一种风电叶片静态测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及风电叶片测试技术领域，尤其涉及一种风电叶片静态测试装置。


背景技术：

2.风电对于缓解能源供应、改善能源结构、保护环境等方面意义重大。这些年，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。由于风力发电机组通常处于野外，环境条件恶劣，容易出现故障，维修起来耗费大量人力物力，对风机的可靠性要求越来越高。为了满足风电叶片在不同风速下稳定运行20年使用寿命的设计要求，叶片需要具有足够的静强度以保证极限风载下叶片结构不被破坏。对此，设计时需要准确把握叶片的极限载荷及其静态载荷作用下的响应参数，并据此对叶片结构进行优化。
3.现有风电叶片静态测试方式主要采用气缸或者液压缸作为静力源，通过调整输出压力和增加垫片调整静力。然而因为气缸和液压缸内采用流体作为静力源，输出的力存在一定弹性，导致施加在风电叶片上的静态压力难以精确调整，导致测试精度不够。此外，增加垫片的调整方案导致施加静力的最小分度与垫片厚度关联，难以连续化地调整输出静力，风电叶片的静力形变位移难以控制。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种风电叶片静态测试装置，避免气缸和液压缸中使用流体放大压力导致的输出压力存在弹性的问题，同时也避免使用垫片导致最小静力载荷输出分度过大的问题，保证施加在风电叶片上的静力可以连续可控。
5.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种风电叶片静态测试装置，包括：风电叶片以及用于固定所述风电叶片的龙门架以及用于固定所述龙门架的平台，其中，还包括安装在所述风电叶片上多个测试点处的多个加载单元，所述加载单元包括电缸、滑轮组和加载绳，所述电缸和所述滑轮组固定在所述平台上；
6.其中，所述测试点处固定连接有夹持夹具，所述加载绳一端与所述电缸连接，另一端绕过所述滑轮组与所述夹持夹具的底部连接。
7.进一步地，所述测试点设置四个，且呈不均匀的分布在所述风电叶片的叶尖处。
8.进一步地，所述夹持夹具包括上固定板、上夹板、下夹板、下固定板和侧连接板，所述上夹板和所述下夹板相对设有凹槽，且所述凹槽与夹持部位的叶片仿形设置，所述上固定板设置在所述上夹板顶部，所述下固定板设置在所述下夹板底部，所述侧连接板的两端分别与所述上固定板和下固定板连接。
9.进一步地，所述上固定板和所述下固定板相对面上均设有由多个挡板围成的限位槽，所述限位槽的外侧通过加强筋加固。
10.进一步地，所述加载绳为钢丝绳。
11.进一步地，所述电缸驱动方向平行于所述平台，且所述电缸通过固定夹具设置在平台上；
12.所述固定夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具位于所述电缸的端部，所述第二夹具位于所述电缸的尾部。
13.进一步地，所述第一夹具和所述第二夹具均包括安装板和固定座，所述安装板上设有可调节安装孔，所述固定座固定在所述安装板上并跟随所述安装板调整任意角度固定在所述平台上。
14.进一步地，所述固定座包括上固定板和下固定板，所述上固定板和所述下固定板相对设有圆弧槽，所述电缸固定在两个相对的圆弧槽内，且所述上固定板和所述下固定板相对面存在间隙。
15.进一步地，所述滑轮组包括定滑轮、底板和支撑座，所述底板固定在所述平台上，所述支撑座固定在所述底板上，所述定滑轮转动连接在所述支撑座上。
16.进一步地，所述底板上设有若干条形孔，若干所述条形孔均布设置，使所述定滑轮始终位于所述电缸驱动轴正前方。
17.本实用新型的有益效果为：与现有技术相比，本实用新型采用电缸驱动方式对风电叶片进行静态测试，其结构简单，避免了气缸和液压缸中使用流体放大压力导致的输出压力存在弹性的问题，同时也避免了使用垫片导致最小静力载荷输出分度过大的问题，保证了施加在风电叶片上的静力可以连续可控，实现风电叶片测试中的形变位移控制在微米级别。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例中风电叶片静态测试装置的轴测图；
20.图2为本实用新型实施例中风电叶片静态测试装置的正视图；
21.图3为本实用新型实施例中滑轮组的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例中夹持夹具的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例中电缸与固定夹具的安装结构视图；
24.图6为本实用新型实施例中第一夹具的结构示意图。
