风力发电机主轴制动衬垫及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种风力发电机主轴制动衬垫。
[0002] 本发明还设及一种风力发电机主轴制动衬垫的制备方法。属于风力发电制动系统
技术领域。
【背景技术】
[0003] 主轴制动系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一，对风电机组起 着非常巨大的作用。风能发电时，当遇到突发状况或进行检修时，主轴需制动使其停止转 动。一般风机安装1~4个轴刹车器。它们共同作用于一个刹车盘。刹车器通过液压力或 弹黃力刹车。每台轴刹车器上有两个刹车片。刹车时，刹车片在活塞的压力作用下，上下对 称分两级压紧刹车盘。一级刹车的刹车力为额定转矩使主轴减速，当主轴停转（或缓慢转 动），二级刹车的刹车力为两倍的额定转矩锁住主轴，可靠刹住刹车盘，使轴停止转动。
[0004] 大型风电设备可靠性是风电装备设计、制造、服役中的巨大挑战！国内在消化吸 收国外先进风电装备制造技术和国产化配套过程中出现了许多技术性难题，如偏航摩擦振 动噪音、主机舱运行制动自燃、偏航摩擦对偶严重划伤、自激振动报警停机和主机舱偏航点 头失稳等设备运行故障，运些故障严重影响了风机的正常发电，使得我国风电装备的年平 均利用小时数只有1890小时，远低于2500小时的要求。而所有上述出现的设备运行故障 均与风机制动器相关。因此如何在风机整体结构确定后研究出适合风机正常工作的制动器 摩擦材料，已非常迫切地摆在了制动器生产厂家面前。特别是国家计划下一步要大力发展 的海上风电场，研发IOMW级的风电装备，引起故障频发的制动器及其摩擦材料的研发就显 得尤其重要。
[0005] 粉末冶金烧结摩擦片具有摩擦系数较高、制动效果好、耐溫性能好、使用寿命长等 优点，特别适合在重载、高溫的环境下使用。因此，目前主轴刹车片普遍采用粉末冶金烧结 复合摩擦材料。
【发明内容】
[0006] 本发明需要解决的技术问题是提供一种可靠性更高、低火花、长寿命的风力发电 机主轴制动衬垫。
[0007] 本发明还需要解决的技术问题是提供一种风力发电机主轴制动的铜基粉末冶金 烧结低磨损低火花衬垫的制备方法。
[0008] 为解决本发明的技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0009] 风力发电机主轴制动衬垫，该制动衬垫配方按重量百分比为：
[0010] 电解铜粉 55~65%; 雾化锡粉 1~8%; 还原铁粉 5~15%; 鱗片-石墨 5~12%; 颗粒石墨 5~10%; 氮氧化铅 S~15%; 络粉 8~15%。
[0011] 本配方的组成是基于提供一种制动可靠性更高、低火花、长寿命的风力发电机主 轴制动衬垫。为此，针对高速高载负荷选用铜基材料、铜铁铭碳合金为磨擦相，借W增加摩 擦材料的基体强度及综合摩擦性能。
[0012] 电解铜粉的粒度为200~300目，雾化锡粉的粒度为200~300目，还原铁粉的粒 度为80~100目，鱗片石墨的粒度为80~100目，颗粒石墨的粒度为40~60目，氨氧化 侣的粒度为80~100目，铭粉的粒度为200~300目。 阳01引优选的，电解铜粉的粒度为200目，雾化锡粉的粒度为300目，还原铁粉的粒度为 100目，鱗片石墨的粒度为80目，颗粒石墨的粒度为40~60目，氨氧化侣的粒度为80目， 铭粉的粒度为200目。
[0014] 电解铜粉中铜粉纯度>99.8%，雾化锡粉中锡粉纯度>98%。
