用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于葉片(blade)疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，并且更具體地，涉及這樣的用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，其包括:輕質(zhì)安裝部，設(shè)置成與葉片的外表面接觸；多個致動器，設(shè)置在安裝部的外側(cè)上；以及共振發(fā)生器，配置成與致動器主體的移動方向成平行關(guān)系地作往復(fù)運動，并且同時防止共振發(fā)生器在葉片的縱向方向和橫向方向上運動，由此最小化產(chǎn)生的側(cè)向負(fù)載。
[0002]本發(fā)明涉及用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，其中，共振發(fā)生器的重量占去共振發(fā)生裝置的總重量中的大部分重量，從而減小共振發(fā)生裝置的重量，并且可以將附加砝碼(weights)附接至共振發(fā)生器的一側(cè)，且可以從其分離，以便改善使用者便利性。
【背景技術(shù)】
[0003]風(fēng)力發(fā)電用風(fēng)力渦輪機葉片與航空用葉片稍微不同，航空用葉片經(jīng)配置以產(chǎn)生升力、推力和控制力，而風(fēng)力發(fā)電用風(fēng)力渦輪機葉片經(jīng)配置以獲得使得發(fā)電機旋轉(zhuǎn)的必要旋轉(zhuǎn)力，以由此產(chǎn)生電力。
[0004]葉片的旋轉(zhuǎn)使得空氣動力分布在葉片周圍，該現(xiàn)象在葉片上產(chǎn)生彎曲負(fù)載和扭轉(zhuǎn)負(fù)載。因此，需要這樣的裝置，其可以監(jiān)測氣動負(fù)載以安全操作葉片，并且也可以測量分布在葉片的葉展(spanwise)方向上的空氣動力。相應(yīng)地，發(fā)展出各種形式的用于模擬空氣動力分布的共振發(fā)生裝置。
[0005]例如，韓國專利公開號10-2011-0078999披露了一種用于測量氣動負(fù)載的裝置(參見圖1)，該裝置包括作為其部件之一的校準(zhǔn)設(shè)備40。校準(zhǔn)設(shè)備40包括:在其上容納砝碼的多個環(huán)41、42、43、44，以及將葉片容納在其中的空間45。然而，由于校準(zhǔn)設(shè)備40以布線(wire)的端部連接至環(huán)41、42、43、44并且反復(fù)施加扭力的方式測量氣動負(fù)載，這種測量方式限制了疲勞測量的準(zhǔn)確性。
[0006]再如，W02009/135136披露了使用線性往復(fù)致動器10、20、30對葉片2進行共振測試的系統(tǒng)I (參見圖2)。
[0007]然而，包括上述技術(shù)的常規(guī)技術(shù)需要大量成本來構(gòu)建系統(tǒng)1，以用于共振葉片測試，并且還存在降低共振頻率的缺點，這是因為系統(tǒng)的邊界條件(boundary condit1n)與懸臂梁的箝制條件(clamped condit1n)相去甚遠(yuǎn)。
[0008]圖3是由國家可再生能源實驗室(Nat1nal Renewable Energy Laboratory，美國)研發(fā)的疲勞測試儀器的示意圖。該疲勞測試儀器包括形成在葉片上表面處的架7，以及形成在架7中用于垂直方向上的線性往復(fù)運動的致動器5。附加砝碼6可懸掛于致動器5的底端，以使葉片在垂直方向上振動。
[0009]然而，常規(guī)構(gòu)造(如上面所說明的構(gòu)造)的缺點在于使液壓致動器的耐用性劣化，這是因為在葉片振動期間，在致動器5底端的附加砝碼6上產(chǎn)生的在葉片葉展方向和弦向方向上的負(fù)載會使致動器的密封部磨損。
[0010]圖4是由美國NREL研發(fā)的另一種疲勞測試儀器的示意圖。該疲勞測試儀器包括分部位于左側(cè)和右側(cè)的致動器8，并且致動器8配置成使附加砝碼9沿垂直方向作線性往復(fù)運動，由此產(chǎn)生葉片的振動振幅。
[0011]然而，上述構(gòu)造有漏油的缺點，這是因為取決于致動器8的操作線和附加砝碼9的重心之間未對準(zhǔn)而在致動器8上產(chǎn)生側(cè)向負(fù)載，不可避免地使致動器8上的密封件磨損。
[0012]圖5是由MTS研發(fā)的UREX系統(tǒng)的示意圖。UREX系統(tǒng)包括安裝在葉片座P的兩側(cè)上的致動器A，附加砝碼(W)沿著葉片B的弦向方向(即，橫向方向)安裝在致動器A上。
[0013]為了將致動器A放置在葉片B的弦向方向上，需要將在葉片的厚度方向(即，垂直方向)上的激勵裝置重心與俯仰軸(pitch axis)對準(zhǔn)。這樣，可以降低在共振測試期間因葉片的運動而產(chǎn)生的側(cè)向負(fù)載。
[0014]然而，盡管有上述優(yōu)點，但是這種構(gòu)造的UREX系統(tǒng)不適用于激勵大型葉片。也就是說，由于附加砝碼(W)僅沿著致動器A的一個方向安裝，當(dāng)附加砝碼增加時，移動對象的質(zhì)量重心遠(yuǎn)離致動器桿的軸，從而使得在致動器A上產(chǎn)生側(cè)向負(fù)載。因此，由于加速了致動器密封件的磨損，其耐用性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015][技術(shù)問題]
[0016]本發(fā)明解決上述現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，該裝置包括:安裝部，其具有降低的重量，附接至葉片的外表面以與其接觸；多個致動器，其設(shè)置在安裝部的外側(cè)上；以及共振發(fā)生器，其配置成與致動器主體的移動方向成平行關(guān)系地作往復(fù)運動，并且同時防止共振發(fā)生器沿著葉片的縱向方向和橫向方向運動，由此最小化產(chǎn)生的側(cè)向負(fù)載。