25.附图标记：1、风电叶片；2、龙门架；3、平台；4、加载单元；41、电缸；42、滑轮组；421、定滑轮；422、底板；423、支撑座；43、加载绳；5、夹持夹具；51、上固定板；52、上夹板；53、下夹板；54、下固定板；55、侧连接板；56、限位槽；6、第一夹具；61、安装板；611、可调节安装孔；62、固定座；621、上限位板；622、下限位板；7、第二夹具。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.如图1至图6所示的一种风电叶片静态测试装置，包括风电叶片1以及用于固定风电叶片1的龙门架2以及用于固定龙门架2的平台3，其中，还包括安装在风电叶片1上多个测试点处的多个加载单元4，加载单元4包括电缸41、滑轮组42和加载绳43，电缸41和滑轮组42固定在平台3上；
30.其中，测试点处固定连接有夹持夹具5，加载绳43一端与电缸41连接，另一端绕过滑轮组42与夹持夹具5的底部连接。
31.本实用新型中采用的电缸41是将伺服电机与丝杆一体化设计的模块化产品，采用闭环伺服控制，精度达到0.01mm，精密控制推力，与plc控制装置连接，实现高精密运动控制；其工作原理：将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，用时将伺服电机最佳优点精确转速控制、精确转数控制和精确扭矩控制转变成精确速度控制、精确位置控制和精确推力控制，实现高精度直线运动。
32.本实用新型优选实施例实施过程，风电叶片1和电缸41分别固定在龙门架2和平台3上。风电叶片1上设置多个测试点，在多个测试点采用夹持夹具5进行装夹固定，并将钢丝绳和滑轮组42与电缸41的驱动轴连接，以及钢丝绳绕过滑轮组42与风电叶片1多个夹持夹具5相连，通过电缸41及滑轮组42对风电叶片1施加静力载荷，实现风电叶片1静态测试。与现有技术相比，本实用新型采用电缸41驱动方式对风电叶片1进行静态测试，其结构简单，避免了气缸和液压缸中使用流体放大压力导致的输出压力存在弹性的问题，同时也避免了使用垫片导致最小静力载荷输出分度过大的问题，保证了施加在风电叶片1上的静力可以连续可控，实现风电叶片1测试中的形变位移控制在微米级别。
33.为了提高测试结果的准确性，优选地，测试点设置四个，且呈不均匀的分布在风电叶片1的叶尖处，通过不同测试点的测试数据，保证了测试结果的精确度。
34.本实用新型优选实施例中，具体地，夹持夹具5包括上固定板51、上夹板52、下夹板53、下固定板54和侧连接板55，上夹板52和下夹板53相对设有凹槽，且凹槽与夹持部位的叶片仿形设置，上固定板51设置在上夹板52顶部，下固定板54设置在下夹板53底部，侧连接板55的两端分别与上固定板51和下固定板54连接。
35.由于风电叶片1在静态测试过程中，其风电叶片1受到钢丝绳的拉力方向的不唯一性，使风电叶片1相对于上夹板52和下夹板53的反向力存在横向上的力，其横向上的力容易导致夹持夹具5在夹持过程中出现上下夹板53与上下固定板54连接不稳定情况，为了保证连接的稳定性，上固定板51和下固定板54相对面上均设有由多个挡板围成的限位槽56，限位槽56的外侧通过加强筋加固。通过限位槽56的设置，保证了夹持夹具5与风电叶片1之间装夹的可靠性，从而保证了测试结果的准确性。
36.本实用新型优选实施例中，加载绳43为钢丝绳，且钢丝绳与夹持夹具5下方的球铰
接头连接。
37.本实用新型优选实施例中，为了避免电缸41在驱动过程出现位移现象，从而导致驱动力不稳定影响测试结果，优选地，电缸41驱动方向平行于平台3，且电缸41通过固定夹具设置在平台3上；固定夹具包括第一夹具6和第二夹具7，第一夹具6位于电缸41的端部，第二夹具7位于电缸41的尾部。通过第一夹具6和第二夹具7的设置，将电缸41的端部和尾部分别固定，增加了固定的稳定性。
38.在上述实施例基础上，具体地，第一夹具6和第二夹具7均包括安装板61和固定座62，安装板61上设有可调节安装孔611，固定座62固定在安装板61上并跟随安装板61调整任意角度固定在平台3上。第一夹具6和第二夹具7通过可调节安装孔611能够实现在平台3上的多角度固定，节省了安装空间，适用于安装空间有限的测试台，提高了夹具的通用性。
39.在上述实施例基础上，固定座62包括上限位和下限位，上限位板621和下限位板622相对设有圆弧槽，上限位板621的圆弧槽处设有槽口，电缸41固定在两个相对的圆弧槽内，且上限位板621和下限位板622相对面存在间隙。电缸41通过两个相对的圆弧槽实现定位夹紧，且圆弧槽处设置槽口，其槽口端的固定采用横向固定形势，增加了上限位板621的夹紧力，提高了电缸41固定的可靠性。
40.本实用新型优选实施例中，滑轮组42包括定滑轮421、底板422和支撑座423，底板422固定在平台3上，支撑座423固定在底板422上，定滑轮421转动连接在支撑座423上。
41.作为上述实施的优选，底板422上设有若干条形孔，若干条形孔均布设置，使定滑轮421始终位于电缸41驱动轴正前方。
42.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。