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CN201408112Y - 一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置 - Google Patents

一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置 Download PDF

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乐韵斐
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Shanghai Tongyun Green Energy Technology Co., Ltd.
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Abstract

一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，它涉及一种用于风机叶片全尺寸模拟加载试验的装备。将被试叶片通过法兰螺栓横向固定于静力加载试验支座上，采取水平侧向牵引加载方式，通过液压绞车牵引钢索对叶片同时进行多点静力加载；将被试叶片通过法兰螺栓横向固定于疲劳加载试验支座上，采取惯性质量垂直激振加载方式，通过偏心轮旋转产生的离心力对叶片进行垂直激振疲劳加载；该装置能对1MW～5MW风力发电机组风轮叶片进行全尺寸静力加载试验和疲劳加载试验；采用液压绞车进行多点水平侧向牵引，实现大柔度叶片的长距离连续静力加载，平稳、连续，且节约占地空间；自动生成并实时显示加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。

Description

一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，尤其是涉及一种用于风机叶片全尺寸模拟加载试验的装备。
背景技术：
风力发电机组风轮叶片加载试验装置专门针对兆瓦级(1MW～5MW)风机叶片进行全尺寸静力加载试验和疲劳加载试验而建造，是目前国内最大、最完善的叶片加载试验装置；叶片静力加载试验装置采取水平侧向牵引加载方式，通过液压绞车牵引钢索对风轮叶片同时进行多点静力加载；静力加载试验支座与叶片联接法兰处可承受25000KN·m的最大侧向弯矩及1000KN的侧向力；风轮叶片疲劳加载试验装置采取惯性质量垂直激振加载方式；疲劳加载试验支座与叶片联接法兰处可承受12000KN·m的最大垂直方向弯矩及500KN的垂直力；各加载点的高度通过设置在加载立柱上的过渡定滑轮上下可调，以适应不同规格的叶片，其中5MW叶片的整体尺寸为长65m，最大弦宽4.6m，叶根直径3.2m；其安装中心高度为3.1m。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，它能对1MW～5MW风力发电机组风轮叶片进行全尺寸静力加载试验和疲劳加载试验；采用液压绞车进行多点水平侧向牵引，实现大柔度叶片的长距离连续静力加载，平稳、连续，且节约占地空间，其最大加载载荷250KN，加载精度≤1.0％F.S.；可同时进行8点静力加载，其对叶片根部的最大加载弯矩达25000KN·m；可预设自动加载程序，分别对各加载点进行分级加载和逐级卸载；自动生成并实时显示加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它是由集中监控计算机系统1、加载立柱2、地槽3、加载试验基础平台4、静力加载试验支座5、疲劳加载试验支座6、被试风轮叶片7、偏心轮激振器8、加载抱箍9、拉线式位移传感器10、过渡定滑轮11、动滑轮12、力传感器13、牵引钢索14、就地控制箱15、液压泵站16、过渡定滑轮17和液压绞车18组成；所述的静力加载试验是被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于静力加载试验支座5上，采取水平侧向牵引加载方式，通过液压绞车牵引钢索14对叶片同时进行多点静力加载；水平侧向牵引静力加载由力传感器检测各点加载力，由拉线式位移传感器检测叶片各加载点的挠度；所述的疲劳加载试验是被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于疲劳加载试验支座6上，采取惯性质量垂直激振加载方式，通过偏心轮旋转产生的离心力对叶片进行垂直激振疲劳加载；所述的集中监控计算机系统1是通过网络调整各点液压绞车的牵引力，对叶片进行分级加载和逐级卸载，在此过程中，自动生成并实时显示加载数据及曲线。
工作过程：沿被试叶片的纵向地槽布置若干套独立的液压加载装置，通过各加载装置液压绞车的牵引对被试叶片进行多点水平侧向静力加载；为适应不同规格的叶片，各加载点的高度通过设置在加载立柱上的过渡定滑轮上下可调，调节的标高范围最高为4000mm，最低为1400mm；预先设定自动加载程序，分别对各加载点进行分级加载和逐级卸载；力传感器检测各点加载力，通过集中监控计算机控制各点液压绞车牵引力，使最终加载载荷不低于所设定的要求试验载荷，最高加载载荷不超过所设定的要求试验载荷的+1％；最大加载载荷为250KN；加载速度根据加载需要可调，通常为0.4～0.6m/min；最大加载速度为1m/min；位移传感器检测被试叶片各点挠度，挠度检测误差不超过±0.3％F.S.；最大挠度量程为12000mm；人机界面实时显示加载载荷、加载速度、加载时间和叶片挠度；自动生成、记录、保存和输出加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。
