風(fēng)電塔筒螺栓預(yù)應(yīng)力張拉試驗(yàn)機(jī)全國(guó)直銷

風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置及控制方法的主要功能是對(duì)風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套進(jìn)行疲勞加載測(cè)試。目前，疲勞加載試驗(yàn)裝置，主要有電磁諧振疲勞加載試驗(yàn)裝置、電液伺服疲勞加載試驗(yàn)裝置。

其中，電磁諧振疲勞加載裝置由于采用共振原理設(shè)計(jì)，因而能夠提供較高的共振頻率，使實(shí)驗(yàn)效率顯著提高，另外，該裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，沒(méi)有油污污染。但是，此類裝置低頻頻寬相對(duì)較窄，并且載荷驅(qū)動(dòng)能力較弱。

電液伺服疲勞裝置由于采用電液伺服技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大功率驅(qū)動(dòng)。但是，受到液壓元件的限制，難以提供高頻載荷

機(jī)結(jié)構(gòu)形式：框架式結(jié)構(gòu)；

u 試驗(yàn)力：50/100/150/200/500kN 1000kn 2000kn 3000kn 5000kn

u 試驗(yàn)機(jī)級(jí)別： 1級(jí)；

u 試驗(yàn)力測(cè)量范圍：2%-100%FS；

u 試驗(yàn)力分辨力：滿量程的1/300000；

u 試驗(yàn)力示值相對(duì)誤差：±1%；

u 位移測(cè)量分辨力：0.005mm；

u 位移示值相對(duì)誤差：±0.5%；

u 電子引伸計(jì)標(biāo)距：50mm；

u 電子引伸計(jì)有效行程：10mm；

u 變形示值相對(duì)誤差：±0.5%；

u 應(yīng)力加荷速率范圍：5KN/s～20kN/s；

u 位移空載速度：0.1～200mm/min；

u 變形加載速度：0.00005～0.05mm/S；

u 拉伸夾頭間小間距：1140mm（兩銷孔中心距）；

u 有效壓縮行程：50～1050mm

u 油缸行程：1000mm；

u 夾頭間拉伸空間：120000mm；

u 總功率：15kW(AC/380V）。

本發(fā)明的目的在于為測(cè)試風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞強(qiáng)度，提供一種電液伺服疲勞裝置對(duì)風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套進(jìn)行疲勞加載試驗(yàn)，該裝置安全可靠、滿足實(shí)驗(yàn)要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種用于風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，包括：

一矩形框架，所述矩形框架的長(zhǎng)度大于預(yù)埋螺栓套的長(zhǎng)度，矩形框架包括前梁、后梁、方形拉柱Ⅰ以及方形拉柱Ⅱ，其中，所述前梁和后梁之間平行對(duì)稱連接方形拉柱Ⅰ、方形拉柱Ⅱ；

一滑動(dòng)組件，所述滑動(dòng)組件滑動(dòng)設(shè)置于所述后梁上并且可以沿矩形框架中心軸線方向來(lái)回移動(dòng)，包括：拉桿Ⅰ、拉桿Ⅱ、受力板、連接板以及轉(zhuǎn)柄Ⅱ，其中，所述后梁上設(shè)有兩個(gè)通孔，分別是通孔和第二通孔通孔的軸線和第二通孔的軸線均與所述矩形框架的中軸線平行并且對(duì)稱分布在矩形框架中軸線的兩側(cè)，所述通孔內(nèi)穿設(shè)設(shè)置有所述拉桿Ⅰ，第二通孔內(nèi)穿設(shè)設(shè)置有拉桿Ⅱ，拉桿Ⅰ位于矩形框架外的一端和拉桿Ⅱ位于矩形框架外的一端均與一所述受力板固定連接；

拉桿Ⅰ位于矩形框架內(nèi)的一端和拉桿Ⅱ位于矩形框架內(nèi)的一端均與一所述連接板固定連接，連接板上通過(guò)一連接軸與一設(shè)置于矩形框架內(nèi)部的轉(zhuǎn)柄Ⅱ連接；

