一种风电机组连接螺栓断裂监测装置的制作方法

本技术涉及风电机组螺栓断裂在线监测，具体涉及一种风电机组连接螺栓断裂监测装置，对风电机组塔筒、轮毂及叶片连接螺栓的断裂进行实时在线监测。

背景技术：

1、轮毂、塔筒和叶片都是风电机组的重要组成部件，塔筒支撑整个风电机组，轮毂连接主轴和三支叶片，在运行过程中，塔筒和轮毂承受来自各个方向的交变载荷，螺栓是连接风电机组各部件的关键组件，因此风电机组上螺栓连接的安全可靠性，将会直接影响到整台风机的稳定安全运行。但是螺栓作为连接部件，会直接承受各个方向的交变载荷冲击，从而发生塑性变形而导致螺栓松动或者断裂，进而影响设备的正常运行。风力机组在实际运行时，连接螺栓断裂后，机组还能运行，但是连接螺栓连接已经出现松动，所承受的载荷已经减小，如果不能及时发现，断裂的螺栓会越来越多，严重时可能会造成轮毂脱落、叶片脱落、塔筒倾倒等安全事故。因此对风电机组上的螺栓进行监测，及时发现并处理螺栓断裂问题，对风电机组的正常安全运行具有重要意义。

2、目前风电场针对螺栓断裂问题，采用半年或一年一次的人工定期巡检排查或不定期停机检修，在排查的间隔时间内，螺栓断裂情况是一个盲区，并且断裂的螺栓在旋转的轮毂内旋转跌落，经常造成限位传感器、电气柜、电气连接插头、线缆、润滑油路、变桨齿轮的损坏。逐个风机全方位螺栓断裂检修，采用人工排查非常耗费人力、时间和经济成本。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种风电机组连接螺栓断裂监测装置，该监测装置能够实时监测连接螺栓的断裂情况并进行预警，监测装置结构简单、安装方便、监测效果好，而且不影响后期螺栓的力矩维护，螺栓断裂后不会脱落造成其他部件损伤。

2、实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

3、一种风电机组连接螺栓断裂监测装置，至少包括牵引线、位移传感器、采集网关和上位机，通过牵引线将同一法兰上的所有连接螺栓串联并拉紧连接至位移传感器的测量端，位移传感器与采集网关连接，采集网关与上位机连接，所述连接螺栓的头部和尾部上均固定连接有吊环，吊环包括相固定的连接板和设置有连接孔的吊耳，连接板固定于连接螺栓的头部或尾部平面的中心位置处，并使吊耳上的连接孔均朝向法兰的圆心，所述吊耳的连接孔上均挂扣连接有锁扣，通过牵引线分别将连接螺栓的头部和尾部的锁扣串联并分别拉紧连接至位移传感器的测量端，当连接螺栓发生断裂时，拉动牵引线产生位移，位移传感器监测位移行程，采集网关接收位移数据并将数据传输至上位机，从而对同一法兰上的所有连接螺栓进行串联监测。

4、所述牵引线的一端与法兰上的其中一个连接螺栓头部或尾部的锁扣固定连接，牵引线的另一端从同一法兰的其余连接螺栓头部或尾部的锁扣依次穿过，并将牵引线的另一端拉紧连接至位移传感器的测量端。

5、所述连接板通过粘接或焊接的方式与连接螺栓固定。

6、所述牵引线与位移传感器的测量端通过连接器、卡箍和锁紧螺丝固定连接。

7、所述牵引线为钢丝绳，钢丝绳的一端通过钢丝锁箍固定在其中一个连接螺栓头部或尾部的锁扣上。

8、所述位移传感器为拉线位移传感器；所述位移传感器通过胶粘、磁力连接和紧固件连接的方式固定于轮毂或塔筒内。

9、所述采集网关安装于轮毂采集柜或塔筒采集柜内，轮毂采集柜固定连接于轮毂内部的腹板上，塔筒采集柜固定连接于塔筒内；轮毂采集柜从轮毂内部220vac电源接口取电，塔筒采集柜从塔底柜取电，位移传感器的线缆接入轮毂采集柜或塔筒采集柜的对应接口处，从而与采集网关连接。

