一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，包括依次电连接的激光测距传感器、传感器电缆、微型控制器、以太网网络和计算机；所述激光测距传感器安装于齿轮箱外壳上，圆盘状的主轴端头设置于主轴一端，主轴内嵌于齿轮箱外壳内，所述主轴端头靠近主轴一侧表面为的主轴端面，所述主轴端面为垂直于主轴的光滑表面；还包括激光源、反光检测口和传感器电缆接口。本实用新型专利技术涉及的一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，对轴向位移进行实时检测，并可对历史数据进行查询，精度高，无接触磨损，对轴向位移的测量不需要停机，不会损失发电量，可同时监测轴向位移和主轴端面倾斜度。

An axial displacement monitoring device for main shaft built in wind turbine gearbox

The utility model discloses an axial displacement monitoring device for the gear box of a main shaft built-in wind turbine, which comprises a laser ranging sensor, a sensor cable, a micro controller, an Ethernet network and a computer, which is connected in turn. The laser range finding sensor is installed on the gear box shell, and the disc shaped main shaft ends are set. At one end of the spindle, the main shaft is embedded in the casing of the gear box. The end of the spindle is close to the surface of the main shaft on the side of the spindle. The end face of the spindle is a smooth surface perpendicular to the spindle; it also includes the laser source, the reflective detection port and the sensor cable interface. The axial displacement monitoring device of the gear box of the main shaft built-in wind turbine is used in the utility model. The axial displacement is detected in real time, and the historical data can be inquired, the precision is high, the contact wear is no contact, the axial displacement measurement does not need to stop, the power generation will not be lost, and the axial displacement can be monitored at the same time. The inclination of the spindle end face.

