風(fēng)電齒輪箱的試驗方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)電齒輪箱的試驗方法及其裝置，屬于風(fēng)電齒輪箱技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生能源，近年來發(fā)展迅速，無論陸地還是海上的裝機(jī)容量 都在持續(xù)增長，為人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動力。
[0003] 風(fēng)電齒輪箱屬于風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵零部件，有著高可靠性和長壽命的要求，風(fēng)電齒 輪箱的試驗驗證在風(fēng)電齒輪箱生產(chǎn)過程中是非常重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)有的風(fēng)電齒輪箱試驗驗 證一般都是采用電封閉的背靠背加載試驗臺完成，風(fēng)電齒輪箱完全暴露在廠房的環(huán)境溫度 中，環(huán)境溫度隨季節(jié)不同變化明顯，而不能人為控制，在一定程度上影響了齒輪箱試驗結(jié)果 的準(zhǔn)確性。由于風(fēng)電機(jī)組實際工作過程中機(jī)艙環(huán)境溫度及通風(fēng)條件有限，其工作環(huán)境溫度 范圍從-30°C到40°C，而常規(guī)工廠試驗環(huán)境溫度及通風(fēng)條件一般都優(yōu)于機(jī)組實際工作情 況，因此導(dǎo)致了一些風(fēng)電齒輪箱在風(fēng)場實際運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)油溫過高報警或壓力低報 警等情況，機(jī)組只能限功率發(fā)電，嚴(yán)重的情況更會導(dǎo)致機(jī)組故障停機(jī)，對機(jī)組發(fā)電量影響較 大，另外增加了售后維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電齒輪箱的試驗方法及其裝置，能準(zhǔn)確對各種型號 的風(fēng)電齒輪箱提供在不同環(huán)境溫度下各性能判據(jù)，并能快速判定被測風(fēng)電齒輪箱是否合 格。
[0005] 本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電齒輪箱的試驗方法，其特征在于： 按以下步驟進(jìn)行：
[0006] ⑴、將風(fēng)電齒輪箱設(shè)置在隔溫的模擬機(jī)艙內(nèi)，在模擬機(jī)艙的兩端設(shè)有第一通孔及 第二通孔，風(fēng)電齒輪箱的輸入端穿出第一通孔與陪試齒輪箱的輸出側(cè)連接、輸出側(cè)穿出第 二通孔與加載電機(jī)連接，且陪試齒輪箱的輸入側(cè)與驅(qū)動電機(jī)連接，將風(fēng)電齒輪箱和陪試齒 輪箱背靠背連接在加載試驗臺上；
[0007] ⑵、散熱器安裝在風(fēng)電齒輪箱上方，且散熱器的出風(fēng)口對準(zhǔn)模擬機(jī)艙上部的通風(fēng) 口，用于散熱器與模擬機(jī)艙外部熱交換；
[0008] ⑶、在模擬機(jī)艙外部設(shè)有冷暖設(shè)備，且冷暖設(shè)備通過風(fēng)管與模擬機(jī)艙內(nèi)部相通，用 于加熱或冷卻模擬機(jī)艙內(nèi)部，在風(fēng)電齒輪箱的各軸承外圈對應(yīng)的軸承座安裝孔處安裝有用 于測量軸承溫度的軸承溫度傳感器，風(fēng)電齒輪箱的油池內(nèi)安裝有用于測量油池溫度的油溫 傳感器，風(fēng)電齒輪箱在潤滑油入口處安裝有用于測量潤滑油入口壓力油壓傳感器，所述的 模擬機(jī)艙內(nèi)安裝有多個用于采集模擬機(jī)艙內(nèi)部環(huán)境溫度的機(jī)艙溫度傳感器；
