专利名称：风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法
技术领域：
本发明专利涉及一种风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，属于机械设备与液压控制技术领域。
背景技术：
目前在风力发电变桨回转轴承性能测试中，采用配重臂模拟桨叶，配重模拟作用在桨叶上的风载，通过配重臂与轮毂的连接来进行变桨回转轴承的性能测试。轮毂固定把合在车间地面的底座上，配重臂放置在轮毂前面的两个固定鞍座上，配重臂的数量根据叶轮的结构有两个或三个不等。配重臂与轮毂之间的装配和拆卸是依靠吊车实现的，其缺点是每次只能装配或拆卸一个配重臂，需要多人参与装配，生产效率和自动化水平低、安全性差。因此开发一种高效、安全的自动化的变桨配重臂装卸装置是亟待解决的问题。本发明的一种风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，采用液压系统驱动控制平行四连杆机构，其进退控制阀组可实现进退缸的位置保持及浮动控制；升降控制阀组、同步马达、升降缸阀组可实现升降缸的位置保持、升降缸的二级压力切换及同步升降控制，具有自动化程度高、安全性好的优点。每个变桨配重臂的装卸效率由原来的1小时减少到5分钟，大大提高了试车效率和生产安全性，满足了风电批量化生产的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、安全的、自动化的风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法。本发明专利的技术解决方案是这样实现的—种风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，包括配重臂装卸装置和液压控制系统，配重臂装卸装置由底座和两套对称布置的走行轮I、驱动臂、升降液压缸、拉杆、走行轮II、摆动臂、进退液压缸等组成，其特征在于所述的走行轮I、走行轮II安装在固定轨道上，走行轮I轴上装有一个驱动臂，走行轮II轴上装有一个摆动臂，驱动臂、摆动臂与车轮轴之间由滚动轴承支撑，驱动臂、摆动臂的一端与底座相连，另一端与拉杆相连，驱动臂、拉杆、摆动臂组成平行四边形机构，底座和驱动臂之间装有升降液压缸，进退液压缸通过耳轴安装在基础上的固定支座上，液压缸头部与底座相联；液压控制系统由油箱组件、 供油系统、进退油缸液压系统、升降油缸液压系统组成，其特征在于所述的油箱组件为供油系统提供油并接受进退油缸液压系统和升降油缸液压系统的回油，供油系统为进退油缸液压系统和升降油缸液压系统提供压力油并组成系统保压、卸荷回路，进退油缸液压系统控制配重臂的进退并与二位四通电磁换向阀I共同作用控制进退液压缸的浮动，升降油缸液压系统控制配重臂装卸装置的升、降和保压，保证两升降液压缸的同步动作，实现抬升过程中低压和系统压力的二次切换。所述的进退油缸液压系统由减压阀、三位四通电磁换向阀I 二位四通电磁换向阀
3I、叠加式双单向节流阀I和两路液控单向阀I、溢流阀、进退液压缸组成，减压阀控制进退缸的进退压力；三位四通电磁换向阀I控制进退液压缸的前进、后退并与二位四通电磁换向阀I共同作用控制进退液压缸的浮动；单向节流阀I调整油缸进退的速度；液控单向阀I 保持进退缸的位置；溢流阀起安全作用；二位四通电磁换向阀I控制液控单向阀I的开启和关闭，二位四通电磁换向阀I带电，控制液控单向阀I开启，断电时液控单向阀I关闭，此时三位四通电磁换向阀I断电，其回油口直接油箱组件，避免回油背压对液控单向阀I的保压影响。