【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，尤其涉及一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统。
技术介绍
1、风力发电技术在机型设计、微观选址、建设安装、运行控制等各环节已实现快速发展，度电成本已迅速下降。而检修成本在风电全寿命周期成本中始终占有相当大的比例，如何在保证风力发电机组可靠运行的前提下降低检修成本，已成为行业关注的重点问题之一。其中塔筒类螺栓规格大、数量多且难以对剩余预紧力实施日常监测，风机服役过中，也常由于难以对螺栓全面排查而出现螺栓断裂事故。
2、前期测试表明，风机塔筒螺栓设计预紧力仅为屈服预紧力的50～60％，且使用传统扭矩紧固时预紧力分散明显(紧固系数约为2)，因此日常运行时容易出现松动和疲劳断裂，维保时需对每一颗螺栓进行仔细检查，增加了维保压力。作为典型的l型偏拉受载螺栓，提高预紧力将大幅降低螺栓承受的弯曲载荷，提高其抵御极端工况的能力；同时大幅延长螺栓预紧力衰减周期，确保长期抵御疲劳载荷的能力，延长维保周期，因此提出一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，解决了风机塔筒螺栓日常运行时容易出现松动和疲劳断裂，维保时需对每一颗螺栓进行仔细检查，增加了维保压力的问题。
3、(二)技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
5、一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，包括系统模块总成，所述
6、进一步的，所述分析模块进行分析时结合风机服役过程中承受的外载荷推算螺栓受力的情况，然后确定其受力模型。
7、在前述方案的基础上，所述测试模块包括紧固方法测试和紧固耐久性测试。
8、作为本专利技术在进一步的方案，所述系统模块总成包括控制模块，控制模块基于上述极端工况循环加载试验平台，针对塔筒用高强度螺栓实施近屈服和屈服预紧力下的安全测试，给出不同规格塔筒螺栓最优预紧力控制区间和控制策略。
9、进一步的，所述测试模块在实验室施加极端工况下的单片螺栓法兰载荷，探究不同预紧力下螺栓在极限工况下的安全性和紧固力演化规律，分析屈服极限紧固法在极端工况下的安全性，获得螺栓预紧力的最优设置区间。
10、在前述方案的基础上，所述系统模块总成包括改造模块，改造模块基于预紧力控制策略需求，对现有机械控压式液压紧固扳手泵实施智能化改造，使其拥有角度相关紧固策略实现能力，实现全部紧固数据的记录存档。
11、进一步的，所述系统模块总成包括记录模块，记录模块记录泵站的日常定检合格判断和数据记录。
12、本专利技术的有益效果为：
13、1.本专利技术中，通过模型建立模块建立螺栓紧固的有限元分析模型，在施加外部载荷后分析螺栓载荷随外载荷的演化规律，对螺栓服役过程中的耐疲劳破坏和极限载荷下的安全性进行评估。
14、2.本专利技术中，可有效的降低螺栓在服役过程的松动甚至断裂情况，提高风机螺栓紧固的安全性，确保风机设备高效运行，提高实际发电效率，不用人工进行逐一检修，省时省力，利于设备的长期可靠运行。
15、3.本专利技术中，基于测试结果，编制风机塔筒螺栓紧固力设置准则，在后续螺栓更换或者新风机施工时使用最优紧固力作为控制目标，尽可能安全的提高预紧力控制水平。
16、4.本专利技术中，控制模块基于上述极端工况循环加载试验平台，针对塔筒用高强度螺栓实施近屈服和屈服预紧力下的安全测试，给出不同规格塔筒螺栓最优预紧力控制区间和控制策略。
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1.一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，包括系统模块总成，其特征在于，所述系统模块总成包括数据采集模块、分析模块、模型建立模块、测试模块和监测模块，所述数据采集模块与分析模块相连接，且分析模块与模型建立模块相连接，所述分析模块对风机塔筒的运行工况进行分析，确定塔筒法兰处的螺栓受力模型，所述模型建立模块建立螺栓紧固的有限元分析模型，在施加外部载荷后分析螺栓载荷随外载荷的演化规律，对螺栓服役过程中的耐疲劳破坏和极限载荷下的安全性进行评估，所述测试模块在实验室中仿照实际工况搭建模拟极端工况受力的循环载荷试验平台，所述监测模块与数据采集模块相连接，通过数据采集模块采集螺栓紧固过程中的预紧力，然后监测模块监测并记录完整的极端工况外载荷下的螺栓载荷数据。
2.根据权利要求1所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述分析模块进行分析时结合风机服役过程中承受的外载荷推算螺栓受力的情况，然后确定其受力模型。
3.根据权利要求1所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述测试模块包括紧固方法测试和紧固耐久性测试。
4.根据
5.根据权利要求1所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述测试模块在实验室施加极端工况下的单片螺栓法兰载荷，探究不同预紧力下螺栓在极限工况下的安全性和紧固力演化规律，分析屈服极限紧固法在极端工况下的安全性，获得螺栓预紧力的最优设置区间。
6.根据权利要求5所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述系统模块总成包括改造模块，改造模块基于预紧力控制策略需求，对现有机械控压式液压紧固扳手泵实施智能化改造，使其拥有角度相关紧固策略实现能力，实现全部紧固数据的记录存档。
7.根据权利要求6所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述系统模块总成包括记录模块，记录模块记录泵站的日常定检合格判断和数据记录。
...【技术特征摘要】
1.一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，包括系统模块总成，其特征在于，所述系统模块总成包括数据采集模块、分析模块、模型建立模块、测试模块和监测模块，所述数据采集模块与分析模块相连接，且分析模块与模型建立模块相连接，所述分析模块对风机塔筒的运行工况进行分析，确定塔筒法兰处的螺栓受力模型，所述模型建立模块建立螺栓紧固的有限元分析模型，在施加外部载荷后分析螺栓载荷随外载荷的演化规律，对螺栓服役过程中的耐疲劳破坏和极限载荷下的安全性进行评估，所述测试模块在实验室中仿照实际工况搭建模拟极端工况受力的循环载荷试验平台，所述监测模块与数据采集模块相连接，通过数据采集模块采集螺栓紧固过程中的预紧力，然后监测模块监测并记录完整的极端工况外载荷下的螺栓载荷数据。
2.根据权利要求1所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述分析模块进行分析时结合风机服役过程中承受的外载荷推算螺栓受力的情况，然后确定其受力模型。
3.根据权利要求1所述的一种针对紧固螺栓的风机塔筒在线监测系统，其特征在于，所述测试模块包括紧固方法测试和紧固耐久性测试...
【专利技术属性】
技术研发人员：石海瑞，李绍庚，杨松圣，冯标，高跃，张朋益，周腾，李泽俊，余建川，钟清，龙高飞，和雨鑫，
申请(专利权)人：华能大理风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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