风力涡轮机传动系统测试组件的制作方法
【专利说明】风力涡轮机传动系统测试组件
[0001]本申请是申请号为201080043916.5的中国发明专利申请(申请日:2010年8月2日；发明名称:风力涡轮机传动系统测试组件)的分案申请。
【背景技术】
[0002]下面的讨论只是提供一般背景资料，并不是意图用于辅助确定要求保护的主题的范围。
[0003]图1示意地图示风力涡轮机组件10和用于定义由风力涡轮机组件10经历的作用力和力矩的中心坐标系统。风力涡轮机组件10在操作时将受到各种载荷(作用力和力矩)，例如但不限于，来自风力涡轮机组件上方的风和更接近地面/水面的风以及在各种形式的阵风的风速的差。可以关于三个正交轴线(X，Y和Z)定义作用力和力矩为轴向作用力Fx、径向力FY、FZ、轴力矩Mx、关于正交于轴线的径向轴线的力矩，即MY、MZ。这些载荷通常有不同大小和不同频率，但是同时地施加到风力涡轮机组件10。
【发明内容】
[0004]在此提供本
【发明内容】
以简化形式介绍概念的选择，在【具体实施方式】中进一步详细说明所述概念。本
【发明内容】
并不打算确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是打算用于辅助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不局限于解决在【背景技术】中提到的任何的或所有的缺点的实施方案。
[0005]在第一实施例中，测试组件包括原动机和致动器组件，致动器组件具有端部，该端部被配置为被连接到试样的试样轴，其中致动器组件还包括轴。多个第一液压轴承被配置为支撑致动器组件的轴，用于转动。转矩传递联接器被连接到原动机和致动器组件。
[0006]在第二实施例中，测试组件包括原动机和致动器组件，致动器组件具有端部，该端部被配置为被连接到试样的试样轴，致动器组件还包括轴。致动器组件的轴具有圆周表面以及第一和第二环形表面，第一和第二环形表面设置在被布置为与所述轴的转动轴线相交的平面中。多个第一液压轴承被配置为支撑致动器组件的轴用于围绕转动轴线转动。多个第二液压轴承被配置为接合第一环形表面，而多个第三液压轴承被配置为接合第二环形表面。
[0007]第一和第二测试组件可以包括一个或多个如下特征。例如，致动器组件可以包括用于支撑每个液压轴承的支撑结构和连接到支撑结构并且被布置为施加作用力和/或力矩到输入轴的致动器。在另一个实施例中，液压轴承可以包括周向地围绕搜书轴设置的多个轴承元件组件。如果需要，每个轴承元件组件可以包括活塞和汽缸组件。
[0008]测试组件可以进一步包括被配置为测量在至少一些轴承元件组中的流体压力的多个传感器。
[0009]液压动力源可以被设置和连接到每个液压轴承以施加加压流体。控制器可以被配置为提供控制信号以选择性地加压液压轴承。如果需要，压力传感器可以被配置为提供输入信号到控制器，并且控制器被配置为确定施加到所述轴的作用力和/或力矩。例如，控制器可以被配置为确定沿所述轴的转动轴线的作用力，和沿彼此相互正交并且正交于转动轴线的两个轴线的作用力，以及关于这两个轴线的力矩。
[0010]致动器组件可以被配置为相对于直角坐标系统以高达5个自由度施加各种作用力和/或力矩，直角坐标系统中的一个轴线对应于所述轴的转动轴线，并且为了限定5个自由度的目的，围绕转动轴线的转动不包括所述自由度中的一个。例如，在一个实施例中，多个第一液压轴承包括围绕所述轴周向地间隔的第一组液压轴承和围绕所述轴周向地间隔的第二组液压轴承，其中第二组液压轴承与第一组轴液压轴承在所述轴上轴向地间隔分开。每组液压轴承被配置以施加正交于转动轴线的第一横向作用力和/或正交于转动轴线的第二横向作用力，并且其中控制器被配置为提供控制信号以选择性地加压第一和第二组液压轴承，从而围绕正交所述轴的转动轴线的第一轴线施加第一力矩到所述轴。如果需要，控制器被配置为提供控制信号以选择性地加压多个第一液压轴承，从而围绕第二轴线施加第二力矩到所述轴，第二轴线正交于所述轴的转动轴线和正交于第一轴线。
[0011 ] 在另一个实施中，致动器组件包括支撑结构，该支撑结构被配置用于支撑多个第二液压轴承，从而施加轴向作用力到轴，并且其中测试组件进一步包括液压动力源和控制器，液压动力源能够操作地连接到每个液压轴承以施加加压流体。控制器被配置为提供控制信号以选择性加压多个第二液压轴承，从而至少在第一轴向方向上施加轴向作用力到所述轴。
[0012]所述轴可以包括多个液压轴承可以接合在其上的各种环形表面。例如，所述轴可以包括围绕所述轴的转动轴线的第一环形表面，并且其中多个第一液压轴承被配置为接合第一环形表面的正交或倾斜于所述轴的转动轴线的部分。所述轴可以还包括第二环形表面。多个第二液压轴承可以接合第二环形表面的正交或倾斜于所述轴的转动轴线的部分。控制器被配置为提供控制信号以选择性地加压多个第二液压轴承，从而至少在第二轴向方向施加第二轴向作用力到轴，第二轴向方向与第一轴向方向相反。在各种实施例中，第一环形表面可以面对或者大致面对第二环形表面。类似地，第一环形表面和第二环形表面可以在相反的方向上面对或者大致在相反的方向上面对。在一个实施例中，第一环形表面和第二环形表面径向地延伸超出所述轴的用于支撑所述轴转动的外圆柱表面，或者由圆周凹槽形成。
