[发明专利]风电齿轮箱轴承应力测试方法

说明书

本发明公开了一种风电齿轮箱轴承应力测试方法，首先，拆卸齿轮箱两侧悬臂的弹性支撑，并安装施力设备和数据采集设备。然后，通过施力设备对悬臂施加压力，同时，通过数据采集设备采集悬臂的应变数据和受力数据。结合应变数据和受力数据确定每侧悬臂的应变和受力的对应关系。其次，将整个风电设备恢复到正常使用状态，并采集齿轮箱实际使用过程中悬臂处的实时应变数据，并通过应变和受力的对应关系，分别计算出左右悬臂处的应力。最后，通过左右悬臂处的应力计算齿轮箱的扭力臂合力，通过扭力臂合力等效计算出齿轮箱轴承的实际应力值。如此，就不用拆解齿轮箱，在风场实地测量齿轮箱行星架前轴承应力，操作方便且可重复使用。

技术领域

本发明涉及测试机器轴承支撑装置的技术领域，具体涉及一种风电齿轮箱轴承应力测试方法。

背景技术

风电齿轮箱是风力发电机组的重要机械部件，齿轮箱的两侧均设置有悬臂，悬臂可以是通过弹性支撑件安装在风电弹性支撑上以固定齿轮箱。目前齿轮箱在风场使用过程中，个别机组齿轮箱行星架前轴承实际使用时间不到5年就出现了滚道滚珠剥落的现象，远小于轴承20年的设计寿命。通过轴承失效原因分析，轴承受到了额外的附加应力导致轴承应力过大出现提前失效。轴承应力计算常规的方法是采用与轴承相关零部件的装配位置关系进行三维建模，施加载荷进行理论计算，这种校核方式得出的是轴承应力的理论计算值，是满足设计要求的。

但是，轴承实际使用过程中受装配、吊装等因素的影响，轴承实际应力与理论计算值有一定的差异。为了验证轴承在使用过程中应力是否满足设计要求，需要计算出轴承的实际应力值。而由于行星架前轴承安装在齿轮箱内部，如果采用常规的直接测量方式测量后，需要拆解整个齿轮箱，才能取出安装测试传感器，不便于在风场进行操作。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种风电齿轮箱轴承应力测试方法，通过在风场测试计算齿轮箱在使用过程中悬臂处的附加应力，再等效到齿轮箱的轴承受力计算中，从而实现对轴承实际应力值的计算，操作方便且可重复使用。

具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种风电齿轮箱轴承应力测试方法，包括：

拆卸齿轮箱两侧悬臂与弹性支撑之间的弹性支撑件，并在悬臂与弹性支撑之间安装施力设备，以及布置数据采集设备；

通过施力设备对悬臂施加不同大小的作用力，同时通过数据采集设备采集两侧悬臂的受力数据以及应变数据；

根据相应的受力数据和应变数据确定悬臂应变与受力的对应关系；

通过数据采集设备采集齿轮箱在使用过程中两侧悬臂的实时应变数据；

根据相应的对应关系和实时应变数据计算悬臂的实时受力数据，并根据两侧悬臂的实时受力数据和齿轮箱设计参数等效计算齿轮箱轴承的实际应力值。

结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，按照先后顺序依次拆卸齿轮箱两侧悬臂与弹性支撑之间的弹性支撑件。

结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，所述施力设备包括液压泵和液压千斤顶，该液压千斤顶放置于悬臂与弹性支撑之间，且与液压泵连接。

结合第一方面的第二种可实现方式，在第一方面的第三种可实现方式中，所述数据采集设备包括：

应变装置，分别用于感应两侧悬臂的应变信号；

压力变送器，用于检测所述液压泵的压强信号；

数据采集终端，用于采集所述应变信号和压强信号，并根据应变信号和压强信号分别确定悬臂的受力数据和应变数据。

结合第一方面的第三种可实现方式，在第一方面的第四种可实现方式中，所述应变装置包括2个电阻式应变片，2个电阻式应变片分别粘附在两侧所述悬臂上，且与所述数据采集终端信号连接。