【技术实现步骤摘要】
一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置
本技术属于轴向位移监测
，具体涉及一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置。
技术介绍
随着风力发电机组投运时间的增长，主轴会产生疲劳损伤，甚至产生裂纹，如果放任裂纹发展将会导致主轴断裂，轮毂及叶片随之坠落，产生巨大损失。而主轴内置型齿轮箱由于主轴被齿轮箱箱体覆盖，不能通过直观方式进行裂纹检查，现有检查手段为主轴拆出检查和超声波探伤检查。主轴拆出检查需要将风力发电机组轮毂、叶片拆下，将齿轮箱从机舱内运输至地面厂房进行拆解，然后进行检查，此种检查方式时间长、费用高，发电量损失大；而超声波探伤需要在轮毂内进行，若被检查风力发电机组主轴已经产生裂纹，在检查之前检查人员并不能知晓，这种情况下检查人员携带检查设备进入轮毂，将加重主轴负荷，存在加速主轴断裂的风险。技术一种轴向位移监测系统，通过对比分析轴向位移的变化，对主轴状态进行评估。轴向位移变化大的主轴，存在裂缝的可能性也较大；同样，轴向位移变化小的主轴，存在裂缝的可能性较小。这样就可以避免对裂缝存在风险小的齿轮箱进行拆检，可以显著降低整场主轴检测费用和发电量损失。
技术实现思路
本技术研发出一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，解决了上述提出的技术问题。本技术采用的技术手段如下：一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，包括依次电连接的激光测距传感器、传感器电缆、微型控制器、以太网网络和计算机；所述激光测距传感器安装于齿轮箱外壳上，圆盘状的主轴端头设置于主轴一端，主轴内嵌于齿轮箱外壳内，所述主轴端头靠近主轴一侧表面为的主轴端面，所述主轴端面为垂直于主轴的光滑表面；还包括激光源、反光检测口和传感器电缆接口，所述主轴端面的最外端位于激光源和反光检测口外侧，所述激光源发射激光，照射所述主轴端面后反射回的激光通过所述反光检测口被所述激光测距传感器内的激光传感器接收，所述激光测距传感器通过传感器电缆接口与传感器电缆相连，并通过传感器电缆将测量到的数据信号传送至所述微型控制器，所述微型控制器将数据信号进行数字化，并通过所述以太网网络传送给所述计算机。进一步的，在上述技术方案中，所述齿轮箱外壳上设有凹槽，四个所述激光测距传感器成环形阵列均匀设置于所述齿轮箱外壳的凹槽内。进一步的，在上述技术方案中，四个所述激光测距传感器均垂直于所述主轴端面，并且两两相邻的所述激光测距传感器分别与所述主轴轴心连线呈90°。进一步的，在上述技术方案中，所述激光源和所述反光检测口上下并排设置于激光测距传感器上。本技术的有益效果为：(1)本技术的一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，对轴向位移进行实时检测，并可对历史数据进行查询；(2)本技术的一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，结构简单，精度高，无接触磨损；(3)本技术的一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，对轴向位移的测量不需要停机，不会损失发电量；(4)本技术的一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，可同时监测轴向位移和主轴端面倾斜度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为所述主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置示意图；图2为所述主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置示意图；图3为所述激光测距传感器结构示意图；图4为所述激光测距传感器结构示意图；图5为所述主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置示意图。图中：1、激光测距传感器，2、传感器电缆，3、微型控制器，4、以太网网络，5、计算机，6、主轴端面，7、齿轮箱外壳，8、激光源，9、反光检测口，10、传感器电缆接口，11、主轴，12、主轴端头。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。实施例1如图1至图5所示，一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，包括依次电连接的激光测距传感器1、传感器电缆2、微型控制器3、以太网网络4和计算机5；所述激光测距传感器1安装于齿轮箱外壳7上，圆盘状的主轴端头12设置于主轴11一端，主轴11内嵌于齿轮箱外壳7内，所述主轴端头12靠近主轴一侧表面为的主轴端面6，所述主轴端面6为垂直于主轴的光滑表面；还包括激光源8、反光检测口9和传感器电缆接口10，所述主轴端面6的最外端位于激光源8和反光检测口9外侧，所述激光源8发射激光，照射所述主轴端面6后反射回的激光通过所述反光检测口9被所述激光测距传感器1内的激光传感器接收，所述激光测距传感器1通过传感器电缆接口10与传感器电缆2相连，并通过传感器电缆2将测量到的数据信号传送至所述微型控制器3，所述微型控制器3将数据信号进行数字化，并通过所述以太网网络4传送给所述计算机5。进一步的，在上述技术方案中，所述齿轮箱外壳7上设有凹槽，四个所述激光测距传感器1成环形阵列均匀设置于所述齿轮箱外壳7的凹槽内。进一步的，在上述技术方案中，四个所述激光测距传感器1均垂直于所述主轴端面6，并且两两相邻的所述激光测距传感器1分别与所述主轴11轴心连线呈90°。进一步的，在上述技术方案中，所述激光源8和所述反光检测口9上下并排设置于激光测距传感器1上。优选的，所述主轴端面6的半径大于任一所述激光源8到所述主轴的轴心的距离。实施例2如图1至图5所示，一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测方法，包括所述的主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，还包括以下步骤：S1：激光测距传感器1通过激光源8发射激光，通过反光检测口9检测被所述主轴端面6反射回的激光，激光测距传感器1距离所述主轴端面6之间的距离L满足下式：L＝ct/2式(1)t为从发射激光到检测到反射激光的时间差，c为光在空气中的传播速度；S2：激光测距传感器1通过通过传感器电缆接口10与传感器电缆相连，通过传感器电缆将测量到的数据信号传送至微型控制器3；S3：四个激光测距传感器1安装在齿轮箱外壳7上，并与所述主轴端面6垂直，同时分别采集四个激光测距传感器1相对于所述主轴端面6之间的距离L，得到主轴11的倾斜程度；S4：微型控制器3同时分别采集四个激光测距传感器1相对于所述主轴端面6之间的距离L数据值，通过以太网网络4发送至计算机5进行存储；S5：记录标定位初始值，记录L0为装置首次运行时齿轮箱在静止状态下的激光测距传感器1相对于所述主轴端面6之间的距离；S6：任意时间某一测量点的主轴的轴向位移ΔL满足下式：ΔL＝L1-L0式(2)式中，ΔL为两个时间段之间主轴的轴向位移变化值，即当前距离值与初始值之间的差值为当前轴向位移，L1为齿轮箱在当前测量时间点的激光测距传感器1相对于所述主轴端面6之间的距离，L0为装置首次运行时齿轮箱在静止状态下的激光测距传感器1相对于所述主轴端面6之间的距离。进一步的，在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，其特征在于：包括依次电连接的激光测距传感器(1)、传感器电缆(2)、微型控制器(3)、以太网网络(4)和计算机(5)；所述激光测距传感器(1)安装于齿轮箱外壳(7)上，圆盘状的主轴端头(12)设置于主轴(11)一端，主轴(11)内嵌于齿轮箱外壳(7)内，所述主轴端头(12)靠近主轴一侧表面为的主轴端面(6)，所述主轴端面(6)为垂直于主轴的光滑表面；还包括激光源(8)、反光检测口(9)和传感器电缆接口(10)，所述主轴端面(6)的最外端位于激光源(8)和反光检测口(9)外侧，所述激光源(8)发射激光，照射所述主轴端面(6)后反射回的激光通过所述反光检测口(9)被所述激光测距传感器(1)内的激光传感器接收，所述激光测距传感器(1)通过传感器电缆接口(10)与传感器电缆(2)相连，并通过传感器电缆(2)将测量到的数据信号传送至所述微型控制器(3)，所述微型控制器(3)将数据信号进行数字化，并通过所述以太网网络(4)传送给所述计算机(5)。

【技术特征摘要】
1.一种主轴内置型风力发电机组齿轮箱轴向位移监测装置，其特征在于：包括依次电连接的激光测距传感器(1)、传感器电缆(2)、微型控制器(3)、以太网网络(4)和计算机(5)；所述激光测距传感器(1)安装于齿轮箱外壳(7)上，圆盘状的主轴端头(12)设置于主轴(11)一端，主轴(11)内嵌于齿轮箱外壳(7)内，所述主轴端头(12)靠近主轴一侧表面为的主轴端面(6)，所述主轴端面(6)为垂直于主轴的光滑表面；还包括激光源(8)、反光检测口(9)和传感器电缆接口(10)，所述主轴端面(6)的最外端位于激光源(8)和反光检测口(9)外侧，所述激光源(8)发射激光，照射所述主轴端面(6)后反射回的激光通过所述反光检测口(9)被所述激光测距传感器(1)内的激光传感器接收，所述激光测距传感器(1)通过传感器电缆接口(10)与传感器电缆(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文朝，卜忠林，王立立，荆海滨，陈亮，吴金波，于钟丹，
申请(专利权)人：大连大重风电技术服务有限公司，大连华锐重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21