本发明专利技术涉及一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验装置及方法，属于叶片载荷模拟试验领域，解决现有试验装置结构复杂，可靠性差的问题。本装置的被试叶片横向固定于加载试验支座上，在叶片一截面上安装叶片夹具，本装置包含：电机，固定于叶片夹具底部；减速机，固定于叶片夹具底部并与电机连接，其输出轴端设置一销轴；连杆，一端铰接于输出轴的销轴；质量块，固定于连杆另一端。本装置利用偏心质量块旋转频率与叶片横向固有频率一致产生共振对叶片进行加载，电机运行功耗少，节省加载能量；因质量块连杆铰接于减速机输出轴，可避免由于质量块自重所产生的对减速机输出轴的弯矩，减少对设备的损坏；本装置结构简单，有利于提高疲劳试验的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，属于叶片载荷模拟试验领域，解决现有试验装置结构复杂，可靠性差的问题。本装置的被试叶片横向固定于加载试验支座上，在叶片一截面上安装叶片夹具，本装置包含：电机，固定于叶片夹具底部；减速机，固定于叶片夹具底部并与电机连接，其输出轴端设置一销轴；连杆，一端铰接于输出轴的销轴；质量块，固定于连杆另一端。本装置利用偏心质量块旋转频率与叶片横向固有频率一致产生共振对叶片进行加载，电机运行功耗少，节省加载能量；因质量块连杆铰接于减速机输出轴，可避免由于质量块自重所产生的对减速机输出轴的弯矩，减少对设备的损坏；本装置结构简单，有利于提高疲劳试验的可靠性。【专利说明】
本专利技术涉及风力发电机组风轮叶片载荷模拟试验技术，尤其是指一种风力发电机 组风轮叶片疲劳加载试验装置及方法。
技术介绍
风力发电机组风轮叶片载荷模拟试验装置的主要功能是对风力发电机组风轮叶 片进行模拟加载试验，其中可分为静力模拟加载和疲劳模拟加载。对疲劳模拟加载而言，又可分为垂直疲劳加载、水平疲劳加载、扭转疲劳加载以及 由垂直、水平、扭转三者不同组合的复合疲劳加载。对于叶片水平方向的疲劳加载，现有的加载装置及其加载方式有以下几种:( I)作动器强制加载装置，该装置以大地为支点，作动器连杆对叶片的某个截面施 加一水平方向的载荷。这种利用作动器对叶片进行强制往复加载运动的装置能量消耗较 大，且加载装置结构较复杂。(2)液压惯性加载装置，如图1所示，该液压惯性加载装置100安装在叶片10的某 个截面的夹具上，通过其中的液压缸101带动质量块102作水平往复运动，其往复频率与叶 片10横向固有频率基本一致，依靠质量块102的惯性力对叶片10进行共振加载。这种加 载方式虽然是共振加载，但其中液压缸的往复运动需要依靠电液伺服系统得以实现，而电 液伺服系统结构复杂，控制要求高，能耗大，效率低(电液伺服系统的最大有效效率还不到 非伺服系统的40%)，且由于该装置涉及泵、阀、缸、蓄能器等诸多液压元件，这些元件本身的 疲劳寿命会影响叶片疲劳加载试验的可靠性。(3)旋转偏心质量块加载装置，如图3a、图3b所示，该加载方式为:被试叶片30横 向固定于加载试验支座31上，在叶片30的某个截面上安装叶片夹具32，在叶片夹具32的 上部装有旋转偏心质量块加载装置300，对叶片30进行旋转偏心质量块加载。该旋转偏心 质量块加载装置300包含:电机301 ;减速机302，与电机301连接，受电机301驱动，减速机 302的输出轴303作旋转运动，其旋转频率与叶片横向固有频率基本一致；连杆304，其一端 固定于输出轴303端部，随输出轴303 —起旋转；质量块305，其固定于连杆304的另一端， 通过连杆304带动质量块305旋转产生离心力对叶片30进行共振加载；环形托架306，由圆 环架及支撑圆环架的数个支脚组成，圆环架的圆环尺寸与质量块305旋转轨迹相匹配，数 个支脚置于叶片夹具32上，其高度是使圆环架与质量块305底部接触，该环形托架306作 用:由于偏心质量块305是悬臂的，其重力将会对装置输出轴303产生较大的弯矩，该环形 托架306是支撑偏心质量块305重力的托架，质量块305沿着环形托架306的圆环架为轨 道作旋转运动，以减小对装置输出轴303的弯矩。由此可见，由于旋转偏心质量块加载装置 300需要环形托架306，结构显得比较复杂，会影响叶片疲劳加载试验的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种结构简单，功耗少，并能提高叶片疲劳加载试验可靠性的风力发电机组风轮叶片水平方向疲劳加载试验装置及方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验装置，所述疲劳加载试验装置对被试叶片进行水平方向疲劳加载模拟试验，被试叶片横向固定于加载试验支座上，在叶片的一个截面上安装叶片夹具，其中所述疲劳加载试验装置包含:电机，是三相交流电机，固定于所述叶片夹具的底部；减速机，固定于所述叶片夹具的底部并与所述电机连接，在其输出轴端部设置一个销轴；连杆，其一端铰接于所述输出轴端部的销轴上；质量块，其固定于所述连杆的另一端。