[0015] 为解决风力发电主轴制动中存在的制动火花大、磨损快、使用寿命短的技术问题， 本发明提供的风力发电机主轴制动衬垫的制备方法，包括W下步骤：
[0016] (1)配料：按配比称量各组分物料：电解铜粉、雾化锡粉、还原铁粉、鱗片石墨、氨 氧化侣W及铭粉；
[0017] (2)混料：将称量好的各物料投入干式V型混料机中混合均匀，混料时间4~6小 时；
[0018] (3)常溫压制成型：冷巧压制成型：将混合均匀的原料加入模具中进行模压，模压 溫度为室溫，压力150~250kg/mm2,保持时间3~10秒；
[0019] (4)钟罩炉高溫烧结：将步骤（3)制成的冷巧材料摆放在预先表面锻铜的钢背上， 按层叠放，片与片之间W高强石墨垫板隔开，在钟罩炉中进行烧结，烧结时采用还原性保护 气氛，烧结压力1~2MPa，从室溫升至945-980°C，高溫烧结3~8小时，然后随炉冷却至室 溫；
[0020] 妨将上述制得的产品进行平磨、倒角、开槽，再经喷漆、印标，即制得成品。
[0021] 上述制备工艺是利用酪醒树脂高压粘结粉体，该树脂在高溫下碳化后与200°C 下氨氧化侣脱出的水共同作用，金属铭被氧化而生成碳化铭，然后碳化铭再与铁和铜在高 溫巧80°C)、中压（I~2MPa)烧结下结晶为高强度耐磨损的铜相（Fe化4、C)和铜铁铭碳 (化-Fe-化-C)粉末冶金铜基摩擦材料。它的特点是无制动火花、不粘盘、低磨损、低噪声、高 摩擦系数，不污染环境。
[0022] 本发明的有益效果：本发明的风力发电机主轴制动衬垫，是由金属基粉末冶金烧 结，具有低磨损、低火花优异性能，通过本发明方法制作的复合摩擦材料，摩擦系数稳定，耐 磨性能强，制动无火花，使用寿命长且对对偶磨损较小的优点，能充分满足风力发电机主轴 制动的要求。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。W下实施例仅用于说明本发明，不 用来限制本发明的保护范围。
[0024] 实施例1 阳0巧]风力发电机主轴制动衬垫，该制动衬垫配方为：
[0026] 电解铜粉 36kg;
[0027] 雾化锡粉 2.4kg; 还原铁粉 4.8kg; 鱗片石墨 4.2kg; 颗粒石墨 3kg; 氨氧化铅 3.6kg; 络粉 化g。
[002引 电解铜粉的粒度为200目，雾化锡粉的粒度为300目，还原铁粉的粒度为100目， 鱗片石墨的粒度为80目，颗粒石墨的粒度为40目，氨氧化侣的粒度为80目，铭粉的粒度为 200 目。 阳0巧]电解铜粉中铜粉纯度> 99. 8%，雾化锡粉中锡粉纯度> 98%。
[0030] 风力发电机主轴制动衬垫的制备方法，包括W下步骤：
[0031] (1)配料：按配比称量各组分物料：电解铜粉、雾化锡粉、还原铁粉、鱗片石墨、氨 氧化侣W及铭粉； 阳〇巧 似混料：将称量好的各物料投入干式V型混料机中混合均匀，混料时间4小时；
[0033] (3)常溫压制成型：冷巧压制成型：将混合均匀的原料加入模具中进行模压，模压 溫度为室溫，压力150kg/mm2,保持时间3秒；
[0034] (4)钟罩炉高溫烧结：将步骤做制成的冷巧材料摆放在预先表面锻铜的钢背上， 按层叠放，片与片之间W高强石墨垫板隔开，在钟罩炉中进行烧结，烧结时采用还原性保护 气氛，烧结压力IMPa,从室溫升至945°C，高溫烧结3小时，然后随炉冷却至室溫；
[00对 妨将上述制得的产品进行平磨、倒角、开槽，再经喷漆、印标，即制得成品。
[0036] 实施例2