一种风力发电机组的偏航制动盘的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种风力发电机组的偏航制动盘，包括制动盘本体，所述制动盘本体沿径向分为摩擦环形区域和非摩擦环形区域，所述摩擦环形区域的表面布满纹理，形成连续的纹理面，所述纹理的走向与制动盘本体的切向交叉。本发明承载能力好、摩擦性能稳定、可降低振动和噪声。
【专利说明】—种风力发电机组的偏航制动盘
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及风力发电领域，特指一种风力发电机组的偏航制动盘。
【背景技术】
[0002]当前风力发电机组均设计有主动偏航系统，用于驱动机舱转动，使风轮对准风向，获取最大的风能。偏航系统中存在摩擦片与偏航制动盘的摩擦制动机构，摩擦制动机构通过摩擦力作用，实现两种状态下的功能:不偏航时，制动和锁止，保持机舱角度不变；偏航动作时，提供一定的阻尼，保证平稳地偏航动作。
[0003]摩擦片与偏航制动盘之间形成的摩擦副对于摩擦片性能、表面粗糙度、灰尘磨屑、油污等有一定的敏感性，当这些条件有变动时，往往造成摩擦性能的不稳定，表现为偏航动作时的振动噪声现象。
[0004]值得提及的是，风力发电机组偏航动作的典型特点是低速运动，典型的偏航角速度(制动盘与制动器的相对角速度)在0.3deg/s (0.005rpm)左右，对应的(摩擦区域)线速度在6mm/s左右,这种低速运动会使得振动噪声现象加剧。
[0005]目前，造成偏航制动盘产生振动噪声现象的原因主要有以下几点:
1、摩擦片产生磨屑时，磨屑会堆积分布在偏航制动盘的摩擦面上，并随着偏航动作被夹入摩擦副内，形成致密坚硬的釉质层，在偏航动作时会损伤摩擦片和偏航制动盘摩擦面，影响摩擦性能，并产生振动和噪声。
[0006]2、偏航制动盘的摩擦面一般通过立车等方式加工而来，不做专门处理，因此会在摩擦面形成沿偏航制动盘切向的环形加工纹理，由于摩擦片进行偏航动作时也是沿着偏航制动盘的切向相对运动，所以这种切向的加工纹理会导致摩擦副的相对运动方向上过于光滑(粗糙度偏低)，容易发生Stribeck摩擦效应，产生振动和噪声。
[0007]3、当前偏航制动盘的结构一般并没用把摩擦区域(摩擦片夹持和扫掠区域)与其他区域区分开，无隔离结构，导致在有油脂或水等污染物落到偏航制动盘其他区域时，污染物可能会扩展到摩擦区域，进入摩擦副，由于摩擦片对油脂或水敏感，被污染后摩擦性能会严重降低和恶化，产生振动和噪声。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题在于:针对现有技术存在的不足，提供一种承载能力好、摩擦性能稳定、可降低振动噪声的风力发电机组的偏航制动盘。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种风力发电机组的偏航制动盘，包括制动盘本体，所述制动盘本体沿径向分为摩擦环形区域和非摩擦环形区域，所述摩擦环形区域的表面布满纹理，形成连续的纹理面，所述纹理的走向与制动盘本体的切向交叉。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进:
所述纹理为直纹、网纹、鼓形纹、无规则纹中的一种。[0011]所述直纹的走向沿制动盘本体的径向。
[0012]所述制动盘本体的上端设有相对摩擦环形区域上表面凹陷的环形导油槽，所述环形导油槽设于非摩擦环形区域并将非摩擦环形区域的上表面与摩擦环形区域的上表面分隔开。
[0013]所述环形导油槽中沿周向设有一个以上的导油孔，所述导油孔为非贯通的储油孔。
[0014]所述环形导油槽中沿周向设有一个以上的导油孔，所述导油孔为上下贯通的排油孔。
[0015]所述制动盘本体的下端设有突出于摩擦环形区域下表面的环形隔油台阶，所述环形隔油台阶位于摩擦环形区域与环形导油槽之间。
[0016]所述环形导油槽的凹陷深度和环形隔油台阶的突出高度为2?5mm。
[0017]各所述导油孔中套设有突出于摩擦环形区域下表面的隔油筒，所述隔油筒的内壁与导油孔的内壁平滑相接。
[0018]至少一个所述导油孔与风力发电机组的偏航轴承的连接螺栓对齐。
