變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。變槳軸承(100)包括軸承端面(130，140)和被開設(shè)在所述軸承端面(130，140)上的螺栓孔(1～54)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法包括：利用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。

Variable pitch bearing monitoring method and monitoring system

The invention relates to a monitoring method and a monitoring system of a variable pitch bearing. Pitch bearing (100) comprises a bearing surface (130140) and is arranged on the bearing surface (130140) of the bolt hole (1 ~ 54), characterized by comprising the monitoring method by using the fiber grating sensing system (500) on the end face of the bearing (130140) or the bolt the holes (1 ~ 54) the temperature parameters and strain parameters were monitored; and using the temperature parameters of the bearing surface (130140) or the bolt hole (1 ~ 54) the strain parameters were corrected, to obtain the actual strain parameters.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及軸承的監(jiān)測(cè)
，特別是涉及變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類生活的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力。然而，作為世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然氣等不可再生的能源的儲(chǔ)量日趨減少，世界各個(gè)國(guó)家都在發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電作為新能源，已經(jīng)形成了成熟的規(guī)模。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，變槳軸承作為葉片和輪轂的連接部件，在風(fēng)力發(fā)電的變槳過程中起到了十分重要的作用。變槳是通過調(diào)整槳葉角度，改變氣流對(duì)葉片的攻角，從而改變風(fēng)電機(jī)組獲取的空氣動(dòng)力，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)按照設(shè)計(jì)的輸出功率輸出。由于葉片重量和氣動(dòng)推力較大，變槳軸承要承受很大的載荷，尤其是變槳軸承的端面和用于連接的螺栓孔，可能會(huì)因?yàn)檩d荷過大而出現(xiàn)裂紋。而且，變槳軸承工作的環(huán)境惡劣，環(huán)境溫度梯度大，變槳軸承也有可能會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓绊懹椭臐?rùn)滑和材料的特性從而引起失效。由于變槳軸承結(jié)構(gòu)應(yīng)力復(fù)雜，工作溫度場(chǎng)分布不均，為了提早預(yù)警，降低質(zhì)量和安全事故，監(jiān)測(cè)手段至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
以往，監(jiān)測(cè)軸承的技術(shù)手段不足，且無法全面考量軸承的受力特性。目前的手段是利用電阻應(yīng)變片在可能的受力集中點(diǎn)進(jìn)行安裝測(cè)量，但是因?yàn)檩S承本身應(yīng)力集中區(qū)域安裝空間和被測(cè)面較小，加上電阻應(yīng)變片測(cè)量只是單點(diǎn)應(yīng)力測(cè)量，如果要描述線應(yīng)力和面應(yīng)力需要安裝大量的電阻應(yīng)變片、引線和采集設(shè)備通道，成本較高，操作困難，使用壽命短，加上變槳軸承工作環(huán)境有強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果有較大的影響。另外，如果要測(cè)量整個(gè)軸承的溫度場(chǎng)分布，需額外加裝溫度傳感器、布線和采集設(shè)備。本專利技術(shù)的目的在于提供一種變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠避免電磁干擾，延長(zhǎng)使用壽命，安裝和布線簡(jiǎn)單，并且能夠降低變槳軸承的監(jiān)測(cè)成本。本專利技術(shù)的一個(gè)方面提供了一種變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法，所述變槳軸承包括軸承端面和被開設(shè)在所述軸承端面上的螺栓孔，所述監(jiān)測(cè)方法包括：利用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述軸承端面或所述螺栓孔的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面或所述螺栓孔的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面提供一種變槳軸承的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，變槳軸承包括軸承端面和被開設(shè)在所述軸承端面上的螺栓孔，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)所述軸承端面或所述螺栓孔的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及校正單元，利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面或所述螺栓孔的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)代替了以往的電阻應(yīng)變片。由于變槳軸承有時(shí)會(huì)處于高濕、煙霧、或雷電的工作環(huán)境中，光纖光柵傳感器由光纖制得，光纖的絕緣性能好、耐腐蝕、化學(xué)性能穩(wěn)定，無需電源驅(qū)動(dòng)，且光纖光柵傳感器中傳遞的光信號(hào)不受電磁干擾的影響，在高濕、煙霧、雷電或電磁干擾的工作環(huán)境中，均可穩(wěn)定使用。因此，能夠避免電磁干擾，延長(zhǎng)了使用壽命，安裝和布線都很簡(jiǎn)單。另外，光纖光柵傳感器能夠通過裸光柵覆蓋、微型傳感器熔接等方式，組成與變槳軸承外圈端面、內(nèi)圈端面以及外圈圓周面或螺栓孔等選定部位相應(yīng)的形狀，因此安裝難度和安裝成本均較低。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)對(duì)軸承端面的應(yīng)變和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)軸承端面的應(yīng)變以及預(yù)先建立的軸承端面的應(yīng)變與螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲取螺栓孔的應(yīng)變。即，只需要在變槳軸承的軸承端面上安裝光纖光柵傳感器，根據(jù)預(yù)定的變槳軸承的軸承端面的應(yīng)變與變槳軸承的螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可得到變槳軸承的螺栓孔的應(yīng)變，而不需要在變槳軸承的軸承端面和螺栓孔中都安裝光纖光柵傳感器，從而降低變槳軸承的軸承端面和螺栓孔的監(jiān)測(cè)成本。另外，根據(jù)變槳軸承的軸承端面的應(yīng)變以及預(yù)定的變槳軸承的軸承端面的應(yīng)變與變槳軸承的螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠得到較準(zhǔn)確的螺栓孔的應(yīng)變，由此不需要在螺栓孔中安裝傳感器，螺栓孔中可以放置螺栓，保證了變槳軸承的使用壽命。因此，能夠在確保變槳軸承的使用壽命的同時(shí)，得到較準(zhǔn)確的螺栓孔內(nèi)的應(yīng)變的監(jiān)測(cè)結(jié)果。或者，使用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)對(duì)螺栓孔的應(yīng)變和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)螺栓孔的應(yīng)變以及預(yù)先建立的軸承端面的應(yīng)變與螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲取軸承端面的應(yīng)變。