本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備軸承磨損測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大功率風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置。

背景技術(shù)：

變槳軸承主要用于兆瓦級以上的變槳距風(fēng)力發(fā)電機組上，變槳軸承是風(fēng)電軸承中受力最復(fù)雜的軸承，采用的結(jié)構(gòu)形式多為內(nèi)圈帶齒或無齒雙列四點接觸球軸承，變槳軸承安裝于葉片和輪轂之間，內(nèi)套圈和外套圈通過螺栓分別與葉片和輪轂聯(lián)結(jié)，使葉片可以相對其軸線旋轉(zhuǎn)以達(dá)到變槳的目的；根據(jù)風(fēng)向由變槳軸承及相應(yīng)的控制裝置調(diào)整葉片迎風(fēng)角度，獲取最佳迎風(fēng)角，具有在額定功率點以上輸出功率平穩(wěn)，在額定點具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，確保高風(fēng)速段的額定功率，具有更強的的轉(zhuǎn)輪制動性能等特點；變槳矩式調(diào)速機構(gòu)能使風(fēng)力發(fā)電機運行時吸收更多的能量，在遇到陣風(fēng)時，塔架、葉片受到的沖擊小，對機組的安全、穩(wěn)定、高效都起到十分重要的作用；在風(fēng)力發(fā)電機上的所有軸承中，變槳軸承工況最惡劣，受力最復(fù)雜，要求最高；本廠經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，由于風(fēng)機的長時間運行及相關(guān)空氣微粒影響，本廠風(fēng)機變槳軸承存在正常的疲勞磨損之外，還存在著不容忽視的微動磨損。由于變槳軸承微動磨損的存在造成了風(fēng)機控制準(zhǔn)確度的下降，從而降低了風(fēng)場的發(fā)電效率。

風(fēng)力發(fā)電機組軸承是在惡劣工況條件下工作的軸承；變槳軸承主要的運動為擺動，承受很大的受徑向力、軸向力和傾覆力矩，其中傾覆力矩為其主要受力，并且受力的大小隨葉片位置、迎風(fēng)角度、風(fēng)力的等級等呈周期性變化，軸承在起動和制動時要承受很大的沖擊載荷，是風(fēng)電軸承受力最復(fù)雜的軸承。并且還受到葉片由于在運行過程中受到慣性力、彈性力和氣動力等載荷耦合作用而產(chǎn)生的振顫力；由于葉片的振動使變槳軸承既承受很大的振動沖擊負(fù)荷，而變槳軸承又經(jīng)常處于靜止不動或處于低速擺動。因此將發(fā)生三種破環(huán)形式：第一種就是疲勞破壞；滾動體在滾道上滾動時，滾道在循環(huán)載荷作用下產(chǎn)生疲勞破壞，以及螺栓由于疲勞斷裂和齒輪輪齒的疲勞失效；再一種就是在外部沖擊載荷作用下，軸承的滾動體和滾道的塑性變形，在這種情況下，就必須校驗所選軸承的額定靜負(fù)荷；第三種就是滾動體和滾道接觸面之間在葉片振動作用下產(chǎn)生微動損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述出現(xiàn)的問題，保證風(fēng)電機組正常工作，本發(fā)明提供了一種大功率風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置；解決了現(xiàn)有變槳軸承微動磨損的測試技術(shù)空白，通過測試模擬風(fēng)機的狀態(tài)總結(jié)出變槳軸承的磨損程度和檢修維護周期。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：設(shè)計、制造如附圖所示試驗裝置，試驗裝置可對推力軸向加載、微幅擺動微動測試，實現(xiàn)推力軸承的滾動體在套圈上進行往復(fù)微幅滾動，造成滾道上的滾動微動磨損；如附圖2所示，滾動微動試驗裝置工作原理為在軸承座8下部安裝有承載軸承7，試驗軸承9安裝在軸承座8上部，試驗軸承9與承載軸承9同心；電動機4安裝在支架5上，帶動曲柄3做整圈圓周轉(zhuǎn)動，曲柄3帶動固定在軸承座上的擺桿2做往復(fù)擺動，通過改變偏心距即可改變試驗軸承9的擺動角度；試驗軸承9軸向載荷由加載軸10通過上部加載杠桿11得到，改變負(fù)重1可使試驗軸承9進行不同載荷的試驗；試驗軸承9在軸承座8的往復(fù)擺動下，滾動體在滾道上實現(xiàn)滾動微動磨損；承載軸承其滾子與滾道為線接觸，并使用抗微動磨損好的潤滑脂，可以最大程度地減小承載軸承受到微動磨損，保證測試的正常進行；調(diào)速電動機其帶有減速機，減速比為1：5；該電機在變速控制器的控制下可以在一定的速度范圍內(nèi)進行無極變速，可通過搖臂改變軸承擺動試驗頻率，便于試驗軸承實現(xiàn)不同頻率的微動試驗。微動試驗裝置還安裝有計數(shù)器，通過接近開關(guān)傳感器感應(yīng)曲柄的擺動次數(shù)來對微動循環(huán)進行計數(shù)；在軸承試驗擺動達(dá)到要求的次數(shù)后，經(jīng)中間繼電器斷開電機電源，使試驗停止，增加了試驗運行的可靠性和微動循環(huán)次數(shù)的準(zhǔn)確性。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為：大功率風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置原理結(jié)構(gòu)圖，其中1-負(fù)載；2-擺桿；3-曲柄；4-電機；5-底座；6-支架；7承載軸承；8-軸承座；9實驗軸承；10-加載軸承；11-加載桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施案例對本發(fā)明做進一步的說明。

附圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置由負(fù)載，支架，承載軸承，加載軸承，曲柄，擺桿，電機等構(gòu)成；整個裝置為獨立結(jié)構(gòu)，目的測試風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承的微動磨損情況。

本發(fā)明的作用原理為：將被測試的軸承固定在承載軸承和加載軸承之間，通過上支架所連接的負(fù)載為加載軸承提供縱向加載力，保證實驗軸承的固定性。在軸承底座中安裝有振動頻率計數(shù)器，當(dāng)電機帶動軸承轉(zhuǎn)動過程中，軸承外邊緣將做為滾體與外邊緣滾道相接觸，當(dāng)發(fā)生，接觸發(fā)生將產(chǎn)生振動，底座中的振動頻率計數(shù)器將記錄下振動頻率曲線；當(dāng)振動頻率去電機加速曲線吻合，測試結(jié)果為軸承無微動損傷，當(dāng)振動頻率曲線與電機加速曲線不吻合時，代表所測試軸承存在微動損傷。

圖2中：1-負(fù)載；2-擺桿；3-曲柄；4-電機；5-底座；6-支架；7承載軸承；8-軸承座；9實驗軸承；10-加載軸承；11-加載桿。

實施例。

本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置針對1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動損傷測試設(shè)計。實驗調(diào)速電機為YNS0255G10，功率25W，其帶有減速機，減速比為1：5；該電機在變速控制器的控制下可以在一定的速度范圍內(nèi)進行無極變速，可通過搖臂改變軸承擺動試驗頻率，便于試驗軸承實現(xiàn)不同頻率的微動試驗。采用型號為30208的圓錐滾子軸承進行試驗；滾子在套圈滾道上為純滾動，試驗擺動角度取1.250，頻率5Hz，滾子在外圈上的法向接觸載荷分別為2.7kN和4.2kN，試驗在干態(tài)條件下進行；兩種不同載荷的試驗各進行105次；試驗在溫度約為20度和相對濕度約為50％的大氣環(huán)境下完成；試驗前用丙酮對試驗軸承進行超聲波清洗；完成試驗次數(shù)后，用光學(xué)顯微鏡觀察磨痕的微觀組織；在兩種載荷下的試驗軸承外圈上均發(fā)現(xiàn)有矩形磨痕，磨痕周向間距與滾子間距一致；底座振動傳感計數(shù)器結(jié)果與電機轉(zhuǎn)動頻率一致，證明在兩種實驗條件下檢測，型號為30208的圓錐滾子軸承無微動損傷。

利用本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承微動磨損測試裝置，將有效檢測1.5MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承的磨損情況，定期檢測風(fēng)電場中所選樣板風(fēng)機的變槳軸承將有效評估風(fēng)機運行狀態(tài)，科學(xué)高效制定風(fēng)力發(fā)電機運行檢修計劃，保證最大時效利用風(fēng)力發(fā)電，與類似相關(guān)設(shè)備相比，本裝置對風(fēng)機軸承測試損傷小，檢測準(zhǔn)確度高，裝置結(jié)構(gòu)簡單適用于風(fēng)電場惡劣的運行環(huán)境。

對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。