驅(qū)動(dòng)組件，包括：液壓站、油缸和轉(zhuǎn)柄Ⅰ，其中，所述前梁上設(shè)有一個(gè)第三通孔，所述第三通孔的軸線與所述矩形框架的中軸線重合；第三通孔內(nèi)固定連接油缸，油缸通過(guò)管道與液壓站連接，油缸的活塞桿與一設(shè)置于矩形框架內(nèi)部的轉(zhuǎn)柄Ⅰ連接；

所述轉(zhuǎn)柄Ⅰ和轉(zhuǎn)柄Ⅱ的軸線重合；

力傳感器，設(shè)置于后梁和受力板之間；

溫度傳感器，設(shè)置于油箱上；

一控制器，所述力傳感器的信號(hào)輸出端和溫度傳感器的信號(hào)輸入端均和所述控制器的信號(hào)輸入端連接，控制器的信號(hào)輸出端與液壓站內(nèi)的執(zhí)行元件的信號(hào)輸入端連接；

所述執(zhí)行元件包括：安裝在液壓站電柜箱內(nèi)的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥。

所述受力板上位于力傳感器的一側(cè)設(shè)有球面墊。

所述前梁的底部和后梁的底部均通過(guò)底座連接板連接有底座。

一種基于所述用于風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括以下幾個(gè)步驟：

步、將風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套安裝在疲勞測(cè)試裝置的機(jī)體上并固定好，具體是將待測(cè)風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套的一端固定在轉(zhuǎn)柄Ⅰ上，另一端固定連接在轉(zhuǎn)柄Ⅱ上；

第二步、通過(guò)控制器對(duì)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)的數(shù)據(jù)設(shè)置，確定試件安裝正確，數(shù)據(jù)設(shè)置無(wú)誤后開(kāi)始加載，對(duì)工件進(jìn)行周期性的拉-拉加載；

第三步、所述力傳感器用于對(duì)疲勞測(cè)試加載時(shí)的擠壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力值信號(hào)傳遞給控制器，控制器內(nèi)預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載擠壓力閾值并將檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力與預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力閾值進(jìn)行比較；

當(dāng)檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力小于預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力閾值時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)提升液壓加載力；

當(dāng)檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力等于或大于預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)停止，加載終止，單向閥會(huì)防止液壓油的回流，使加載狀態(tài)不變；

所述溫度傳感器用于采集液壓機(jī)構(gòu)中液壓油的溫度信號(hào)，并將液壓油的溫度信號(hào)發(fā)送至所述控制器，控制器內(nèi)預(yù)設(shè)有液壓油溫度閾值，將檢測(cè)到的液壓油的溫度值與所述預(yù)設(shè)液壓油溫度閾值進(jìn)行比較；

當(dāng)檢測(cè)到的液壓油的溫度小于預(yù)設(shè)液壓油溫度閾值時(shí)，不動(dòng)作；

當(dāng)檢測(cè)到的液壓油的溫度大于或等于預(yù)設(shè)液壓油溫度閾值時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)停止，加載終止。

所述控制器內(nèi)嵌設(shè)置有基于LMS算法的諧波消除策略和幅值補(bǔ)償策略。

有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比：

采用低頻率的電液伺服系統(tǒng)，降低了機(jī)體制造工藝的要求，降低了成本；

第二、拉力機(jī)使用自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制，提高了容錯(cuò)率；

第三、液壓泵在停機(jī)或暫停狀態(tài)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)失去動(dòng)力，但是安裝在液壓站內(nèi)的單向閥能夠防止液壓油的回流，使試驗(yàn)機(jī)能夠保持原狀態(tài)，提高了安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置安裝示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