本实用新型具有以下有益效果：可对1MW～5MW风力发电机组风轮叶片进行全尺寸模拟加载试验；能对叶片进行全尺寸静力加载试验和疲劳加载试验；采用液压绞车进行多点水平侧向牵引，实现大柔度叶片的长距离连续静力加载，平稳、连续，且节约占地空间，其最大加载载荷250KN，加载精度≤1.0％F.S.；可同时进行8点静力加载，其对叶片根部的最大加载弯矩达25000KN·m；可预设自动加载程序，分别对各加载点进行分级加载和逐级卸载；自动生成并实时显示加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的A向结构示意图。
具体实施方式：
参看图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：它是由集中监控计算机系统1、加载立柱2、地槽3、加载试验基础平台4、静力加载试验支座5、疲劳加载试验支座6、被试风轮叶片7、偏心轮激振器8、加载抱箍9、拉线式位移传感器10、过渡定滑轮11、动滑轮12、力传感器13、牵引钢索14、就地控制箱15、液压泵站16、过渡定滑轮17和液压绞车18组成；所述的被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于静力加载试验支架5上，采取水平侧向牵引加载方式，通过液压绞车牵引钢索14对叶片同时进行多点静力加载；水平侧向牵引静力加载由力传感器检测各点加载力，由拉线式位移传感器检测叶片各加载点的挠度；所述的被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于疲劳加载试验支架6上，采取惯性质量垂直激振加载方式，通过偏心轮旋转产生的离心力对叶片进行垂直激振疲劳加载；所述的集中监控计算机系统1是通过网络调整各点液压绞车的牵引力，对叶片进行分级加载和逐级卸载，在此过程中，自动生成并实时显示加载数据及曲线。
叶片静力加载试验：将被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于静力加载试验支座5上，采取水平侧向牵引加载方式，通过各加载立柱中的液压绞车来牵引钢索，对叶片同时进行多点静力加载；由串联在牵引钢索上的力传感器检测各点加载力；由位移传感器检测叶片各加载点的挠度；集中监控计算机系统通过网络调整各点液压绞车的牵引力，对叶片进行分级加载和逐级卸载，在此过程中，自动生成并实时显示加载数据及曲线；
叶片疲劳加载试验：将被试风轮叶片7通过法兰螺栓横向固定于疲劳加载试验支座6上，采取惯性质量垂直激振加载方式，通过偏心轮旋转产生的离心力对叶片进行垂直激振疲劳加载试验。
本实用新型能对1MW～5MW风力发电机组风轮叶片进行全尺寸静力加载试验和疲劳加载试验；采用液压绞车进行多点水平侧向牵引，实现大柔度叶片的长距离连续静力加载，平稳、连续，且节约占地空间，其最大加载载荷250KN，加载精度≤1.0％F.S.；可同时进行8点静力加载，其对叶片根部的最大加载弯矩达25000KN·m；可预设自动加载程序，分别对各加载点进行分级加载和逐级卸载；自动生成并实时显示加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。
工作过程：沿被试叶片的纵向地槽布置若干套独立的液压加载装置，通过各加载装置液压绞车的牵引对被试叶片进行多点水平侧向静力加载；为适应不同规格的叶片，各加载点的高度通过设置在加载立柱上的过渡定滑轮上下可调，调节的标高范围最高为4000mm，最低为1400mm；预先设定自动加载程序，分别对各加载点进行分级加载和逐级卸载；力传感器检测各点加载力，通过集中监控计算机控制各点液压绞车牵引力，使最终加载载荷不低于所设定的要求试验载荷，最高加载载荷不超过所设定的要求试验载荷的+1％；最大加载载荷为250KN；加载速度根据加载需要可调，通常为0.4～0.6m/min；最大加载速度为1m/min；位移传感器检测被试叶片各点挠度，挠度检测误差不超过±0.3％F.S.；最大挠度量程为12000mm；人机界面实时显示加载载荷、加载速度、加载时间和叶片挠度；自动生成、记录、保存和输出加载时间-加载载荷、加载时间-叶片挠度等曲线。

Claims (3)

1、一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，其特征在于它是由集中监控计算机系统(1)、加载立柱(2)、地槽(3)、加载试验基础平台(4)、静力加载试验支座(5)、疲劳加载试验支座(6)、被试风轮叶片(7)、偏心轮激振器(8)、加载抱箍(9)、拉线式位移传感器(10)、过渡定滑轮(11)、动滑轮(12)、力传感器(13)、牵引钢索(14)、就地控制箱(15)、液压泵站(16)、过渡定滑轮(17)和液压绞车(18)组成。
2、根据权利要求1所述的一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，其特征在于所述的被试风轮叶片(7)通过法兰螺栓横向固定于静力加载试验支座(5)上。
3、根据权利要求1所述的一种风力发电机组风轮叶片加载试验装置，其特征在于所述的被试风轮叶片(7)通过法兰螺栓横向固定于疲劳加载试验支座(6)上。
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