所述减速机采用蜗轮减速机或伞齿轮减速机。本专利技术的另一目的是通过以下技术方案实现的:一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验方法，其包含:所述疲劳加载试验是对被试叶片进行水平方向疲劳加载模拟试验，被试叶片横向固定于加载试验支座上，在叶片的一个截面上安装叶片夹具，其特征在于所述疲劳加载试验方法包含:将一个电机固定于所述叶片夹具的底部；将一个减速机固定于所述叶片夹具的底部并与所述电机连接，减速机输出轴端部设置一个销轴，受电机驱动，减速机输出轴作旋转运动；在减速机输出轴端部的销轴上铰接一根连杆，输出轴旋转时，其随输出轴一起旋转;在连杆的另一端固定一个质量块，连杆未作旋转时，质量块下垂；连杆作旋转运动时，其随连杆一起旋转，旋转的质量块产生水平方向的离心力，随着连杆转动速度加快，离心力增大，使质量块的离心力克服重力后与连杆一起绕着销轴向上旋转甩动，质量块的旋转半径逐渐增大，直到旋转频率与所述叶片横向固有频率一致时，达到共振，此时旋转的质量块产生的离心力对所述叶片进行水平疲劳共振加载。所述连杆的长度，质量块的质量以及电机的功率选用依据如下:所述旋转的质量块产生水平方向的离心力F与已知参数之间的关系:【权利要求】1.一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验装置，所述疲劳加载试验装置(400)对被试叶片(40)进行水平方向疲劳加载模拟试验，被试叶片(40)横向固定于加载试验支座(41)上，在叶片(40)的一个截面上安装叶片夹具(42)，其特征在于所述疲劳加载试验装置 (400)包含:电机(401)，是三相交流电机，固定于所述叶片夹具(42)的底部；减速机(402 )，固定于所述叶片夹具(42 )的底部并与所述电机(401)连接，在其输出轴 (403)端部设置一个销轴(406)；连杆(404)，其一端铰接于所述输出轴(403)端部的销轴(406)上；质量块(405 )，其固定于所述连杆(404 )的另一端。2.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验装置，其特征在于:所述减速机(402)采用蜗轮减速机或伞齿轮减速机。3.一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验方法，其特征在于:所述疲劳加载试验是对被试叶片进行水平方向疲劳加载模拟试验，被试叶片横向固定于加载试验支座上，在叶片的一个截面上安装叶片夹具，其特征在于所述疲劳加载试验方法包含:将一个电机固定于所述叶片夹具的底部；将一个减速机固定于所述叶片夹具的底部并与所述电机连接，减速机输出轴端部设置一个销轴，受电机驱动，减速机输出轴作旋转运动；在减速机输出轴端部的销轴上铰接一根连杆，输出轴旋转时，其随输出轴一起旋转； 在连杆的另一端固定一个质量块，连杆未作旋转时，质量块下垂；连杆作旋转运动时， 其随连杆一起旋转，旋转的质量块产生水平方向的离心力，随着连杆转动速度加快，离心力增大，使质量块的离心力克服重力后与连杆一起绕着销轴向上旋转甩动，质量块的旋转半径逐渐增大，直到旋转频率与所述叶片横向固有频率一致时，达到共振，此时旋转的质量块产生的离心力对所述叶片进行水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风力发电机组风轮叶片疲劳加载试验装置，所述疲劳加载试验装置（400）对被试叶片（40）进行水平方向疲劳加载模拟试验，被试叶片（40）横向固定于加载试验支座（41）上，在叶片（40）的一个截面上安装叶片夹具（42），其特征在于所述疲劳加载试验装置（400）包含：电机（401），是三相交流电机，固定于所述叶片夹具（42）的底部；减速机（402），固定于所述叶片夹具（42）的底部并与所述电机（401）连接，在其输出轴（403）端部设置一个销轴（406）；连杆（404），其一端铰接于所述输出轴（403）端部的销轴（406）上；质量块（405），其固定于所述连杆（404）的另一端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乌建中，
申请(专利权)人：上海同韵环保能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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