一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)，包括：試驗(yàn)臺(tái)，其用于放置待測葉片；夾具，其設(shè)置在待測葉片的加載點(diǎn)上，且沿待測葉片的長度方向均勻分布；力傳感器，其設(shè)置在所述夾具下方，且位于待測葉片的下方；滑輪組，其與所述力傳感器相連；力輸出源，其與所述滑輪組中的繞繩相連；控制器，其分別于所述力傳感器和力輸出源電連接。本發(fā)明專利技術(shù)大型葉片靜力測試系統(tǒng)通過試驗(yàn)臺(tái)、夾具、力傳感器、滑輪組、力輸出源以及控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)載荷的自動(dòng)加載，減少了人力投入及其他硬件的投入，降低成本；加載載荷更精確、效率更高，使得測試時(shí)的葉片不會(huì)在過載的狀態(tài)下測試。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于機(jī)械或結(jié)構(gòu)部件的靜或動(dòng)平衡測試領(lǐng)域，特別是一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前大型葉片靜力測試多使用吊車施加載荷，多輛吊車分別停靠在測試葉片的加載點(diǎn)上，每輛吊車通過吊鉤勾住與夾具相連的電子稱，所述夾具夾持葉片。測試開始后，力傳感器將載荷傳遞到夾具，然后經(jīng)由夾具傳遞至葉片。各臺(tái)吊車在加載過程中獨(dú)立完成自己所加載的載荷，但是需要在外界指揮人員的指揮下同時(shí)加載。眾所周知，吊車主要用于工程中的吊裝，其缺點(diǎn)是難以控制加載載荷精度，各加載點(diǎn)難以協(xié)同操作。另外，普通30t吊車其8小時(shí)/天的租賃費(fèi)用在3000～5000元左右，一般測試需要使用至少4臺(tái)吊車，這樣吊車租賃費(fèi)用就在2萬元左右，若當(dāng)?shù)厥袌龅踯嚲o俏，租賃費(fèi)用將會(huì)更高，從而造成了測試成本驟增。再有，吊車加載需要專門人員進(jìn)行指揮協(xié)調(diào)以確保各輛吊車同時(shí)加載，這些人員則無法記錄測試所加載的載荷數(shù)值，為此，還需要配備專門記錄載荷數(shù)據(jù)的人員，無形中增加了人力成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種便于施加載荷，可提升加載準(zhǔn)確性和安全性，且造價(jià)低廉的大型葉片靜力測試系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)，包括：試驗(yàn)臺(tái)，其用于放置待測葉片；夾具，其設(shè)置在待測葉片的加載點(diǎn)上，且沿待測葉片的長度方向均勻分布；力傳感器，其設(shè)置在所述夾具下方，且位于待測葉片的下方；滑輪組，其與所述力傳感器相連；力輸出源，其與所述滑輪組中的繞繩相連；控制器，其分別于所述力傳感器和力輸出源電連接。優(yōu)選地，所述的大型葉片靜力測試系統(tǒng)還包括：位移傳感器，其用于監(jiān)測待測葉片上加載點(diǎn)的變形量；應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀，其用于監(jiān)測待測葉片上加載點(diǎn)的應(yīng)變量；所述位移傳感器和所述應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀與所述控制器電連接。優(yōu)選地，所述力傳感器、所述力輸出源和所述位移傳感器通過總線與所述控制器電連接。優(yōu)選地，所述應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀通過IEEE1394接口與與所述控制器電連接。優(yōu)選地，所述滑輪組包括：一動(dòng)滑輪和一定滑輪，所述動(dòng)滑輪與所述力傳感器相連。優(yōu)選地，所述力輸出源為變頻電機(jī)。優(yōu)選地，所述力輸出源為伺服電機(jī)。優(yōu)選地，所述滑輪組中的繞繩為鋼絲繩。優(yōu)選地，所述控制器為可編程控制器。本專利技術(shù)大型葉片靜力測試系統(tǒng)通過試驗(yàn)臺(tái)、夾具、力傳感器、滑輪組、力輸出源以及控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)載荷的自動(dòng)加載，減少了人力投入及其他硬件的投入，降低成本；加載載荷更精確、效率更高，使得測試時(shí)的葉片不會(huì)在過載的狀態(tài)下測試。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的大型葉片靜力測試系統(tǒng)使用狀態(tài)圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的大型葉片靜力測試系統(tǒng)的電路圖。圖1和圖2中附圖標(biāo)記為：1試驗(yàn)臺(tái)、2夾具、3力傳感器、4滑輪組、5力輸出源、6控制器、7位移傳感器、8應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明：如圖1所示，一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)，包括：試驗(yàn)臺(tái)1、夾具2、力傳感器3、滑輪組4、力輸出源5以及控制器6。其中，試驗(yàn)臺(tái)1用于放置待測葉片，夾具2設(shè)置在待測葉片的加載點(diǎn)上，且沿待測葉片的長度方向均勻分布。力傳感器3設(shè)置在夾具2下方，且位于待測葉片的下方。滑輪組4與力傳感器3相連，力輸出源5與滑輪組4中的繞繩相連。控制器6分別于力傳感器3和力輸出源5電連接，控制器6優(yōu)選可編程控制器(PLC)，其可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)，除此之外，控制器6還可以是單片機(jī)或工控機(jī)等。這一測試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)載荷的自動(dòng)加載，減少了人力投入及其他硬件的投入，降低成本；加載載荷更精確、效率更高，使得測試時(shí)的葉片不會(huì)在過載的狀態(tài)下測試。優(yōu)選地，大型葉片靜力測試系統(tǒng)還包括位移傳感器7和應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀8，位移傳感器7用于監(jiān)測待測葉片上加載點(diǎn)的變形量，從而實(shí)現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄。位移傳感器7和應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀8與控制器6電連接，進(jìn)一步優(yōu)選地，力傳感器3、力輸出源5和位移傳感器7通過總線與控制器6電連接，通過總線連接可提升傳輸效率。