所述的升降油缸液压系统由压力切换减压阀、单向阀、三位四通电磁换向阀II、液控单向阀III、叠加式双单向节流阀II、压力继电器、同步马达、对称布置的液控单向阀II 和升降液压缸、单向节流阀III、二位四通电磁换向阀II、二位四通电磁换向阀III组成， 三位四通电磁换向阀II控制升降液压缸的升、降与保压；压力切换减压阀控制升降压力， 空负荷抬升时二位四通电磁换向阀III断电，压力切换减压阀的泄油经过二位四通电磁换向阀III连通到泄油管路，装卸装置接触到配重臂时，压力升起达到压力继电器设定值时， 二位四通电磁换向阀III带电，压力油经二位四通电磁换向阀III作用到压力切换减压阀的泄油腔，减压阀的出口压力变为系统压力，实现变桨配重臂装卸装置升降的二次压力切换；单向节流阀II可调整油缸升降的速度；液控单向阀II、液控单向III保持升降液压缸的位置，二位四通电磁换向阀II观用于控制液控单向阀II沈的开启和关闭，单向节流阀 III27)控制液控单向阀II 26的开启速度；同步马达25保持两个升降液压缸的同步控制； 单向阀20保证分流马达的每腔分配室都能维持一个大约4bar的最小压力。本发明专利具有以下优点1、配重臂装卸过程的高效、安全；2、可实现进退缸的位置保持及浮动控制，保证配重臂与轮毂间的螺栓把合力矩；3、可实现升降缸的位置保持、二级压力切换及同步升降控制；4、可实现系统压力自动补偿及卸荷功能；
图1是配重臂装卸装置的机构简图；图2是配重臂装卸装置的总液压系统原理图；图3是配重臂装卸装置的进退油缸液压系统原理图；图4是配重臂装卸装置的升降油缸液压系统原理图；图5是配重臂安装的动作流程图；图6是配重臂拆卸的动作流程；图7是配重臂装卸装置的液压系统电磁铁动作表。图中1、底座，2、走行轮I，3、驱动臂，4、升降液压缸，5、拉杆，6、走行轮II，7、摆动臂，8.进退液压缸，9、油箱组件，10、供油系统，11、进退油缸液压系统，12、升降油缸液压系统，13、减压阀，14、三位四通电磁换向阀I，15单向节流阀I，16、液控单向阀I，17、溢流阀， 18、二位四通电磁换向阀I，19、压力切换减压阀，20、单向阀，21、三位四通电磁换向阀II， 22、液控单向阀111，23、单向节流阀11，24、压力继电器，25、同步马达，26、液控单向阀II， 27、单向节流阀111，28、二位二通电磁换向阀11，29、二位二通电磁换向阀III。
具体实施例方式下面结合附图对本发明专利作进一步的说明。如附图所示，风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，包括配重臂装卸装置和液压控制系统，配重臂装卸装置由底座1和两套对称布置的走行轮I 2、驱动臂3、升降液压缸4、拉杆5、走行轮II 6、摆动臂7、进退液压缸8等组成，走行轮I 2、走行轮II 6 安装在固定轨道上，走行轮I 2轴上装有一个驱动臂3，走行轮II 6轴上装有一个摆动臂 6，驱动臂3、摆动臂7与车轮轴之问由滚动轴承支撑，驱动臂3、摆动臂7的一端与底座1相连，另一端与拉杆5相连，驱动臂3、拉杆5、摆动臂7组成平行四边形机构，能够保证在配重臂升、降过程中始终保持平行移动。底座1和驱动臂3之间装有升降液压缸4，该液压缸用于实现底座的升降运动。进退液压缸8通过耳轴安装在基础上的固定支座上，液压缸头部与底座1相联当进退液压缸8动作时可实现底座的水平移动，从而带动配重臂的进退。由走行轮I 2、驱动臂3、升降液压缸4、拉杆5、走行轮II 6、摆动臂7组成的升降机构共有前后两套，对称布置。在两个升降液压缸4的共同作用下完成变桨配重臂的抬升工作。液压控制系统由油箱组件9、供油系统10、进退油缸液压系统11、升降油缸液压系统12组成，油箱组件9为供油系统10提供油并接受进退油缸液压系统11和升降油缸液压系统12的回油，供油系统10为进退油缸液压系统11和升降油缸液压系统12提供压力油并组成系统保压、卸荷回路，进退油缸液压系统11控制配重臂的进退并实现装卸装置的浮动功能，升降油缸液压系统12控制配重臂装卸装置的升、降和保压，保证两升降液压缸4的同步动作，实现抬升过程中低压和系统压力的二次切换。进退油缸液压系统11由减压阀13、三位四通电磁换向阀I 14 二位四通电磁换向阀I 18、叠加式双单向节流阀I 15和两路液控单向阀I 16、溢流阀17、进退液压缸8组成， 减压阀13控制进退缸的进退压力；三位四通电磁换向阀114控制进退液压缸8的前进、后退并与二位四通电磁换向阀I 18共同作用控制进退液压缸8的浮动；单向节流阀I 15调整油缸进退的速度；液控单向阀I 16保持进退缸的位置；溢流阀17起安全作用；二位四通电磁换向阀I 18控制液控单向阀I 16的开启和关闭，二位四通电磁换向阀I 18带电，控制液控单向阀116开启，断电时液控单向阀I 16关闭，此时三位四通电磁换向阀I 14断电，其回油口直接油箱组件9，避免回油背压对液控单向阀I 16的保压影响。