风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置。


背景技术：

2.风力发电机组长期运行在恶劣的自然环境中，受环境因素影响较大，且运行工况较为复杂，在运行过程中，长期受到振动、剪切等各种载荷的综合作用，各部件及部件之间的连接紧固件会出现不同程度的损伤，其中高强螺栓是风力发电机组的重要连接部件，在运行中承受周期性的交变应力作用以及周期性的振动，易产生松弛现象甚至发生疲劳断裂，另外，由于连接螺栓安全预紧力过低、未采取适当的防松措施或装配方法不当都会引起螺栓松动，同时受制造材料的制约，尽管风力发电机组按期开展定检工作，但一些重要的螺栓还是会出现松动或断裂的情况，若发现不及时，且风力发电机组不能报出相关故障，可能会引发风力发电机组倒塔、叶片脱落等设备事故，给风电场的安全生产带来巨大的隐患，造成巨大的经济损失，甚至造成人身伤害事故。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置。
4.上述的目的通过以下的技术方案实现：
5.一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其组成包括，螺栓松动角度限值设定装置和螺栓松动检测装置，所述的螺栓松动检测装置通过输出的信号线与plc控制器中的输入模块连接，风力发电机组机舱柜内24vdc直流电模块通过导线与螺栓松动检测装置连接；
6.所述的螺栓松动角度限值设定装置安装在轮毂与主轴连接处的每一个螺栓的螺母上；
7.所述的螺栓松动检测装置安装在靠近轮毂与主轴连接处的轴承上固定连接。
8.所述的风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，所述的螺栓松动角度限值设定装置由外壳和金属片组成，外壳内部为与高强度螺栓螺母形状一致的六边形，用于紧密安装在螺栓的螺母上，外壳的外部为圆形，外壳的外部和内部之间具有间隙，且安装有金属片；
9.所述的金属片通过卡扣与外壳固定，且金属片长度是圆形周长的一半。
10.所述的风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，所述的螺栓松动检测装置采用电感式无触点型接近开关
11.本实用新型的有益效果：
12.1.本实用新型轮毂与主轴连接处螺栓未松动时，该装置不向风力发电机组主控系统发送开关量动作信号，表示螺栓未松动，风力发电机组主控系统不发出报警，当轮毂与主轴连接处螺栓松动时，该装置向风力发电机组主控系统发送开关量动作信号，表示螺栓出现松动，风力发电机组主控系统发出报警，提示值班人员螺栓出现松动，需要前往就地检查
螺栓松动原因，并采取相应解决措施处理螺栓松动问题，保证风力发电机组的安全稳定运行。
13.2.本实用新型通过螺栓松动角度限值设定装置、螺栓松动检测装置、电源模块来检测风力发电机组轮毂与主轴连接处所有螺栓是否松动，并将螺栓松动的信号发送给风力发电机组主控系统，及时发现螺栓松动的情况，保证风力发电机组的安全稳定运行。
14.3.本实用新型成本较低，结构简单，设备采购容易，检测装置型号种类较多，可以适用于各种螺栓和螺母，螺栓松动角度限值设定模块由塑料和金属片制成，制作难度低，价格低廉，可实施性强。
附图说明
15.附图1是本实用新型的结构示意图。
16.附图2是螺栓松动角度限值设定装置上金属片外露部分状态图一；
17.附图3是附图2的俯视图；
18.附图4是螺栓松动角度限值设定装置上金属片外露部分状态图二；
19.附图5是附图4的俯视图；
20.附图6是螺栓松动角度限值设定装置上金属片外露部分状态图三；
21.附图7是附图6的俯视图；
22.附图8是螺栓未松动时的结构示意图；
23.附图9是附图8的俯视图；
24.附图10是螺栓松动时的第一状态结构示意图；
25.附图11是附图10的俯视图；
26.附图12是螺栓松动时的第二状态结构示意图；
27.附图13是附图12的俯视图；
28.图中：1、螺栓松动角度限值设定装置，2、螺栓松动检测装置，3、plc控制器，4、直流电模块，1-1、外壳，1-2、金属片，1-3、金属片固定螺丝。
具体实施方式实施例
29.一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其组成包括，螺栓松动角度限值设定装置1和螺栓松动检测装置2，所述的螺栓松动检测装置通过输出的信号线与plc控制器3中的输入模块连接，风力发电机组机舱柜内24vdc直流电模块4通过导线与螺栓松动检测装置连接；所述的螺栓松动角度限值设定装置安装在轮毂与主轴连接处的每一个螺栓的螺母上；所述的螺栓松动检测装置安装在靠近轮毂与主轴连接处的轴承上固定连接。所述的螺栓松动角度限值设定装置由外壳1-1和金属片1-2组成，外壳内部为与高强度螺栓螺母形状一致的六边形，用于紧密安装在螺栓的螺母上，外壳的外部为圆形，外壳的外部和内部之间具有间隙，且安装有金属片；所述的金属片通过卡扣与外壳固定，且金属片长度是圆形周长的一半。
实施例
30.风力发电机组轮毂与主轴是通过高强螺栓将主轴与轮毂紧密连接，将风轮吸收的风能通过轮毂传递到主轴，带动主轴旋转，从而带动发电机转动，将机械能转化为电能。风力发电机组正常运行时，轮毂与主轴连接以轴心为圆心旋转。本装置用来及时检测轮毂与主轴连接螺栓松动的情况，主要组成及原理如图1，由螺栓松动角度限值设定装置、螺栓松动检测装置电源模块等部件组成，螺栓未松动时，该装置不向风力发电机组主控系统发送开关量动作信号，表示螺栓未松动，风力发电机组主控系统不发出报警。当螺栓松动时，该装置向风力发电机组主控系统发送开关量动作信号，表示螺栓出现松动，风力发电机组主控系统发出报警，提示值班人员及时处理螺栓松动问题。
31.螺栓松动检测装置采用电感式接近开关，电感式接近开关属于无触点型开关，可以检测金属物体，对于非金属物体，电感式接近开关则无动作。工作原理是，当电感式接近开关在其检测距离内检测到有金属物体，根据型号不同发出开路（或闭合）信号，当其检测距离内没有金属物体，或者检测距离内的金属物体离开其检测区域，则发出闭合（或开路）信号，根据其开关量信号的变化可以判断是否有金属物体进入其检测区域内。
32.在轮毂与主轴连接处的高强螺栓螺母上安装螺栓松动角度限值设定装置，根据螺栓以及螺母安装的位置不同，通过调整螺栓松动角度限值设定装置的安装位置，以及调整金属片的位置，来按照规范要求的最大松动角度设置松动角度限值。调整好金属片的位置后，用金属片固定螺丝固定牢固金属片，避免设备旋转引起金属片位移。调整螺栓松动检测装置与螺栓松动角度限值设定装置的位置和距离，保证接近开关的检测平面与螺栓松动角度限值设定装置圆柱侧面的切面平行，检测间距要小于接近开关的最大检测距离。
33.当螺栓未松动时（或松动角度在允许范围内），螺母未转动（或转动角度在允许范围内），螺栓松动角度限值设定模块的金属片未进入接近开关的检测区域内，接近开关未检测到金属物体，螺栓松动检测模块保持开关量输出信号不变，并通过信号传输装置将螺栓未松动的信号传输到主控系统。
34.当螺栓松动且松动角度超过允许范围，螺母转动，螺栓松动角度限值设定装置的金属片进入接近开关的检测区域内，接近开关检测到金属物体，螺栓松动检测装置的开关量输出信号发生变化，并通过信号传输将螺栓松动的信号传输到主控系统，主控系统将螺栓松动的报警信号传输到风力发电机组监控后台，监控后台发出报警信息提示现场运维人员。