[0019]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明通过在摩擦环形区域的表面布满纹理，形成连续的纹理面，且纹理的走向与制动盘本体的切向交叉，可保证摩擦片与偏航制动盘的相对运动方向(即沿着制动盘本体的切向)上具有足够的粗糙度，在偏航动作时，通过纹理的磨削效应，将摩擦片上累积的磨屑刮除，并缓慢均匀地排出摩擦副，防止在摩擦片上产生釉质层，降低出现Stribeck摩擦效应的可能性，保证良好的摩擦性能，降低振动和噪声；而且，连续的纹理面可保证摩擦环形区域表面的连续性，不产生应力集中，不会影响偏航制动盘的承载能力；
2、本发明通过导油槽将摩擦环形区域与非摩擦环形区域的上表面分隔开，并通过环形隔油台阶将摩擦环形区域与非摩擦环形区域的下表面分隔开，可引导水、油等异物离开摩擦环形区域进入非摩擦环形区域、并阻止水、油等异物从非摩擦环形区域进入摩擦环形区域，从而降低水、油等异物对摩擦副的影响，保证摩擦性能的稳定性，进一步降低振动和噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明应用于风力发电机组偏航制动系统的结构示意图。
[0021]图2为本发明的俯视结构示意图(导油孔为圆孔)。
[0022]图3为本发明另一种结构的俯视结构示意图(导油孔为长腰孔)。
[0023]图4为本发明在纹理为直纹时的局部放大俯视结构示意图。
[0024]图5为本发明在纹理为鼓形纹时的局部放大俯视结构示意图。
[0025]图6为本发明在纹理为网纹时的局部放大俯视结构示意图。
[0026]图7为本发明在纹理为无规则纹时的局部放大俯视结构示意图。
[0027]图8为图2中A-A向剖视放大结构示意图。
[0028]图9为本发明的局部立体结构示意图。
[0029]图10为本发明另一种结构的局部立体结构示意图(带隔油筒)。
[0030]图例说明:1、机架；2、液压制动器；21、摩擦片；3、偏航驱动；4、偏航轴承；5、偏航制动盘；51、制动盘本体；511、摩擦环形区域；512、非摩擦环形区域；513、环形导油槽；514、导油孔；515、环形隔油台阶；6、隔油筒；7、连接螺栓。
【具体实施方式】
[0031]以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，应当指出，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。
[0032]本发明的风力发电机组的偏航制动盘，应用于风力发电机组的偏航系统上，参见图1，偏航系统主要由偏航驱动3、偏航轴承4、偏航制动盘5和液压制动器2组成。偏航轴承4为转盘轴承，偏航轴承4的内圈通过连接螺栓7固定连接于风力发电机组的机架I上，偏航轴承4的带齿外圈固定连接于偏航制动盘5上、并通过偏航驱动3驱动旋转。液压制动器2通过摩擦片21夹持于偏航制动盘5的上、下表面，当偏航制动盘5作偏航动作时，摩擦片21与偏航制动盘5发生相对运动，相对运动的方向沿着偏航制动盘5的切向。参见图2，偏航制动盘5包括制动盘本体51，制动盘本体51沿径向分为摩擦环形区域511和非摩擦环形区域512，其中，偏航轴承4的带齿外圈固定连接于非摩擦环形区域512，摩擦片21夹持于摩擦环形区域511。摩擦环形区域511的上、下表面均布满纹理，使上、下表面形成连续的纹理面，且纹理的走向与制动盘本体51的切向交叉，因此可保证摩擦片21与偏航制动盘5的相对运动方向上具有足够的粗糙度，在偏航动作时，通过纹理的磨削效应，将摩擦片21上累积的磨屑刮除，并缓慢均匀地排出摩擦副，防止在摩擦片21上产生釉质层，降低出现Stribeck摩擦效应的可能性，保证良好的摩擦性能，降低振动和噪声。而且，连续的纹理面可保证摩擦环形区域511表面的连续性，不产生应力集中，不会影响偏航制动盘5的承载能力。
[0033]参见图4至图7，本实施例中，纹理可通过控制加工工艺和粗糙度而实现，纹理可以有多种形式，如走向沿制动盘本体51径向的直纹、走向大致沿制动盘本体51径向的鼓形纹、网纹或无规则纹。
[0034]参见图8至图10,本实施例中，制动盘本体51的上端设有相对摩擦环形区域511上表面凹陷的环形导油槽513，环形导油槽513设于非摩擦环形区域512并将非摩擦环形区域512的上表面与摩擦环形区域511的上表面分隔开。因此，可阻止非摩擦环形区域512上表面的水、油等异物进入摩擦环形区域的上表面，摩擦环形区域511上表面的水、油等异物也很容易被导引到环形导油槽513中，从而保证偏航制动盘5的摩擦性能。
