風電齒輪箱的試驗裝置的製作方法

2023-05-08 22:06:16 2

本發明涉及風力發電技術領域，特別涉及一種風電齒輪箱的試驗裝置。

背景技術：

目前，風電齒輪箱的試驗裝置是採用背靠背的連接布局方式。試驗設備主要由電動機、陪試齒輪箱、主試齒輪箱、發電機、齒輪箱低速軸聯軸器、齒輪箱高速軸聯軸器、齒輪箱試驗平臺、支撐和連接工裝以及控制和採集系統組成。試驗時利用電動機作為動力源，通過高速軸聯軸器帶動陪試齒輪箱，陪試齒輪箱與主試齒輪箱的低速端採用鼓形齒聯軸器連接，通過對發電機端的加載，實現主試齒輪箱負載試驗的目的。為了儘可能的降低試驗裝置對齒輪箱運行參數，尤其是振動的影響，需要使用一套穩定的支撐工裝支撐主試齒輪箱和陪試齒輪箱，並確保工裝牢固固定在試驗平臺上。

目前，風電齒輪箱的規格小至幾百千瓦，大至幾兆瓦，而即使是相同或相近規格，也因用於不同的風機而有著不同的結構。通過主軸安裝位置可分為主軸內置式和主軸外置式；通過與風機的連接方式可分為扭矩臂連接、扭矩法蘭連接和側向支撐連接等。由於結構的不同，需要有不同的連接方式和連接工裝使之安裝在試驗平臺上。所以，目前現有的風電齒輪箱試驗裝置都是針對單獨一種規格的齒輪箱設計製造的，對於不同規格的齒輪箱需配備一套試驗裝置。

技術實現要素：

本發明的主要目的是提供一種可適用於不同規格的風電齒輪箱的試驗裝置。

為實現上述目的，本發明提出的一種風電齒輪箱試驗裝置，包括電動機、陪試齒輪箱、主試齒輪箱、發電機、齒輪箱低速軸聯軸器、第一齒輪箱高速軸聯軸器、第二齒輪箱高速軸聯軸器、齒輪箱試驗平臺、陪試齒輪箱支架、主試齒輪箱支架以及控制和採集系統，電動機與陪試齒輪箱高速端通過第一齒輪箱高速軸聯軸器連接，陪試齒輪箱低速端與主試齒輪箱低速端通過齒輪箱低速軸聯軸器連接，主試齒輪箱高速端與發電機通過第二齒輪箱高速軸聯軸器連接，陪試齒輪箱支架和主試齒輪箱支架設置在齒輪箱試驗平臺上，陪試齒輪箱通過扭矩法蘭連接在陪試齒輪箱支架上，主試齒輪箱支架包括通用支架及設置在通用支架上的一對扭矩臂支撐，一對扭矩臂支撐分別與主試齒輪箱的兩扭矩臂連接。

進一步地，所述扭矩臂支撐包括上支撐和下支撐，所述主試齒輪箱的扭矩臂兩端連接上支撐和下支撐之間。

進一步地，所述主試齒輪箱支架上設置過渡支撐部件，所述過渡支撐部件包括法蘭連接部、及與法蘭連接部連接的扭矩臂連接部，法蘭連接部與主試齒輪箱的扭矩法蘭連接，扭矩臂連接部設置在主試齒輪箱支架的通用支架上。

進一步地，所述陪試齒輪箱支架包括半圓形的上支架、半圓形的下支架及減震部件，所述上支架和下支架包圍在陪試齒輪箱的一級齒圈上連接成圓並與陪試齒輪箱扭矩法蘭通過數根連接螺栓並列連接，所述減震部件設置在所述上支架和下支架與所述陪試齒輪箱扭矩法蘭連接處的每根連接螺栓內側，每個減震部件包括兩半，分別設置在陪試齒輪箱扭矩法蘭的兩側通過所述連接螺栓壓在所述陪試齒輪箱扭矩法蘭的兩側。