10、所述采集网关与上位机通过有线或者无线的方式连接，从而将接收的数据传输到上位机。

11、所述采集网关接入风场网络，采集网关通过风场内部与风场scada系统连接，实现连接螺栓断裂监控装置与scada数据共享。

12、所述上位机上设置有数据存储分析模块和报警模块。

13、与现有技术相比，本实用新型提供的风电机组连接螺栓断裂监测装置的有益效果是：1、本实用新型提供的风电机组连接螺栓断裂监测装置可应用于风电机组的塔筒、轮毂和叶片上连接螺栓的断裂监测及预警，其监测效果好，可靠性强。2、本实用新型通过吊环、锁扣和牵引线分别将连接螺栓的头部和尾部的锁扣串联拉紧连接至位移传感器的测量端，安装方便；而且可以避免螺栓断裂后，发生脱落造成其他部件损伤；另外断裂的螺栓在随着机组运行旋转时，会反复拉动传感器产生预警，不会因为脱落产生故障漏报的问题。3、本实用新型提供的风电机组连接螺栓断裂监测装置在进行螺栓力矩维护时，仅需拆掉锁扣，使得连接螺栓与锁扣、钢丝绳分离，力矩扳手套筒可以套在螺栓头部，且力矩扳手套筒的内部空间可以容纳吊环，不影响力矩维护。

技术特征：

1.一种风电机组连接螺栓断裂监测装置，至少包括牵引线、位移传感器、采集网关和上位机，通过牵引线将同一法兰上的所有连接螺栓串联并拉紧连接至位移传感器的测量端，位移传感器与采集网关连接，采集网关与上位机连接，其特征在于：所述连接螺栓的头部和尾部上均固定连接有吊环，吊环包括相固定的连接板和设置有连接孔的吊耳，连接板固定于连接螺栓的头部或尾部平面的中心位置处，并使吊耳上的连接孔均朝向法兰的圆心，所述吊耳的连接孔上均挂扣连接有锁扣，通过牵引线分别将连接螺栓的头部和尾部的锁扣串联并分别拉紧连接至位移传感器的测量端，当连接螺栓发生断裂时，拉动牵引线产生位移，位移传感器监测位移行程，采集网关接收位移数据并将数据传输至上位机，从而对同一法兰上的所有连接螺栓进行串联监测。

2.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述牵引线的一端与法兰上的其中一个连接螺栓头部或尾部的锁扣固定连接，牵引线的另一端从同一法兰的其余连接螺栓头部或尾部的锁扣依次穿过，并将牵引线的另一端拉紧连接至位移传感器的测量端。

3.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述连接板通过粘接或焊接的方式与连接螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述牵引线与位移传感器的测量端通过连接器、卡箍和锁紧螺丝固定连接。

5.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述牵引线为钢丝绳，钢丝绳的一端通过钢丝锁箍固定在其中一个连接螺栓头部或尾部的锁扣上。

6.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述位移传感器为拉线位移传感器；所述位移传感器通过胶粘、磁力连接和紧固件连接的方式固定于轮毂或塔筒内。

7.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述采集网关安装于轮毂采集柜或塔筒采集柜内，轮毂采集柜固定连接于轮毂内部的腹板上，塔筒采集柜固定连接于塔筒内；轮毂采集柜从轮毂内部220vac电源接口取电，塔筒采集柜从塔底柜取电，位移传感器的线缆接入轮毂采集柜或塔筒采集柜的对应接口处，从而与采集网关连接。

8.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述采集网关与上位机通过有线或者无线的方式连接，从而将接收的数据传输到上位机。

9.根据权利要求8所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述采集网关接入风场网络，采集网关通过风场内部与风场scada系统连接，实现连接螺栓断裂监控装置与scada数据共享。

10.根据权利要求1所述的风电机组连接螺栓断裂监测装置，其特征在于：所述上位机上设置有数据存储分析模块和报警模块。

技术总结本技术提供了一种风电机组连接螺栓断裂监测装置，至少包括牵引线、位移传感器、采集网关和上位机，位移传感器与采集网关连接，采集网关与上位机连接，所述连接螺栓的头部和尾部上均固定连接有吊环，吊环包括相固定的连接板和设置有连接孔的吊耳，连接板固定于连接螺栓的头部或尾部平面的中心位置处，并使吊耳上的连接孔均朝向法兰的圆心，吊耳的连接孔上均挂扣连接有锁扣，通过牵引线分别将连接螺栓的头部和尾部的锁扣串联并分别拉紧连接至位移传感器的测量端。该监测装置能够实时监测连接螺栓的断裂情况并进行预警，而且不影响后期螺栓的力矩维护，螺栓断裂后不会脱落造成其他部件损伤。技术研发人员：刘军,敖瑞,孙凯,王东利,梁伟林,董兆宇,刘雄飞受保护的技术使用者：陕西中科启航科技有限公司技术研发日：20231102技术公布日：2024/6/20