[0013]本发明的另一个实施例是转矩传递联接器本身和与任何上述实施例组合。转矩传递联接器包括轴和第一和第二组液压装置。第一组液压装置中的每个液压装置具有第一端部，第一端部能够操作地连接到所述轴的第一端部，其中第一组液压装置的液压装置围绕所述轴的轴线设置。第二组液压装置的每个液压装置具有能够操作地连接到所述轴的第二端部的第一端部，其中第二组液压装置的液压装置围绕所述轴的轴线设置。每个液压装置包括活塞和汽缸组件，其中每个液压装置的每个活塞的延伸和收缩大致与环绕所述轴的圆的一部分相切。
[0014]在一个实施例中，转矩传递联接器进一步包括连接到所述轴的第一端部的第一部件和连接到所述轴的第二端部的第二部件，其中第一部件的端部、第二部件的端部、所述轴的第一端部和所述轴的第二端部中的每一个包括围绕各自的转动轴线周向地设置的轴向延伸表面。所述轴的第一端部的表面设置在第一部件的表面之间，并且其中第一组液压装置的每个液压装置设置在第一部件的和输入轴的第一端部的相对面向表面之间，并且其中所述轴的第二端部的表面设置在第二部件的表面之间，并且其中第二组液压装置的每个液压装置设置在第二部件和输入轴的第二端的相对面向表面之间。如果需要，轴向延伸表面由插槽形成，该插槽周向地围绕所述轴的第一端部和第一部件的端部中的一个设置，并且类似地，围绕所述轴的第二端部和第二部件的端部中的一个设置。
[0015]在一个实施例中，每个液压装置包括液压轴承组件。在另一个实施例中，每个液压装置单向起作用，在压力下在一个方向上延伸。在这种情况下，如果需要，第一组液压装置和第二组液压装置中的每一组的连续液压装置在相反方向上操作。在另一个实施例中，每个液压装置双向起作用，在压力下在相反个方向上延伸。
[0016]如果需要，转矩传递联接器可以包括被配置为限制所述轴的第一端部从第一部件的端部轴向位移的元件。
[0017]动力源被配置为提供流体以操作每个液压装置，而控制器被配置为控制动力源。如果需要，控制器被配置为操作液压装置以控制转矩传递联接器的刚度和/或阻尼。
[0018]在本发明的另一个实施例中，提供一种从第一元件传递转矩到第二元件的方法。该方法包括下述步骤:连接第一组液压装置到第一元件和轴，其中第一组液压装置的每个液压装置具有能够操作地连接到所述轴的第一端部的第一端部和能够操作地连接到第一元件的第二端部，其中第一组液压装置的液压装置围绕所述轴的轴线设置；连接第二组液压装置到第二元件和所述轴，其中第二组液压装置的每个液压装置具有能够操作地连接到所述轴的第二端部的第一端部和能够操作地连接到第二元件的第二端部，其中第二组液压装置的液压装置围绕所述轴的轴线设置；和操作每个液压装置，从而从第一元件传递转矩到第二元件。如果需要，所述操作可以包括在保持第一元件的转动轴线相对于所述轴的转动轴线的选定定向的同时操作每个液压装置，从而从第一元件传递转矩到第二元件。同样地，如果需要，所述操作包括在控制刚度和/或阻尼的同时每个操作液压装置，从而从第一元件传递转矩到第二元件。
[0019]在本发明的另一个实施例中，提供一种用于施加作用力和力矩载荷到试样的方法。所述方法包括下述步骤:操作致动器组件以施加作用力和/或力矩载荷到风力涡轮机组件的轴的端部，同时风力涡轮机组件的轴转动，致动器组件具有由液压轴承支撑用于转动的轴；操作液压轴承，以允许致动器组件的轴转动；和施加转矩到连接至致动器组件的轴的转矩传递联接器。如果转矩传递联接器包括多个液压装置，该方法还包括操作液压装置以传递转矩至致动器组件的轴，同时致动器组件的轴的轴线以五个自由度相对于转矩传递联接器的转动轴线移动。虽然不被认为是限制性的，该方法在用于测试风力涡轮机组件时是特别有利的。
[0020]本发明的另一个实施例是一种弹性轴承，包括:第一支撑表面；壳体，具有第二支撑表面和形成内表面的多个壁；刚性支撑板；第一部分，包括弹性材料和支撑层的交替层压层，第一部分粘合到第一支撑表面和刚性支撑板；和第二部分，包括粘合到刚性支撑板并且设置在壳体中的弹性材料，第二部分的至少一部分由所述多个壁围绕。
【附图说明】
[0021]图1是风力涡轮机组件上存在的载荷的示意图。
[0022]图2是用于测试一对风力涡轮机组件的测试组件的透视图。
[0023]图3是图2的测试组件的一部分的顶视图。
[0024]图4是图2的测试组件的一部分的正视图。
[0025]图5是图2的测试组件的一部分的正视图。
[0026]图5A是另一个测试组件的透视图。
[0027]图5B是图5A的测试组件的正视图。
[0028]图6是另一个测试组件的示意图。
[0029]图7是图6的测试组件的正视图。
[0030]图8是液压轴承组件的示意图。
[0031]图9是用于控制轴转动的两组液压轴承组件的示意图。
[0032]图10是用于控制转动轴的位置的多个液压轴承组件的示意图。
[0033]图11是多个液压轴承组件的示意图。
[0034]图12是转矩传递联接器的示意图。
[0035]图13是另一个测试组件的透视图。
[0036]图14是图13的测试组件的正视图。
[0037]图15是另一个测试组件及转矩传递联接器的透视图。
[0038]图16是另一个测试组件及转矩传递联接器的透视图。
[0039]图17是图16的测试组件的剖视图。
[0040]图18是图16的测试组件的一部分的顶视图。