其中，1、前梁；2、后梁底；3、方形拉柱Ⅱ；4、受力板；5、連接板轉(zhuǎn)柄Ⅰ；6、拉桿Ⅰ；7、球面墊；8、鎖緊螺母；9、底座；10、連接軸；11、連接螺母；12、拉桿Ⅱ；13、壓頭；14、座連接板Ⅰ；15、底座連接板Ⅱ；16、油缸；17、轉(zhuǎn)柄Ⅱ；18、前轉(zhuǎn)柄Ⅰ；19、方形拉柱Ⅰ；(B1，B4)、內(nèi)六角螺釘；(B2，B3，B5，B6)、六角頭螺釘；B7、膠木頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明一種用于風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置包括：油缸、底座連接板Ⅰ、底座連接板Ⅱ、壓頭、轉(zhuǎn)柄Ⅰ、轉(zhuǎn)柄Ⅱ、連接軸、底座、隔環(huán)、鎖緊螺母、球面墊、拉桿Ⅰ、拉桿Ⅱ、連接板、受力板、方形拉柱Ⅰ、方形拉柱Ⅱ、前梁、后梁。

方形拉柱Ⅰ與方形拉柱Ⅱ的長(zhǎng)度相等，長(zhǎng)度的大小至少能保證預(yù)埋螺栓套能夠裝夾在試驗(yàn)機(jī)上，并在保證試驗(yàn)?zāi)軌蛲瓿捎行У男谐獭?/p>

方形拉柱Ⅰ與方形拉柱Ⅱ都是由H鋼制成，若是其他型號(hào)的鋼材能夠滿足要求，也能選用。并且在H鋼的兩端焊接鋼板將H的兩端端口封口，所焊接的鋼板大大小應(yīng)相同，材料一樣，在鋼板的中間位置開(kāi)6個(gè)螺紋孔，對(duì)螺紋孔數(shù)目并不做硬性要求，只要能滿足強(qiáng)度需求就可以。

前梁和后梁分在靠近短邊邊緣的位置開(kāi)6個(gè)螺栓通孔，通孔距離短邊的距離與鋼板上螺紋孔到鋼板邊緣的距離相等，通孔能夠與鋼板上的螺栓孔相配合，前梁和后梁通過(guò)螺栓，通孔和螺紋孔固定在方形拉柱Ⅰ和方形拉柱Ⅱ的兩端組成矩形框架；前梁，后梁和方形拉柱Ⅰ與方形拉柱Ⅱ的連接也可以用焊接等其他連接方式。

拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ的長(zhǎng)度相等材料相同，分別穿過(guò)后梁的2個(gè)通孔，兩個(gè)通孔的位置在同一直線上，與后梁長(zhǎng)邊平行且對(duì)稱分布，并且拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ的一端在矩形框架內(nèi)側(cè)，另一端在矩形框架的外側(cè)，拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ在矩形框架外側(cè)伸出的距離相等，拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ位于矩形框架內(nèi)的一端利用六角頭螺釘與連接板固定連接，連接板上通過(guò)連接軸與一設(shè)置在矩形框架內(nèi)部的轉(zhuǎn)柄Ⅱ固定連接。

拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ伸出矩形框架的一端分別套入一個(gè)隔環(huán)，然后將受力板插在拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ上，受力板有球面墊的一面在內(nèi)側(cè)，隔環(huán)起到定位的作用，利用六角頭螺釘將受力板固定好。

在受力板和后梁之間利用螺栓固定一個(gè)力傳感器，力傳感器到拉桿Ⅰ和拉桿Ⅱ的距離相等，到后梁2個(gè)長(zhǎng)邊的距離相等，力傳感器中間圓孔處固定1個(gè)受力桿。

前梁的中間有1個(gè)通孔，通孔的外側(cè)利用螺栓固定油缸，油缸活塞桿穿過(guò)油缸軸心，油缸活塞桿利用連接螺母固定轉(zhuǎn)柄Ⅰ。

控制部分是由控制系統(tǒng)，傳感器和執(zhí)行元件組成。

控制系統(tǒng)是由HMI，PC，工業(yè)控制卡組成，傳感器是由變送器，安裝在機(jī)體上的力傳感器和溫度傳感器組成，執(zhí)行元件是由作動(dòng)器，伺服閥和變頻器組成。