進一步地，所述電動機通過一對第一支撐滑軌安裝在第一方箱上，所述發電機通過一對第二支撐滑軌安裝在第二方箱上，所述第一方箱和第二方箱安裝在地軌上。

進一步地，所述第一支撐滑軌上設置有T型槽，所述電動機通過底部設置的滑動部件可在所述第一支撐滑軌上左右移動，所述第一方箱上設置有前後方向的T型槽，所述第一支撐滑軌通過底部設置的滑動部件可在所述第一方箱上前後移動；所述第二支撐滑軌上設置有T型槽，所述發電機通過底部設置的滑動部件可在所述第二支撐滑軌上左右移動，所述第二方箱上設置有前後方向的T型槽，所述第二支撐滑軌通過底部設置的滑動部件可在所述第二方箱上前後移動。

進一步地，所述陪試齒輪箱高速軸與第一齒輪箱高速軸聯軸器之間連接第一高速軸連接套，主試齒輪箱高速軸與第二齒輪箱高速軸聯軸器之間連接第二高速軸連接套。

進一步地，所述第一高速軸連接套的尺寸與陪試齒輪箱高速軸的接口尺寸匹配，所述第二高速軸連接套的尺寸與主試齒輪箱高速軸的接口尺寸匹配。

進一步地，所述齒輪箱低速軸聯軸器根據所述主試齒輪箱的功率大小不同，可使用一個小型聯軸器、或使用半個大型聯軸器和一個鼓形齒連接軸、或使用一個大型聯軸器。

本發明提供的風電齒輪箱試驗裝置，通過調整齒輪箱支架，使不同連接方式的齒輪箱最終都能以扭矩臂連接的方式安裝到試驗平臺上，以很小的成本滿足了不同規格的齒輪箱的試驗要求。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱支架結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱和扭矩臂結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱支架的扭矩臂支撐結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的扭矩臂支撐和扭矩臂連接的結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱與過渡支撐部件連接的結構示意圖；

圖7為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的過渡支撐部件的主視圖；

圖8為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的過渡支撐部件的左視圖；

圖9為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的陪試齒輪箱支架的主視圖；

圖10為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的陪試齒輪箱支架的左視圖；

圖11為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的陪試齒輪箱支架與陪試齒輪箱連接的結構示意圖；

圖12為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的陪試齒輪箱支架設置減震部件的結構示意圖；

圖13為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置連接高速軸連接套的結構示意圖；

圖14為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱與陪試齒輪箱之間連接小型聯軸器的結構示意圖；

圖15為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱與陪試齒輪箱之間連接大型聯軸器的結構示意圖；

圖16為本發明實施例提供的風電齒輪箱試驗裝置的主試齒輪箱與陪試齒輪箱之間連接半個大型聯軸器和一個鼓形齒連接軸的結構示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例就本發明的技術方案做進一步的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

參見圖1，本發明提出一種風電齒輪箱試驗裝置，包括電動機1、陪試齒輪箱2、主試齒輪箱3、發電機4、齒輪箱低速軸聯軸器5、第一齒輪箱高速軸聯軸器6、第二齒輪箱高速軸聯軸器10、齒輪箱試驗平臺7、陪試齒輪箱支架8、主試齒輪箱支架9以及控制和採集系統，電動機1與陪試齒輪箱2高速端通過第一齒輪箱高速軸聯軸器6連接，陪試齒輪箱2低速端與主試齒輪箱3低速端通過齒輪箱低速軸聯軸器5連接，主試齒輪箱3高速端與發電機4通過第二齒輪箱高速軸聯軸器10連接，陪試齒輪箱支架8和主試齒輪箱支架9均安裝在齒輪箱試驗平臺7上，陪試齒輪箱支架8和主試齒輪箱支架9下的齒輪箱試驗平臺7保持相同的高度，齒輪箱試驗平臺7按標準位置固定在地軌20上。陪試齒輪箱2通過扭矩法蘭連接在陪試齒輪箱支架8上。