在三位四通电磁换向阀I 14断电时，二位四通电磁换向阀I 18带电控制液控单向阀116的开启，进退油缸8的两腔通过三位四通电磁换向阀I 14的中位机能与回油连通，实现进退油缸的浮动功能。配重臂装卸装置处于浮动状态，此时可进行配重臂与轮毂的螺栓把合。升降油缸液压系统12由压力切换减压阀19、单向阀20、三位四通电磁换向阀II 21、液控单向阀11122、叠加式双单向节流阀II 23、压力继电器M、同步马达25、对称布置的液控单向阀II沈和升降液压缸4、单向节流阀11127、二位四通电磁换向阀II 28、二位四通电磁换向阀111 组成，三位四通电磁换向阀1121控制升降液压缸4的升、降与保压， 压力切换减压阀19控制配重臂装卸装置的升降压力，在装卸装置空负荷抬升时二位四通电磁换向阀111 处于断电状态，此时压力切换减压阀19的泄油经过二位四通电磁换向阀 III29连通到泄油管路，实现配重臂装卸装置空负荷抬升；当装卸装置接触到配重臂时，压力升起达到压力继电器M设定值时，二位四通电磁换向阀111 带电，此时压力油经过二位四通电磁换向阀111 作用到压力切换减压阀19的泄油腔，减压阀主阀芯完全打开，减压阀的出口压力变为系统压力，这样便实现了变桨配重臂装卸装置升降的二次压力切换， 单向节流阀II 23可调整油缸升降的速度，防止油缸下降时，分流马达按照最快液压缸的速度来运行而导致另一个升降液压缸没有及时跟上。液控单向阀11122、液控单向阀II 26 可保持升降液压缸4的位置，二位四通电磁换向阀II观用于控制液控单向阀II沈的开启和关闭，单向节流阀III27可控制液控单向阀II 26的开启速度。同步马达25用于保持两个升降液压缸的同步控制，同步马达中溢流阀的作用是防止在液压缸出口由于压力放大现象而产生过高压力。因此即使回路中有一只升降液压缸已经提前完成了整个行程，另一只升降液压缸仍然可以正常完成其工作行程。同步马达中的单向阀以及单向阀20的作用是保证分流马达的每腔分配室都能维持一个大约4bar的最小压力。当其中一只液压缸已经完成其全部工作行程时，分流马达仍能保证速度较慢的液压缸继续运行。这时系统4bar的最小压力就保证了管路相通的速度最快的液压缸不会发生吸空现象。供油系统10由电动机、油泵、卸荷阀和蓄能器、截止阀组成，并能实现系统保压、 卸荷功能。当系统压力达到卸荷阀的设定值时，油泵就处于低压卸荷状态；当系统压力低于卸荷阀设定值的10%时，油泵会自动向系统补油，直到再次达到卸荷阀设定值而低压卸荷， 从而减小了系统功率损耗和系统发热，达到节能效果。截止阀用于维修时进行压力释放，正常工作时截止阀处于截止状态。油箱组件9由球阀、电加热器、回油过滤器、液位控制继电器、电接点温度计、空气滤清器、液位计等组成。
权利要求
1.一种风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，包括配重臂装卸装置和液压控制系统，配重臂装卸装置由底座(1)和两套对称布置的走行轮I O)、驱动臂(3)、升降液压缸、拉杆(5)、走行轮II (6)、摆动臂(7)、进退液压缸(8)等组成，其特征在于所述的走行轮I ( 、走行轮II (6)安装在固定轨道上，走行轮I ( 轴上装有一个驱动臂(3)，走行轮II (6)轴上装有一个摆动臂(6)，驱动臂(3)、摆动臂(7)与车轮轴之间由滚动轴承支撑， 驱动臂(3)、摆动臂(7)的一端与底座(1)相连，另一端与拉杆(5)相连，驱动臂(3)、拉杆 (5)、摆动臂(7)组成平行四边形机构，底座⑴和驱动臂(3)之间装有升降液压缸，进退液压缸(8)通过耳轴安装在基础上的固定支座上，液压缸头部与底座(1)相联；液压控制系统由油箱组件(9)、供油系统(10)、进退油缸液压系统(11)、升降油缸液压系统(12)组成，其特征在于所述的油箱组件(9)为供油系统(10)提供油并接受进退油缸液压系统(11) 和升降油缸液压系统(12)的回油，供油系统(10)为进退油缸液压系统(11)和升降油缸液压系统(12)提供压力油并组成系统保压、卸荷回路，进退油缸液压系统(11)控制配重臂的进退并实现装卸装置的浮动功能，升降油缸液压系统(12)控制配重臂装卸装置的升、降和保压，保证两升降液压缸的同步动作，实现抬升过程中低压和系统压力的二次切换。
