、第二滑輪（19）和第三滑輪（20），鋼絲繩的自由端作為外力加載端固定連接葉片夾具（5）頂部。

7.根據權利要求5所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的滑塊連桿機構包括滑軌（21）、縱向滑塊（22）和連桿（23），滑軌（21）豎直安裝在固定支架（13）的右側面上，滑塊（22）安裝在滑軌（21）內，滑塊（22）上側連接連桿（23）下端，下側連接推拉油缸（14）的輸出端；連桿（23）頂端連接支撐架（17）外側的滑動端。

8.根據權利要求1所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置，其特征在于：所述的疲勞加載裝置的另一側設置有與葉片夾具（5）等高的葉片加載支座（24），葉片加載支座（24）為設有用于放置葉片根部的葉片固定孔（25）的筒型支架。

9.一種利用如權利要求1~8任一所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置進行試驗的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟，

a、首先固定安裝風機葉片的疲勞加載裝置，將導軌（1）通過高強度螺栓固定在地面上，動力裝置安裝在導軌（1）內，并在動力裝置頂部鉸接葉片夾具（5）；

b、在導軌一側放置一個筒型葉片加載支座（24），將風機葉片的根部固定在筒型葉片加載支座（24）的葉片固定孔（25）內，沿葉片展向70%處安裝葉片夾具（5），使風機葉片保持水平安裝；

c、從重力補償裝置的液壓絞車（15）中拉伸出鋼絲繩，將鋼絲繩順序繞經第一滑輪（18）、第二滑輪（19）和第三滑輪（20），鋼絲繩的自由端作為外力加載端固定連接到葉片夾具（5）的上方，并在鋼絲繩上串聯一個拉力傳感器，實時監測鋼絲繩上的拉力；

d、啟動動力裝置，左側斜置液壓缸（4）和右側斜置液壓缸（6）在控制系統的作用下，驅動葉片進行疲勞試驗，實時調整左側斜置液壓缸（4）和右側斜置液壓缸（6）的長度實現葉片面向、弦向或者兩軸加載；

e、在葉片上下振動過程中，實時觀測串聯在鋼絲繩上的拉力傳感器顯示的拉力值，并根據拉力值控制液壓絞車（15）的正反轉，保證鋼絲繩上的力保持恒值；

f、內嵌在液壓缸內部的磁致伸縮傳感器（9）實時監測相應液壓缸的長度變化并反饋給控制系統，控制系統根據反饋信號獲得葉片加載點的當前坐標，輔助調整左側水平液壓缸（3）和右側水平液壓缸（8）的長度，最終獲得準確的疲勞加載數據。

10.根據權利要求1或2所述的風機葉片的疲勞加載與重力補償裝置及其試驗方法，其特征在于：所述的葉片夾具（5）為組合式結構的矩形體，矩形體包括上下兩面由角鋼或槽鋼并排圍成的架體（12）和架體（12）前后兩端面上固定安裝的夾板（10），夾板（10）的中心處設有葉片安裝孔（11）；所述的夾板（10）由上下對稱設置的兩塊長方板拼組而成，且兩長方板內側設有弧形邊，兩弧形邊組合形成夾板（10）的葉片安裝孔（11）。