一种变桨轴承开裂预警装置的制作方法

本发明涉及轴承断裂检测装置技术领域，具体为一种变桨轴承开裂预警装置。

背景技术：

风力发电是世界上应用最为广泛、发展最快的一种绿色能源技术，近年来，我国风电行业发展迅速，风电装机容量得到大幅增长，相应的风机机械故障数量也随之增加，滚动轴承是风力发电机中最关键、最重要的运动部件之一，大致可以分为偏航轴承、变桨轴承和传动系统轴承等3类，其中变桨轴承主要应用在兆瓦级以上的变桨距风力发电机组上，该发电机组的桨叶安装在轮毂上，由变桨轴承及相应的控制装置根据风速调整桨叶的迎风角度以获取最佳迎风角，由于风电轴承特别是变桨轴承的受力情况复杂，轴承承受的冲击和振动作用比较大，且存在低速运转或摆动、冷凝水或盐分侵蚀等工况，因此易出现开裂失效问题；

通过分析发现，变桨轴承开裂通常从螺栓孔位置向外部蔓延，裂纹源部位的螺栓孔附近表面存在多个点蚀坑，以及在点蚀坑处萌生的微裂纹，说明疲劳裂纹起源于点蚀坑处，点蚀坑中存在腐蚀产物，腐蚀产物中氧、硫、氯元素含量较高，说明点蚀坑主要由氧、硫和氯元素腐蚀形成，风电设备服役的地域比较广，使用环境比较复杂，含有硫化物和氯化物的潮湿空气对螺栓孔附近表面产生局部腐蚀，从而形成点蚀坑；点蚀坑存在明显的应力集中，在较大的外力作用下，点蚀坑处萌生疲劳裂纹，最终导致疲劳断裂，而一旦变桨轴承发生断裂，将可能发生严重的运行事故；

然而现有技术中的变桨轴承在安装过后并无开裂预警机构，且轴承安装过后并无对点蚀坑定期进行抗腐蚀的维护，因此，本申请的目的在于设计一种能够及时对变桨轴承进行定期保养，并对轴承开裂进行早期报警的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种变桨轴承开裂预警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种变桨轴承开裂预警装置，包括环形轨道，所述环形轨道活动设置于变桨轴承外圈，所述环形轨道通过平移装置进行轴向伸缩平移，所述环形轨道与变桨轴承呈同心圆设置，所述环形轨道上活动设置有预警保养车，所述预警保养车通过驱动装置在环形轨道上做环形运动；

所述预警保养车靠近变桨轴承轴心一侧伸缩设置有检测清理顶针，所述检测清理顶针活动抵靠在变桨轴承外圈，所述检测清理顶针延长线始终经过变桨轴承的轴线；

所述检测清理顶针为中空结构，所述检测清理顶针上固定设置有喷淋盘，所述检测清理顶针通过内部通道与喷淋盘上的喷淋孔连通，所述检测清理顶针通过挠性管及预警保养车内开设的通道与防腐蚀液舱连通，所述防腐蚀液舱与泵气机构连通，所述检测清理顶针上端固定安装有活动配合开关，所述活动配合开关远离检测清理顶针一端固定安装有挤压弹簧，所述挤压弹簧另一端固定安装在预警保养车内壁，所述活动配合开关与上接触开关或下接触开关活动配合，所述上接触开关与驱动装置处于同一通路内，所述下接触开关与报警装置处于同一通路中。

优选的，所述平移装置包括电动液压伸缩缸，所述电动液压伸缩缸固定安装在风机罩内部，所述电动液压伸缩缸的伸缩臂固定安装在环形轨道侧边。

优选的，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机固定安装在预警保养车一侧，所述驱动电机的驱动轴上固定安装有驱动胶轮，所述驱动胶轮与环形轨道的外圈活动配合，所述预警保养车上还活动安装有一对配合胶轮，所述配合胶轮活动抵靠在环形轨道内圈。

优选的，所述泵气机构包括伸缩气缸，所述伸缩气缸内活动设置有伸缩活塞，所述伸缩活塞通过连杆与伸缩双面齿条连接，所述伸缩双面齿条与不规则齿轮啮合，所述不规则齿轮固定安装在驱动电机的驱动轴上，所述伸缩活塞上安装有单向进气阀，所述伸缩气缸远离不规则齿轮一端固定安装有单向出气阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过检测清理顶针在变桨轴承上进行抵靠检测，当变桨轴承表面出现裂纹时，细长的检测清理顶针被挤压弹簧的推动进入开裂部位，从而出发报警机构工作，及时提醒工作人员进行更换；

2、本发明不仅能够进行开裂的检测，还能在监测过程中对变桨轴承进行防腐蚀保养，有效降低点蚀坑中氧、硫和氯元素腐蚀的形成，进一步防止变桨轴承开裂；

3、本发明能够对变桨轴承外圈的所有部位进行全面检测，由于早期局限于螺纹孔周边的外圈，若无法对变桨轴承外圈进行逐行检测，可能无法发现早期裂纹，通过该种检测方式在裂纹形成早期即可及时发现裂纹，保证了风机桨叶运行的安全。

本发明通过检测清理顶针在变桨轴承上进行逐行抵靠检测，还能在监测过程中对变桨轴承进行防腐蚀保养，有效降低点蚀坑中氧、硫和氯元素腐蚀的形成，有效保证了风机桨叶运行的安全。