應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀8通過IEEE1394接口與與控制器6電連接，從而可實(shí)現(xiàn)圖像的傳輸，從而可更直觀對(duì)加載點(diǎn)的應(yīng)變量加以觀測。優(yōu)選地，滑輪組4包括一動(dòng)滑輪和一定滑輪，動(dòng)滑輪與力傳感器3相連，進(jìn)一步優(yōu)選地，滑輪組4中的繞繩為鋼絲繩。通過滑輪組4可調(diào)節(jié)鋼絲繩的股數(shù)，這樣就可以調(diào)節(jié)輸出載荷的大小，比如有2股鋼絲繩，那么輸出的載荷將是輸入載荷的2倍，有4組鋼絲繩輸出的載荷就是輸入載荷的4倍。通過滑輪組4的結(jié)構(gòu)可大大降低力量源的功率，從而降低功耗，降低運(yùn)行成本。鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度更高，且使用壽命更長。一種實(shí)施例，力輸出源5為變頻電機(jī)，另一種實(shí)施例中，力輸出源5為伺服電機(jī)。變頻通常屬于開環(huán)控制，而伺服屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，伺服是在變頻的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉環(huán)的精確控制從而達(dá)到更理想的效果，因此，在本實(shí)施例中，選用伺服電機(jī)。伺服電機(jī)可控制其轉(zhuǎn)速及扭矩，來實(shí)現(xiàn)不同需求的加載形式，如當(dāng)尚未到達(dá)目標(biāo)載荷時(shí)(如在加載前50％載荷時(shí))為了提高工作效率，可提高轉(zhuǎn)速，減少小載荷加載過程的時(shí)間。已知目標(biāo)載荷大小，還可以提供系統(tǒng)控制電機(jī)扭矩的大小來控制電機(jī)力量的輸出，當(dāng)載荷小時(shí)，可將扭矩調(diào)小，降低功耗，節(jié)約成本。力傳感器3、PLC、伺服電機(jī)構(gòu)成了力的閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)?shí)際葉片所受到的載荷反饋給PLC，PLC接收到力傳感器3發(fā)送的實(shí)時(shí)載荷數(shù)據(jù)后，根據(jù)與目標(biāo)載荷的對(duì)比，通過PLC控制或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩從而調(diào)節(jié)鋼絲繩的拉力，使葉片所受拉力逐漸地準(zhǔn)確達(dá)到所設(shè)定的拉力。如當(dāng)力傳感器3發(fā)送的載荷遠(yuǎn)小于目標(biāo)載荷時(shí)(一般為小于50％以內(nèi)時(shí))PLC會(huì)向伺服電機(jī)發(fā)送加快轉(zhuǎn)速及降低扭矩的指令，同時(shí)PLC記錄下當(dāng)前載荷。由于該測試系統(tǒng)中還集成了位移傳感器7和應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀8，能夠?qū)y試中的多種數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集，實(shí)現(xiàn)一次操作輸出實(shí)時(shí)的加載載荷、該時(shí)間點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)和應(yīng)變數(shù)據(jù)的效果。在靜力測試加載過程中，一般會(huì)有多個(gè)加載點(diǎn)同時(shí)加載，這就需要各加載點(diǎn)能夠協(xié)調(diào)一致的往各自的目標(biāo)載荷進(jìn)行加載，通過總線控制，將載荷分步驟施加，同時(shí)多臺(tái)伺服電機(jī)共同加載時(shí)，根據(jù)第一臺(tái)為參考，后面的伺服電機(jī)根據(jù)不同的倍數(shù)來施加載荷，達(dá)到同步加載的效果。而且在加載過程中，各加載點(diǎn)需要以階段載荷為標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)載荷不超過該目標(biāo)載荷，保證測試葉片不過載。在對(duì)葉片進(jìn)行靜力測試時(shí)，根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)載荷、目標(biāo)步數(shù)、分階段、平穩(wěn)的施加本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：試驗(yàn)臺(tái)(1)，其用于放置待測葉片；夾具(2)，其設(shè)置在待測葉片的加載點(diǎn)上，且沿待測葉片的長度方向均勻分布；力傳感器(3)，其設(shè)置在所述夾具(2)下方，且位于待測葉片的下方；滑輪組(4)，其與所述力傳感器(3)相連；力輸出源(5)，其與所述滑輪組(4)中的繞繩相連；控制器(6)，其分別于所述力傳感器(3)和力輸出源(5)電連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大型葉片靜力測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：
試驗(yàn)臺(tái)(1)，其用于放置待測葉片；
夾具(2)，其設(shè)置在待測葉片的加載點(diǎn)上，且沿待測葉片的長度方向均
勻分布；
力傳感器(3)，其設(shè)置在所述夾具(2)下方，且位于待測葉片的下方；
滑輪組(4)，其與所述力傳感器(3)相連；
力輸出源(5)，其與所述滑輪組(4)中的繞繩相連；
控制器(6)，其分別于所述力傳感器(3)和力輸出源(5)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型葉片靜力測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
位移傳感器(7)，其用于監(jiān)測待測葉片上加載點(diǎn)的變形量；
應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀(8)，其用于監(jiān)測待測葉片上加載點(diǎn)的應(yīng)變量；
所述位移傳感器(7)和所述應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀(8)與所述控制器(6)電
連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型葉片靜力測試系統(tǒng)，其特征在于：所述力
傳感器(3)、所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃再滿，陳淳，李成良，張登剛，曲輝，高雪山，朱小芹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司，中材科技阜寧風(fēng)電葉片有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11