2.根据权利要求1所述的风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，其特征在于所述的进退油缸液压系统(11)由减压阀(13)、三位四通电磁换向阀I (14) 二位四通电磁换向阀I (18)、叠加式双单向节流阀I (15)和两路液控单向阀I (16)、溢流阀(17)、进退液压缸(8)组成，减压阀(1 控制进退缸的进退压力；三位四通电磁换向阀1(14)控制进退液压缸(8)的前进、后退并与二位四通电磁换向阀1(18)共同作用控制进退液压缸(8)的浮动；单向节流阀1(1 调整油缸进退的速度；液控单向阀1(16)保持进退缸的位置；溢流阀 (17)起安全作用；二位四通电磁换向阀1(18)控制液控单向阀1(16)的开启和关闭，二位四通电磁换向阀1(18)带电，控制液控单向阀1(16)开启，断电时液控单向阀1(16)关闭， 此时三位四通电磁换向阀1(14)断电，其回油口直接油箱组件(9)，避免回油背压对液控单向阀1(16)的保压影响。
3.根据权利要求1所述的风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，其特征在于所述的升降油缸液压系统(12)由压力切换减压阀(19)、单向阀(20)、三位四通电磁换向阀II (21)、液控单向阀III (22)、叠加式双单向节流阀II (23)、压力继电器04)、同步马达 (25)、对称布置的液控单向阀II 06)和升降液压缸G)、单向节流阀III (27)、二位四通电磁换向阀II (观)、二位四通电磁换向阀III 09)组成，三位四通电磁换向阀II 控制升降液压缸(4)的升、降与保压；压力切换减压阀(19)控制升降压力，空负荷抬升时二位四通电磁换向阀IIK29)断电，压力切换减压阀(19)的泄油经过二位四通电磁换向阀III 09) 连通到泄油管路，装卸装置接触到配重臂时，压力升起达到压力继电器04)设定值时，二位四通电磁换向阀III 09)带电，压力油经二位四通电磁换向阀III 09)作用到压力切换减压阀(19)的泄油腔，减压阀的出口压力变为系统压力，实现变桨配重臂装卸装置升降的二次压力切换；单向节流阀11 可调整油缸升降的速度；液控单向阀(22、26)保持升降液压缸的位置，二位四通电磁换向阀IK28)用于控制液控单向阀IK26)的开启和关闭，单向节流阀IIK27)控制液控单向阀IK26)的开启速度；同步马达05)保持两个升降液压缸的同步控制；单向阀OO)保证分流马达的每腔分配室都能维持一个大约4bar的最小压力。
全文摘要
一种风电变桨轴承试验用配重臂装卸装置及装卸方法，包括配重臂装卸装置和液压控制系统，走行轮I、走行轮II安装在固定轨道上，走行轮I轴上装有一个驱动臂，走行轮II轴上装有一个摆动臂，通过拉杆与底座组成平行四边形机构，底座和驱动臂之间装有升降液压缸，进退液压缸通过耳轴安装在基础上的固定支座上，其头部与底座相联；液压控制系统由油箱组件、供油系统、进退油缸液压系统、升降油缸液压系统组成，进退油缸液压系统控制配重臂的进退并实现装卸装置的浮动，升降油缸液压系统控制配重臂装卸装置的升、降和保压，保证两液压缸的同步动作，实现抬升过程中低压和系统压力的二次切换。本发明具有配重臂装卸过程高效、安全、自动的优点。
文档编号G01M13/04GK102313647SQ20101022347
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者张振革, 王斌, 王景财, 陈强, 陈昱霖 申请人:大连华锐股份有限公司