[发明专利]用于测试风力涡轮机的力矩轴承的力矩轴承测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种力矩轴承测试装置，包括安装框架，其用于安装到风力涡轮机的力矩轴承的第一环；驱动单元，其可旋转地联接到所述安装框架；以及测量单元，其相对于力矩轴承的第二环设置，其中所述驱动单元设置为相对于所述第二环旋转所述第一环，并且其中所述测量单元配置为测量表示所述力矩轴承的摩擦扭矩的信号。

本发明还涉及一种确定风力涡轮机力矩轴承的摩擦扭矩的方法，所述风力涡轮机力矩轴承包括相对于第二环可旋转地布置的第一环，其中多个可旋转的轴承元件布置在所述第一环和第二环之间，其中所述方法包括以下步骤：设置风力涡轮机力矩轴承，将测试装置安装到所述力矩轴承，以及在所述力矩轴承上执行至少一个测试程序，以确定至少一个表示风力涡轮机力矩轴承的摩擦扭矩的信号。

背景技术

如今在现代风力涡轮机中使用的轴承单元被设计为又大又重的轴承单元，其被配置为吸收由风力涡轮机中的转子、发电机、齿轮箱和其他部件产生的各种载荷。一些风力涡轮机包括布置在转子和机舱之间的力矩轴承，用于将弯曲载荷和推力从转子传递到机舱，该机舱具有大于一米的内径并且具有几公吨的重量。

韩国专利KR 100040348公开了一种用于风力涡轮机轴承的轴承功能测试的装置，包括基架，致动框架，水平致动器和垂直致动器。基架支撑轴承组件，该轴承组件是底表面功能测试的对象。致动框架布置在轴承组件的上部中以向轴承组件施加负载。水平致动器在水平方向上对致动框架的一部分施压。水平致动器沿水平方向对轴承组件施加力。垂直致动器在垂直方向上对垂直致动框架的其余部分施压。垂直致动器到轴承组件施加垂直方向载荷或力矩载荷。

当风力涡轮机叶片相对于机舱旋转时，力矩轴承在主机架中经受各种刚性，并且风力涡轮机叶片承受不同的风切变，风切变随之转移到力矩轴承。因此，可以预紧力矩轴承，以补偿这些动态负载。这确保位于力矩轴承的内圈和外圈之间的滚子与各条滚道接触，并且在这两个环之间产生摩擦扭矩。该摩擦扭矩必须在可接受的公差内，以避免内环的过热，这种过热进而导致内环的膨胀，并由此增加预紧力。

这种轴承单元的制造商通常使用模拟或测试台来确定摩擦扭矩和其他设计参数。测试台是安装在生产设备上的又大又重的固定式设备。来自舍弗勒技术股份有限公司(Schaeffler Technologies AG&Co.KG)的Astraios是这种测试台的一个例子。该测试台具有复杂的结构，其使用数个致动器和大约300个传感器来测试试验轴承的性能。该测试台的重量约350公吨，成本约700万欧元。这种测试台不能用于测试已安装到主机架或轮毂的力矩轴承，也不能用于现场测试力矩轴承。

因此，需要一种便宜且简单的测试装置，其能够对在装配地点以及在安装地点对力矩轴承进行测试。

发明目的

本发明的目的是提供一种便宜且结构简单的测试装置。

本发明的另一目的是提供一种能够对力矩轴承进行简单测试的测试装置。

本发明的另一目的是提供一种具有移动结构的测试装置，使其能够运输至安装地点或装配地点。

本发明的另一目的是提供一种测试力矩轴承的方法，其中该测试能够在现场进行，也能够在装配地点或制造地点进行。

本发明的另一目的是提供一种使得力矩轴承能够快速简单地安装和测试的方法。

发明内容

如上所述，本发明包括用于测试风力涡轮机的力矩轴承的力矩轴承测试装置，该风力涡轮机力矩轴承包括相对于第二环可旋转布置的第一环，其中多个可旋转的轴承元件布置在所述第一环和第二环之间，其中力矩轴承测试装置包括设置为安装到力矩轴承的所述第一环的安装框架，至少一个驱动单元可旋转地联接到所述安装框架，并且至少一个测量单元设置为测量至少一个表示所述力矩轴承的摩擦扭矩的信号，其中所述至少一个驱动单元设置为在安装时相对于所述第二环旋转所述第一环，其特别之处在于，所述力矩轴承测试装置还包括至少一个扭矩臂，其具有至少一个安装接口，其中所述至少一个扭矩臂可旋转地连接到所述安装框架，并且其中所述至少一个驱动单元安装到所述至少一个安装接口。

这种配置提供了一种便宜且简单的测试装置，其能够对力矩轴承，即风力涡轮机力矩轴承执行一个或多个测试。这种配置还实现了快速简单地安装和拆卸测试装置。本测试装置还使得测试装置易于操作，并易于相对力矩轴承定位。