[0009] ⑷、啟動冷暖設(shè)備，將模擬機(jī)艙環(huán)境溫度從-30°c依次遞增預(yù)熱至40°C，各機(jī)艙溫 度傳感器采集模擬機(jī)艙內(nèi)部環(huán)境溫度達(dá)到所設(shè)定N 1工況下的模擬機(jī)艙環(huán)境溫度X i，開啟驅(qū) 動電機(jī)和加載電機(jī)，分別讓風(fēng)電齒輪箱在額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載下運(yùn)行達(dá)到溫度平衡狀態(tài)， 數(shù)據(jù)采集器記錄溫度平衡后在各對應(yīng)的模擬機(jī)艙環(huán)境溫度&下，風(fēng)電齒輪箱各測點的軸 承溫度A1、油池溫度B1及潤滑油入口壓力C i，當(dāng)所有工況下風(fēng)電齒輪箱的油池溫度均小于 85°C、軸承溫度均小于95°C、且潤滑油入口壓力均大于0. 5bar時，判斷風(fēng)電齒輪箱溫度性 能合格，并進(jìn)入下一步數(shù)據(jù)分析，否則，結(jié)束試驗；
[0010] (5)、采用最小二乘法對軸承溫度A1與模擬機(jī)艙環(huán)境溫度離散測試數(shù)據(jù)進(jìn)行直 線擬合，并建立該型號風(fēng)電齒輪箱在不同環(huán)境溫度X下出廠試驗的軸承溫度A的合格判定 標(biāo)準(zhǔn)：aj+a〗-Δ ASASaA+a〗+ Δ A，
[0011] 其中：
[0012] 且ΔΑ為軸承溫度判定區(qū)域范圍，可取ΔΑ為0~5°C ;
[0013] 采用最小二乘法對油池溫度B1與模擬機(jī)艙環(huán)境溫度X i的離散測試數(shù)據(jù)進(jìn)行直線 擬合，建立該型號風(fēng)電齒輪箱在不同環(huán)境溫度X下出廠試驗的油池溫度B的合格判定標(biāo)準(zhǔn)： b1X+b2-AB<B<b1X+b2+AB,
[0014] 其中：
[0015] 且AB為油池溫度判定區(qū)域范圍，可取ΔΒ為0~5°C。
[0016] 采用最小二乘法對潤滑油入口壓力C1與模擬機(jī)艙環(huán)境溫度X i的離散測試數(shù)據(jù)進(jìn) 行直線擬合，建立該型號風(fēng)電齒輪箱在不同環(huán)境溫度X下出廠試驗的潤滑油入口壓力C的 合格判定標(biāo)準(zhǔn)為=C 1X+^- Δ C〈C〈ClX+c2+ Δ C，
[
[0018] 且AC為潤滑油入口壓力判定區(qū)域范圍，可取AC為0~0.5bar。
[0019] 其中：所述風(fēng)電齒輪箱在額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行l(wèi)h，在任意一個工況 下，風(fēng)電齒輪箱的軸承溫度A 1和油池溫度B 1在5min內(nèi)波動范圍小于0. 5°C為達(dá)到溫度平 衡的判斷標(biāo)準(zhǔn)，否則延長運(yùn)行時間直至溫度達(dá)到平衡。
[0020] 所述冷暖設(shè)備按每1~5°C將模擬機(jī)艙環(huán)境溫度從-30°c進(jìn)行依次遞增預(yù)熱至 40 cC 〇
[0021] 包括風(fēng)電齒輪箱和陪試齒輪箱，還具有用隔溫材料制成的模擬機(jī)艙、冷暖設(shè)備、通 風(fēng)管、環(huán)境溫度傳感器及數(shù)據(jù)采集器，模擬機(jī)艙罩在風(fēng)電齒輪箱上，模擬機(jī)艙的兩端設(shè)有第 一通孔及第二通孔，所述的風(fēng)電齒輪箱的輸入軸穿出第二通孔與陪試齒輪箱的輸出軸連 接，風(fēng)電齒輪箱的輸出軸穿出第一通孔與加載電機(jī)連接，且陪試齒輪箱的輸入軸與驅(qū)動電 機(jī)連接，模擬機(jī)艙外部設(shè)置有冷暖設(shè)備，冷暖設(shè)備與模擬機(jī)艙之間設(shè)置有通風(fēng)管，數(shù)個環(huán)境 溫度傳感器布置在模擬機(jī)艙的四周，在風(fēng)電齒輪箱的軸承外圈對應(yīng)的軸承座安裝孔處安裝 有用于測量軸承溫度的溫度傳感器，風(fēng)電齒輪箱的油池內(nèi)安裝有用于測量油池溫度的油溫 傳感器，風(fēng)電齒輪箱在潤滑油入口處安裝有用于測量潤滑油入口壓力的油壓傳感器，數(shù)據(jù) 采集器用于接收風(fēng)電齒輪箱上的油溫傳感器、軸承溫度傳感器、潤滑油入口壓力傳感器以 及環(huán)境溫度傳感器的數(shù)據(jù)。
[0022] 所述模擬機(jī)艙頂部的通風(fēng)口處安裝有齒輪箱冷卻風(fēng)扇。