HMI和工業(yè)控制卡是安裝在PC上的，HMI成現(xiàn)在PC屏幕上，顯示的內(nèi)容包括當(dāng)前載荷波形圖，當(dāng)前載荷，目標(biāo)載荷，循環(huán)次數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，液壓站油箱的液位和油溫情況，通訊設(shè)置模塊，數(shù)據(jù)記錄模塊，工作控制模塊，選擇控制模式模塊和連鎖功能模塊。

控制卡與計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI總線連接，控制卡內(nèi)安裝有設(shè)備管理軟件和動(dòng)態(tài)連接庫(kù)程序。

溫度傳感器利用螺栓安裝在油箱上，變頻器安裝在液壓站內(nèi)的電柜箱內(nèi)。

對(duì)風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，螺栓套試件通過(guò)轉(zhuǎn)柄Ⅰ和轉(zhuǎn)柄Ⅱ安裝在前梁和后梁之間，液壓站對(duì)油缸供油，通過(guò)油缸活塞桿產(chǎn)生軸向力驅(qū)動(dòng)螺栓套進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。

疲勞測(cè)試載荷要求如下：

a、大交變載荷±600KN；

b、加載大行程15mm；

c、大交變載荷頻率1Hz。

對(duì)于拉擠預(yù)埋螺栓套的疲勞測(cè)試的基本要求如下：

被測(cè)試部件的疲勞載荷加在螺栓上；疲勞載荷的R值＝0.1，為拉-拉載荷；需要做如下的幾組載荷值，如下表下所示：

利用本發(fā)明一種用于風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)的方法，包括以下幾個(gè)步驟：

步、將風(fēng)電葉片預(yù)埋螺栓套安裝在疲勞測(cè)試裝置的機(jī)體上并固定好；

第二步、通過(guò)控制器對(duì)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)的數(shù)據(jù)設(shè)置，確定試件安裝正確，數(shù)據(jù)設(shè)置無(wú)誤后開(kāi)始加載，對(duì)工件進(jìn)行周期性的拉-拉加載；

第三步、所述力傳感器用于對(duì)疲勞測(cè)試加載時(shí)的擠壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力值信號(hào)傳遞給控制器，控制器內(nèi)預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載擠壓力閾值并將檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力與預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力閾值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力小于預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力閾值時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)提升液壓加載力；當(dāng)檢測(cè)到的疲勞測(cè)試加載的擠壓力等于或大于預(yù)設(shè)疲勞測(cè)試加載的擠壓力時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)停止，加載終止，單向閥會(huì)防止液壓油的回流，使I加載狀態(tài)不變；

所述溫度傳感器用于采集液壓機(jī)構(gòu)中液壓油的溫度信號(hào)，并將液壓油的溫度信號(hào)發(fā)送至所述控制器，控制器內(nèi)預(yù)設(shè)有液壓油溫度閾值，將檢測(cè)到的液壓油的溫度值與所述預(yù)設(shè)液壓油溫度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到的液壓油的溫度小于預(yù)設(shè)液壓油溫度閾值時(shí)，不動(dòng)作；當(dāng)測(cè)到的液壓油的溫度大于或等于預(yù)設(shè)液壓油溫度時(shí)，控制器發(fā)送指令給液壓系統(tǒng)中的電機(jī)變頻器以及伺服電機(jī)的伺服閥，伺服電機(jī)停止，加載終止。

進(jìn)一步的，基于數(shù)據(jù)的采集過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)，試件疲勞和外界溫度的影響會(huì)影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，所述控制器采用RMC75E控制器，其內(nèi)置有基于LMS算法的諧波消除策略和幅值補(bǔ)償策略能夠消除這些影響，使結(jié)果更加準(zhǔn)確。

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