附图说明

图1为本发明的环形轨道相对于变桨轴承位置示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的预警保养车内部结构剖视示意图；

图4为本发明的驱动胶轮和配合胶轮设置结构示意图；

图5为本发明的喷淋盘结构示意图；

图6为本发明的简要电路图。

图中：1环形轨道、2变桨轴承、3预警保养车、4检测清理顶针、5挠性管、6防腐蚀液舱、7、报警装置、8活动配合开关、9挤压弹簧、10上接触开关、11下接触开关、12电动液压伸缩缸、13驱动电机、14驱动胶轮、15配合胶轮、16伸缩气缸、17伸缩活塞、18伸缩双面齿条、19不规则齿轮、20单向进气阀、21单向出气阀、22喷淋盘、23喷淋孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

一种变桨轴承开裂预警装置，包括环形轨道1，环形轨道1活动设置于变桨轴承2外圈，环形轨道1通过平移装置进行轴向伸缩平移，环形轨道1与变桨轴承2呈同心圆设置，环形轨道1上活动设置有预警保养车3，预警保养车3通过驱动装置在环形轨道1上做环形运动；

预警保养车3在环形轨道1上做环形运动，从而对变桨轴承2的各个位置进行开裂检测，通过环形轨道1的轴向平移运动，从而保证预警保养车3能够对变桨轴承2外圈的各个位置进行逐行检查，提高了裂纹的早期预警精确性；

预警保养车3靠近变桨轴承2轴心一侧伸缩设置有检测清理顶针4，检测清理顶针4活动抵靠在变桨轴承2外圈，检测清理顶针4延长线始终经过变桨轴承2的轴线；

检测清理顶针4垂直于变桨轴承2外圈表面移动，通过检测清理顶针4抵靠在变桨轴承2表面，从而判断变桨轴承2外圈是否出现开裂现象，当变桨轴承2出现裂纹时，检测清理顶针4在挤压弹簧9的作用下进入裂纹内部，从而触发报警装置7远程发送警报信号，提示检修人员前来检查；

检测清理顶针4为中空结构，检测清理顶针4上固定设置有喷淋盘22，检测清理顶针4通过内部通道与喷淋盘22上的喷淋孔23连通，检测清理顶针4通过挠性管5及预警保养车3内开设的通道与防腐蚀液舱6连通，防腐蚀液舱6与泵气机构连通，检测清理顶针4上端固定安装有活动配合开关8，活动配合开关8远离检测清理顶针4一端固定安装有挤压弹簧9，挤压弹簧9另一端固定安装在预警保养车3内壁，活动配合开关8与上接触开关10或下接触开关11活动配合，上接触开关10与驱动装置处于同一通路内，下接触开关11与报警装置7处于同一通路中。

在变桨轴承2正常运行状态下，预警保养车3内的mcu定时控制该检测清理顶针4进行工作，此时活动配合开关8与上接触开关10接触，由于上接触开关10与驱动装置处于同一通路内，当驱动装置处于通路状态时，驱动装置正常工作从而保证预警保养车3在环形轨道1上做环形运动，在此过程中，泵气机构工作使得防腐蚀液舱6内的防腐蚀液作用于变桨轴承2表面及侧边的螺纹孔周边，从而在无开裂状态下进行防腐蚀保养，当变桨轴承2表面出现裂纹时，检测清理顶针4在挤压弹簧9的作用下进入裂纹内，此时活动配合开关8导通报警装置7所在通路，同步的，驱动装置停止工作，此时预警保养车3停止环形运动，此种设置方便检修人员达到后能够快速找到开裂位置，本实施例中的报警装置7与监控室通信连接，报警装置7通过将故障信号发送至监控室进而提醒工作人员前来检查。

作为一个优选，平移装置包括电动液压伸缩缸12，电动液压伸缩缸12固定安装在风机罩内部，电动液压伸缩缸12的伸缩臂固定安装在环形轨道1侧边，通过电动液压伸缩缸12的移动带动环形轨道1进行轴向伸缩平移，进而保证预警保养车3能够对变桨轴承2各个位置进行探测。

作为一个优选，驱动装置包括驱动电机13，驱动电机13固定安装在预警保养车3一侧，驱动电机13的驱动轴上固定安装有驱动胶轮14，驱动胶轮14与环形轨道1的外圈活动配合，预警保养车3上还活动安装有一对配合胶轮15，配合胶轮15活动抵靠在环形轨道1内圈，通过此种设置保证配合胶轮15和驱动胶轮14将预警保养车3限制在环形轨道1内。

作为一个优选，泵气机构包括伸缩气缸16，伸缩气缸16内活动设置有伸缩活塞17，伸缩活塞17通过连杆与伸缩双面齿条18连接，伸缩双面齿条18与不规则齿轮19啮合，不规则齿轮19固定安装在驱动电机13的驱动轴上，伸缩活塞17上安装有单向进气阀20，伸缩气缸16远离不规则齿轮19一端固定安装有单向出气阀21，通过该种泵气机构的设置，保证在驱动电机13的工作同时进行防锈液的喷淋，在驱动电机13停止工作时同步停止防锈液的喷淋，保证了防锈液喷淋的均匀性，同时减少电器元件的使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。