[0023] 本發(fā)明能將不同型號風(fēng)電齒輪箱放置于模擬機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行測試，通過向模擬機(jī)艙內(nèi) 導(dǎo)入熱風(fēng)或冷風(fēng)來模擬風(fēng)電齒輪箱真實工作過程中的模擬機(jī)艙環(huán)境溫度，并將在不同環(huán)境 溫度工況下測得風(fēng)電齒輪箱在額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)溫度平衡后的油池溫度、軸承溫 度及齒輪箱入口壓力各數(shù)據(jù)，并采用最小二乘法對測得的軸承溫度、油池溫度及齒輪箱入 口壓力與模擬機(jī)艙環(huán)境溫度的離散測試數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，而分別建立風(fēng)電齒輪箱在不同 環(huán)境溫度X下出廠試驗的軸承溫度A的合格判定標(biāo)準(zhǔn)以及出廠試驗的油池溫度B的合格判 定標(biāo)準(zhǔn)和出廠試驗的潤滑油入口壓力C的合格判定標(biāo)準(zhǔn)，通過該方法能準(zhǔn)確提供各種型號 風(fēng)電齒輪箱在不同環(huán)境溫度下各性能判據(jù)，因此能快速、準(zhǔn)確的判斷風(fēng)電齒輪箱在不同環(huán) 境溫度是否合格。
【附圖說明】
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025] 圖1是本發(fā)明風(fēng)電齒輪箱的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3是本發(fā)明的模擬機(jī)艙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖4是本發(fā)明軸承溫度A隨環(huán)境溫度變化的判定合格范圍。
[0029] 圖5是本發(fā)明油池溫度B隨環(huán)境溫度變化的判定合格范圍。
[0030] 圖6是本發(fā)明潤滑油入口壓力C隨環(huán)境溫度變化的判定合格范圍。
[0031] 其中：1 一加載電機(jī)，2-聯(lián)軸器，3-風(fēng)電齒輪箱，4一模擬機(jī)艙，4_1 一第一通孔， 4~2一第二通孔，4_3-通風(fēng)口，5-陪試齒輪箱，6-驅(qū)動電機(jī)。
【具體實施方式】
[0032] 見圖1~3所示，本發(fā)明的一種風(fēng)電齒輪箱的試驗方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0033] ⑴、將風(fēng)電齒輪箱3設(shè)置在隔溫的模擬機(jī)艙4內(nèi)，在模擬機(jī)艙4的兩端設(shè)有第一通 孔4-1及第二通孔4-2,風(fēng)電齒輪箱3的輸入端穿出第一通孔4-1與陪試齒輪箱5的輸出側(cè) 連接、輸出側(cè)穿出第二通孔4-2與加載電機(jī)1連接，且陪試齒輪箱5的輸入側(cè)與驅(qū)動電機(jī)6 連接，將風(fēng)電齒輪箱3和陪試齒輪箱5背靠背連接在加載試驗臺上。
[0034] ⑵、散熱器安裝在風(fēng)電齒輪箱3上方，且散熱器的出風(fēng)口對準(zhǔn)模擬機(jī)艙4上部的 通風(fēng)口 4-3,用于散熱器與模擬機(jī)艙4外部熱交換，保證散熱器與模擬機(jī)艙外部能進(jìn)行熱交 換。
[0035] ⑶、在模擬機(jī)艙4外部設(shè)有冷暖設(shè)備，且冷暖設(shè)備通過風(fēng)管與模擬機(jī)艙4內(nèi)部相 通，用于加熱或冷卻模擬機(jī)艙4內(nèi)部，根據(jù)需要可輸出熱風(fēng)或冷風(fēng)，并設(shè)置專用風(fēng)管將熱風(fēng) 或冷風(fēng)導(dǎo)入模擬機(jī)艙4內(nèi)部，對模擬機(jī)艙4內(nèi)部實現(xiàn)加熱或制冷效果。
[0036] 本發(fā)明在風(fēng)電齒輪箱3的各軸承外圈對應(yīng)的軸承座安裝孔處安裝有用于測量軸 承外圈溫度的軸承溫度傳感器，風(fēng)電齒輪箱3的油池內(nèi)安裝有用于測量油池溫度