其中，電動機1通過一對第一支撐滑軌11安裝在第一方箱12上，發電機4通過一對第二支撐滑軌21安裝在第二方箱22上，第一方箱12和第二方箱22安裝在地軌20上。

第一支撐滑軌11上設置有T型槽，電動機1通過底部設置的滑動部件可在第一支撐滑軌11上左右移動，第一方箱12上也設置有前後方向的T型槽，第一支撐滑軌11通過底部設置的滑動部件可在第一方箱12上前後移動。其中，電動機1和第一支撐滑軌11底部的滑動部件，可以是與T型槽匹配的並能在T型槽內移動的滑動塊，也可以是與T型槽匹配的滑輪。通過移動電動機1和移動第一支撐滑軌11，可以實現電動機1的前後左右移動，從而使電動機1移動到預定的位置。第二支撐滑軌21上設置有T型槽，發電機4通過底部設置的滑動部件可在第二支撐滑軌21上左右移動，第二方箱22上設置有前後方向的T型槽，第二支撐滑軌21通過底部設置的滑動部件可在第二方箱22上前後移動。其中，發電機4和第二支撐滑軌21底部的滑動部件，可以是與T型槽匹配的並能在T型槽內移動的滑動塊，也可以是與T型槽匹配的滑輪。通過移動發電機4和移動第二支撐滑軌21，可以實現發電機4的前後左右移動，從而使發電機4移動到預定的位置。

參見圖2，對於扭矩臂連接結構的主試齒輪箱3，主試齒輪箱支架9包括通用支架17及設置在通用支架17上的一對扭矩臂支撐18，一對扭矩臂支撐18分別與主試齒輪箱3的兩個扭矩臂31連接。

參見圖3，對於扭矩臂連接結構的主試齒輪箱3設置有扭矩臂31，並且，每個主試齒輪箱3設置有兩個扭矩臂31。參見圖4，每個扭矩臂支撐18包括上支撐181和下支撐182，上支撐181和下支撐182連接在一起後，上支撐181和下支撐182之間會形成兩個與扭矩臂31的兩臂直徑相同的圓孔。參見圖5，扭矩臂31的兩臂連接在上支撐181和下支撐182之間的圓孔內，上支撐181和下支撐182之間通過四根螺栓連接，從而將扭矩臂31固定在上支撐181和下支撐182之間。由於每個主試齒輪箱3有兩個扭矩臂31，需要兩套扭矩臂支撐18。每個扭矩臂支撐18的下支撐182底部設置有個四個螺紋孔，使用螺栓將下支撐182與通用支架17連接。扭矩臂支撐18的規格大小與主試齒輪箱3的大小相匹配，由於主試齒輪箱3的大小不同，這樣安裝在相同高度的齒輪箱試驗平臺7上的主試齒輪箱3和陪試齒輪箱2的高度是不同的，因此通過使用相應規格的扭矩臂支撐18可將不同高度的主試齒輪箱3 的低速端軸線與陪試齒輪箱2低速端軸線調整到同一高度，從而實現了本發明提供的風電齒輪箱試驗裝置可對不同大小規格的主試齒輪箱3進行試驗。

參見圖6，對於不是扭矩臂連接結構的主試齒輪箱3，如扭矩法蘭連接結構的主試齒輪箱3，需要在主試齒輪箱支架9上安裝一個過渡支撐部件13，將主試齒輪箱3的扭矩法蘭連接結構過渡為扭矩臂連接結構。參見圖7和圖8，過渡支撐部件13包括半圓形的法蘭連接部131、及與法蘭連接部131連接的扭矩臂連接部132，法蘭連接部131上設置有與主試齒輪箱3的扭矩法蘭上的安裝孔相對應的螺紋孔133，法蘭連接部131與主試齒輪箱3的扭矩法蘭通過螺栓並列連接一起，而扭矩臂連接部132則與主試齒輪箱支架9的通用支架17連接在一起，從而實現了非扭矩臂連接結構的主試齒輪箱3與主試齒輪箱支架9的連接，從而實現了本發明提供的風電齒輪箱試驗裝置可對與風機的不同連接方式的主試齒輪箱3進行試驗。