即，同樣地，只需要在變槳軸承的螺栓孔中安裝光纖光柵傳感器，根據(jù)預(yù)定的變槳軸承的軸承端面的應(yīng)變與變槳軸承的螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可得到變槳軸承的端面和螺栓孔的應(yīng)變，而不需要在變槳軸承的軸承端面和螺栓孔中都安裝光纖光柵傳感器，從而降低變槳軸承的軸承端面和螺栓孔的監(jiān)測(cè)成本。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在軸承端面圓周的0°、90°、180°和270°處安裝光纖光柵傳感器，即采用環(huán)形布置方式來布置光纖光柵傳感器。通過上述光纖光柵傳感器的布置，能夠準(zhǔn)確評(píng)估變槳軸承的線或面應(yīng)力以及溫度場(chǎng)，優(yōu)化了設(shè)計(jì)參數(shù)，降低了故障概率。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在所述軸承端面圓周的0°和180°處設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)安裝所述光纖光柵傳感器。由于在變槳軸承的軸承端面上的0°和180°處承載的載荷較大，在此處集中多點(diǎn)測(cè)量，從而能夠更加準(zhǔn)確測(cè)得此處的應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在所述螺栓孔的內(nèi)壁沿軸向或徑向安裝所述光纖光柵傳感器。由于變槳軸承的螺栓孔的內(nèi)壁裂紋更容易沿軸向或徑向發(fā)生損壞，因此沿著軸向或徑向布置光纖光柵傳感器，從而能夠更加準(zhǔn)確測(cè)得螺栓孔的應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)上述的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，光纖光柵傳感器通過光纖鏈路與光解調(diào)儀連接，光纖鏈路的兩端分別與光解調(diào)儀連接。由此能夠同步地采集數(shù)據(jù)，可做到通訊故障冗余設(shè)計(jì)，即使光路中間某處故障，也不會(huì)影響整個(gè)光路的通訊測(cè)試。附圖說明下面將參考附圖來描述本專利技術(shù)示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果。圖1是示出本專利技術(shù)涉及的變槳軸承的結(jié)構(gòu)的主視圖；圖2是示出本專利技術(shù)涉及的光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖3是示出本專利技術(shù)涉及的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法之一的流程圖；圖4是示出本專利技術(shù)涉及的變槳軸承的監(jiān)測(cè)方法之二的流程圖；圖5例示出變槳軸承的外圈端面的應(yīng)變與螺栓孔的應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖6是示出本專利技術(shù)涉及的變槳軸承的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。標(biāo)號(hào)說明100變槳軸承；110軸承外圈；120軸承內(nèi)圈；130外圈端面；140內(nèi)圈端面；1～54螺栓孔；200光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器；300光纖鏈路；400光解調(diào)儀；500光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)；500a校正單元；600獲取單元；700預(yù)警單元；800監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例的詳細(xì)描述和附圖用于示例性地說明本專利技術(shù)的原理，但不能用來限制本專利技術(shù)的范圍，即本專利技術(shù)不限于所描述的實(shí)施例。在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，除非另有說明，“若干”的含義是一個(gè)或者一個(gè)以上；“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變槳軸承(100)的監(jiān)測(cè)方法，所述變槳軸承(100)包括軸承端面(130，140)和被開設(shè)在所述軸承端面(130，140)上的螺栓孔(1～54)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法包括：利用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種變槳軸承(100)的監(jiān)測(cè)方法，所述變槳軸承(100)包括軸承端面(130，140)和被開設(shè)在所述軸承端面(130，140)上的螺栓孔(1～54)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法包括：利用光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法具體包括：預(yù)先建立所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)與所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用所述光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述軸承端面(130，140)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；利用所述軸承端面(130，140)的溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得所述軸承端面(130，140)的實(shí)際應(yīng)變參數(shù)；根據(jù)所述軸承端面(130，140)的實(shí)際應(yīng)變參數(shù)以及預(yù)先建立的所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)與所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲取所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法具體包括：預(yù)先建立所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)與所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用所述光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；利用所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)對(duì)所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得所述螺栓孔(1～54)的實(shí)際應(yīng)變參數(shù)；根據(jù)所述螺栓孔(1～54)的實(shí)際應(yīng)變參數(shù)以及預(yù)先建立的所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)與所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲取所述軸承端面(130，140)的應(yīng)變參數(shù)。4.一種變槳軸承(100)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(800)，所述變槳軸承(100)包括軸承端面(130，140)和被開設(shè)在所述軸承端面(130，140)上的螺栓孔(1～54)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(800)包括：光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)，對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及校正單元(500a)，利用所述溫度參數(shù)對(duì)所述軸承端面(130，140)或所述螺栓孔(1～54)的應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行校正，以獲得實(shí)際應(yīng)變參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(800)，其特征在于，所述光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)(500)對(duì)所述軸承端面(130，140)的溫度參數(shù)和應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述校正單元(500a)利用所述軸承端面(...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：聶峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11