[0017]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，其中，共振發(fā)生器的重量占去共振發(fā)生裝置總重量中的大部分重量，從而減小共振發(fā)生裝置的重量，并且可以將附加砝碼連接至共振發(fā)生器的一側(cè)且可以從共振發(fā)生器的一側(cè)分離附加砝碼，以便改善使用者便利性。
[0018][技術(shù)手段]
[0019]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種用于葉片疲勞測試的具有減少的側(cè)向負(fù)載的共振發(fā)生裝置，其包括:安裝部，其包括鞍座以及組裝部，鞍座包括與葉片的外表面形式對應(yīng)的槽，組裝部位于鞍座的外側(cè)，并且由緊固件連接，使得鞍座按壓葉片；共振發(fā)生器，其包括經(jīng)配置以產(chǎn)生線性移動的致動器、經(jīng)配置以保持葉片運動的相位與致動器桿的相位相同的耦合器或多個耦合器、以及經(jīng)配置以引導(dǎo)致動器主體的線性往復(fù)運動的方向的線性導(dǎo)軌；以及附加砝碼，其安裝在致動器主體的兩個相對面上，以便與致動器主體相關(guān)聯(lián)地移動，并且該附加砝碼沿著葉片的縱向方向增加或減少，使得作線性往復(fù)運動的、包括致動器主體和附加砝碼的移動塊(moving masses)的重心位于致動器桿的軸上。
[0020][有益效果]
[0021]根據(jù)本發(fā)明，輕質(zhì)安裝部設(shè)置成與葉片的外表面接觸，多個致動器設(shè)置在安裝部的外側(cè)上，并且共振發(fā)生器配置成與致動器主體的移動方向成平行關(guān)系地作往復(fù)運動，并且同時避免共振發(fā)生器沿著葉片的縱向方向和橫向方向運動。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，替代常規(guī)方法中移動具有附加砝碼的致動器桿，將附加砝碼安裝在致動器主體上，且移動其上具有附加砝碼的致動器主體，使得在共振測試期間，附加砝碼至葉片的移動距離被最小化，并且因此產(chǎn)生的側(cè)向負(fù)載被最小化。另外，移動的共振發(fā)生器的重量占去共振發(fā)生裝置的總重量的大部分。
[0023]因此，共振發(fā)生裝置可為輕質(zhì)的，并且具有改善的強度和耐用性。
[0024]另外，由于可以將附加砝碼附接至共振發(fā)生器的一側(cè)且可以從共振發(fā)生器的一側(cè)分離附加砝碼，增加了使用者便利性。
【附圖說明】
[0025]圖1是韓國專利申請N0.10-2011-0078999披露的校準(zhǔn)設(shè)備的立體圖；
[0026]圖2是W02009/135136披露的共振測試系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖3是國家可再生能源實驗室(美國)研發(fā)的疲勞測試儀器的示意圖；
[0028]圖4是NREL(美國)研發(fā)的另一種疲勞測試儀器的示意圖；
[0029]圖5是MTS研發(fā)的UREX系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖6是本發(fā)明的在安裝狀態(tài)下的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的立體圖；
[0031]圖7是本發(fā)明的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的外部構(gòu)造的立體圖；
[0032]圖8是立體圖，示出根據(jù)本發(fā)明作為用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的部件之一的砝碼架被向上移動；
[0033]圖9是根據(jù)本發(fā)明作為用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的部件之一的安裝部的立體圖；
[0034]圖10是共振發(fā)生器的分解立體圖，共振發(fā)生器為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的主要構(gòu)造；
[0035]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的構(gòu)造的立體分解圖；
[0036]圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的線性導(dǎo)軌槽的構(gòu)造的橫截面圖；
[0037]圖13是根據(jù)根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的線性導(dǎo)軌槽的構(gòu)造的橫截面圖；
[0038]圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的作為用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的部件之一的安裝部的另一種構(gòu)造的立體圖；
[0039]圖15是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的在安裝狀態(tài)下的用于葉片疲勞測試的共振發(fā)生裝置的立體圖。
[0040][參考標(biāo)記說明]
[0041]100:安裝部
[0042]110:鞍座
[0043]112:槽
[0044]116:左右限制件
[0045]117:前后限制件
[0046]118:緊固件
[0047]119:阻擋件
[0048]120:組裝部
[0049]200:共振發(fā)生器
[0050]220:砝碼架
[0051]240:致動器
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