[发明专利]复现风力机6自由度载荷的液压加载试验台及液压加载策略

摘要

复现风力机6自由度载荷的液压加载试验台，包括驱动电机，驱动电机的输出轴连接减速箱，减速箱的输出轴通过联轴器连接加载装置的传动轴，加载装置的传动轴与风电机组的主轴固定连接，所述驱动电机上固定有用于模拟风涡轮的转动惯量的配重块；所述加载装置包括箱体、位于箱体内的推力盘、可转动地穿设在推力盘中心的传动轴、加载在推力盘上的24个加载单元，所述箱体和推力盘之间连接有阻止推力盘转动的止动机构，所述箱体与地面固定。本发明还公开了上述液压加载试验台的液压加载策略。本发明可复现风涡轮真实工作时受到的6自由度载荷，不需要大型静压轴承和配套的大型液压系统，系统复杂性大为下降，部件不易损坏，成本大为降低。

主权项

1.复现风力机6自由度载荷的液压加载试验台，其特征在于：包括驱动电机，驱动电机的输出轴连接减速箱，减速箱的输出轴通过联轴器连接加载装置的传动轴，加载装置的传动轴与风电机组的主轴固定连接，所述驱动电机上固定有用于模拟风涡轮的转动惯量的配重块；所述加载装置包括箱体、位于箱体内的推力盘、穿设在推力盘中心的传动轴、加载在推力盘上的24个加载单元，所述传动轴通过两个轴承的支承可转动地穿设在推力盘内，两个轴承的外圈与推力盘固定连接，内圈与传动轴固定连接，此两个轴承为回转轴承或者为滑动轴承，所述箱体和推力盘之间连接有阻止推力盘转动的止动机构；所述推力盘为具有左侧面、右侧面、以及外环面的圆盘，推力盘的左侧面沿周向等间隔地垂直加载有8个加载单元，推力盘的右侧面沿周向等间隔地垂直加载有8个加载单元，推力盘的外环面沿周向等间隔地垂直加载有8个加载单元，推力盘的左侧面的8个加载单元与右侧面的8个加载单元左右对称，且左侧面、右侧面、外环面上的加载单元均在推力盘的顶部设有一个；推力盘在左侧面、右侧面、外环面的加载单元的作用下分别产生左侧面、右侧面、外环面的变形；所述加载单元包括驱动液压缸、与驱动液压缸的缸体固定的加载座、由驱动液压缸的活塞杆推动的推拉杆、球面连接在推拉杆前端的推力瓦，所述推拉杆的杆部滑行在所述加载座内，推拉杆的杆部后端与驱动液压缸的活塞杆之间连接有缓冲弹簧，驱动液压缸的活塞杆先推压缓冲弹簧后再抵触推压推拉杆，推拉杆的头部和推力瓦之间构成球关节，所述加载座固定在加载装置的所述箱体上，推力瓦与加载装置的所述推力盘抵触推压，在驱动液压缸的推力作用下使推力盘受到试验载荷；所述球关节用于适应所述推力盘的变形；所述加载装置用于模拟风涡轮的实际受力状态，该加载装置通过24个加载单元的施力产生5个自由度，即Fx、Fy、Fz、Mx、My，而所述驱动电机的转动产生一个自由度Mz，因此本液压加载试验台共产生6个自由度，可再现风涡轮工作时所受的六自由度载荷；所述加载装置的箱体通过底部法兰固定在平板上，平板下端固定有高密度的地锚器，平板下方的地基内打有高密度的地桩，地锚器插设在地桩之间的空间内，并通过倒入混凝土固定地锚器和地桩二者，将平板与地基牢固连接，以加强地基对推力盘施加在加载单元上的反作用力的承受力；加载单元工作时产生的加载力作用在推力盘上，推力盘对加载单元的反作用力施加在驱动液压缸的活塞杆上，活塞杆承受的反作用力通过活塞施加到活塞一侧的液压油上，液压油承受的反作用力再施加到驱动液压缸的缸体上，由于驱动液压缸的缸体与加载座固定，加载座又与所述加载装置的箱体固定，于是缸体承受的反作用力传递到所述加载装置的箱体上，加载装置的箱体再把反作用力传递到底端的平板上，平板则把反作用力传递到平板下方的地基上，也即反作用力的传递顺序为活塞杆—液压油—驱动液压缸的缸体—加载座—加载装置的箱体—平板—地基，由于该推力盘的反作用力非常大，所以在平板下方设置高密度的地锚器和高密度的地桩以增强地基对该反作用力的承受力。