參見圖9和圖10，陪試齒輪箱支架8包括半圓形的上支架14、半圓形的下支架15及減震部件16，上支架14和下支架15半圓形的環上設置有與陪試齒輪箱2的扭矩法蘭28上的連接孔位置匹配的螺紋孔，且下支架15的底板上設置有通孔，下支架15可通過螺栓固定在齒輪箱試驗平臺7上。上支架14和下支架15的連接處設置有螺紋孔，上支架14和下支架15連接在一起可形成一個與陪試齒輪箱2的一級齒圈27外徑相等的圓。參見圖11，上支架14和下支架15包圍在陪試齒輪箱2的一級齒圈27上，在上支架14和下支架15的連接處通過螺栓連接在一起。上支架14和下支架15連接成的圓與陪試齒輪箱2扭矩法蘭28通過連接螺栓30並列連接在一起。參見圖12，為了將陪試齒輪箱支架8、陪試齒輪箱2的扭矩法蘭28和連接螺栓30相互隔離而達到減震的作用，陪試齒輪箱支架8上還設置有減震部件16，減震部件16設置在上支架14和下支架15與陪試齒輪箱2的扭矩法蘭28連接處的每一根的連接螺栓30內側，每個減震部件16包括兩半，分別安裝在陪試齒輪箱2的扭矩法蘭28兩側，並通過連接螺栓30壓在陪試齒輪箱2扭矩法蘭28的兩側，從而達到將陪試齒輪箱支架8、扭矩法蘭28和連接螺栓30相互隔離開來，達到減震的目的。

參見圖13，陪試齒輪箱2高速軸與第一齒輪箱高速軸聯軸器6之間連接第一高速軸連接套19，主試齒輪箱3高速軸與第二齒輪箱高速軸聯軸器10之間連接第二高速軸連接套29。由於不同型號的陪試齒輪箱2和主試齒輪箱3的高速端的高速軸接口尺寸大小有所不同，因此，根據陪試齒輪箱2高速端的高速軸的實際接口尺寸選擇合適的第一高速軸連接套19，即第一高速軸連接套19的尺寸與陪試齒輪箱2高速軸的接口尺寸匹配，從而將不同型號的陪試齒輪箱2與第一齒輪箱高速軸聯軸器6連接。根據主試齒輪箱3高速端的高速軸的實際接口尺寸選擇合適的第二高速軸連接套29，即第二高速軸連接套29的尺寸與主試齒輪箱3高速軸的接口尺寸匹配，從而將不同型號的主試齒輪箱3與第二齒輪箱高速軸聯軸器10連接。

齒輪箱低速軸聯軸器5共有兩種類型的聯軸器：一個大型聯軸器24和一個小型聯軸器23。在使用時，根據主試齒輪箱3的功率不同，可將兩種聯軸器進行相互搭配。可使用一個小型聯軸器23、或使用半個大型聯軸器24和一個鼓形齒連接軸25、或使用一個大型聯軸器26。參見圖14，主試齒輪箱3功率很小，就直接使用小型聯軸器23將主試齒輪箱3與陪試齒輪箱2的低速端連接。參見圖15，主試齒輪箱3功率很大，就直接使用大型聯軸器24將主試齒輪箱3與陪試齒輪箱2的低速端連接。參見圖16，對於部分功率適中而接口尺寸又與大型聯軸,24不太適合的主試齒輪箱3，則將大型聯軸器24拆成兩半，一半大型聯軸器24與陪試齒輪箱2的低速軸連接，而另一半大型聯軸器24則使用一個鼓形齒連接軸25代替聯軸器與主試齒輪箱3低速端連接。

應當說明的是，本發明的各個實施例的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域的技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當人認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。