技术特征：
1.一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其特征是，其组成包括螺栓松动角度限值设定装置和螺栓松动检测装置，所述的螺栓松动检测装置通过输出的信号线与plc控制器中的输入模块连接，风力发电机组机舱柜内24vdc直流电模块通过导线与螺栓松动检测装置连接；所述的螺栓松动角度限值设定装置安装在轮毂与主轴连接处的每一个螺栓的螺母上；所述的螺栓松动检测装置安装在靠近轮毂与主轴连接处的轴承上固定连接。2.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其特征是：所述的螺栓松动角度限值设定装置由外壳和金属片组成，外壳内部为与高强度螺栓螺母形状一致的六边形，用于紧密安装在螺栓的螺母上，外壳的外部为圆形，外壳的外部和内部之间具有间隙，且安装有金属片；所述的金属片通过卡扣与外壳固定，且金属片长度是圆形周长的一半。3.根据权利要求1所述的风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其特征是：所述的螺栓松动检测装置采用电感式无触点型接近开关。

技术总结
风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置。目前，高强螺栓是风力发电机组的重要连接部件，在运行中承受周期性的交变应力作用以及周期性的振动，易产生松弛现象甚至发生疲劳断裂。一种风力发电机轮毂与主轴连接螺栓松动报警装置，其组成包括，螺栓松动角度限值设定装置（1）和螺栓松动检测装置（2），螺栓松动检测装置通过输出的信号线与PLC控制器（3）中的输入模块连接，直流电模块（4）通过导线与螺栓松动检测装置连接；螺栓松动角度限值设定装置安装在轮毂与主轴连接处的每一个螺栓的螺母上；螺栓松动检测装置安装在靠近轮毂与主轴连接处的轴承上固定连接。本实用新型应用于风力发电机组领域。电机组领域。电机组领域。


技术研发人员：张晨晨 田俊义 王诚
受保护的技术使用者：华能河南清洁能源有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/6/20