具有自动控制功能的风机叶片疲劳加载基座设计

成昌振，袁光明

（1.山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博 255091；2.鲁中职业学院 建筑工程系，山东 滨州 256200）

目前，风能已经成为世界上增长最快的新能源，随着风电机组单机容量的不断增大，叶片的尺度也在相应增加。风机叶片，作为风力发电机组的关键部件之一，其制造成本占总成本的20%～30%[1~4]。玻璃钢复合纤维由于其具有密度小、强度大的特点，其密度只有钢材的1/6～1/4，而强度却为钢的3～4 倍，因此被广泛应用于风机叶片的制造上。

随着叶片尺寸的增加，不仅带来制造成本的提高，其结构强度和疲劳损伤，也逐渐凸显出来。一旦叶片发生损坏，会让制造商和投资商蒙受巨大损失。因此，对叶片品质进行检测，越来越受到重视。

本课题研究目的，就是设计合理、高效、创新的风机叶片疲劳加载试验基座，取代叶片根部传统的机械式固定方式，提高系统自动化程度，缩短试验周期，降低试验成本。

1 疲劳加载基座总体设计

在分析各种加载方案利弊的基础上，笔者设计一套具有自动控制功能的疲劳加载试验基座。其总体方案采用回转支承实现转动，液压缸带动楔块插入实现转动后锁紧。笔者并设计了合理的基座机械结构，建立了疲劳加载试验台的三维模型，使用了有限元软件对基座的重要部件进行强度校核。

图1 疲劳加载基座总体方案图

装配关系为：法兰1 左端用螺栓固定于疲劳基座上，法兰1 右端连接回转支承外圈，回转支承内圈与法兰3 用螺栓固定。法兰2 左端与基座采用两排螺栓固定，法兰2 外表面焊有凸台并开有楔形孔，用于安装液压缸和插入楔块。……