[0035]本实施例中，环形导油槽513中沿周向设有一个以上的导油孔514，导油孔514可为圆孔或长腰孔(参见图2、图3)，本实施例中导油孔514上下贯通，形成排油孔(参见图8)。参见图8、图9，制动盘本体51的下端设有突出于摩擦环形区域511下表面的环形隔油台阶515，环形隔油台阶515位于摩擦环形区域511与环形导油槽513之间。其中，环形导油槽513的凹陷深度和环形隔油台阶515的突出高度优选为2?5_。水、油等异物掉入环形导油槽513后，会沿着导油孔514向下流出偏航制动盘5，而环形隔油台阶515则可防止水、油等异物流到摩擦环形区域511的下表面。
[0036]当然，为了防止水、油等异物流到摩擦环形区域511的下表面，也可不设置环形隔油台阶515，而如图10所示，在每个导油孔514中套设一突出于摩擦环形区域511下表面的隔油筒6，并使隔油筒6的内壁与导油孔514的内壁平滑相接，通过隔油筒6将水、油等异物导出。
[0037]在其他实施例中，导油孔514还可设置为非贯通的储油孔，在检修维护时将储油孔内蓄积的水、油等异物清理掉。
[0038]参见图1，本实施例中，导油孔514与偏航轴承4的连接螺栓7对齐，为偏航轴承4连接螺栓7的检修维护提供了很大的便利。因为偏航制动盘5与偏航轴承4之间的空间往往比较狭小，导致连接螺栓7维护不便，因此通过设置与连接螺栓7对齐的导油孔514，可以将扳手套筒等工具穿过导油孔514对连接螺栓7进行维护，大大增加了便利性。并且，采用长腰孔形式的导油孔514能够进一步提高维护时的工作效率。
[0039]本实施例的示意图均以内置偏航制动器和内置偏航制动盘的形式示出，但在外置偏航制动器和外置偏航制动盘的结构设计中也可以应用本发明的方案，这种应用情况仍然属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种风力发电机组的偏航制动盘，包括制动盘本体(51)，所述制动盘本体(51)沿径向分为摩擦环形区域(511)和非摩擦环形区域(512)，其特征在于:所述摩擦环形区域(511)的表面布满纹理，形成连续的纹理面，所述纹理的走向与制动盘本体(51)的切向交叉。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述纹理为直纹、网纹、鼓形纹、无规则纹中的一种。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述直纹的走向沿制动盘本体(51)的径向。
4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述制动盘本体(51)的上端设有相对摩擦环形区域(511)上表面凹陷的环形导油槽(513)，所述环形导油槽(513)设于非摩擦环形区域(512)并将非摩擦环形区域(512)的上表面与摩擦环形区域(511)的上表面分隔开。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述环形导油槽(513)中沿周向设有一个以上的导油孔(514)，所述导油孔(514)为非贯通的储油孔。
6.根据权利要求4所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述环形导油槽(513)中沿周向设有一个以上的导油孔(514)，所述导油孔(514)为上下贯通的排油孔。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述制动盘本体(51)的下端设有突出于摩擦环形区域(511)下表面的环形隔油台阶(515)，所述环形隔油台阶(515)位于摩擦环形区域(511)与环形导油槽(513)之间。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:所述环形导油槽(513)的凹陷深度和环形隔油台阶(515)的突出高度均为2?5mm。
9.根据权利要求6所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:各所述导油孔(514)中套设有突出于摩擦环形区域(511)下表面的隔油筒(6)，所述隔油筒(6)的内壁与导油孔(514)的内壁平滑相接。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于:至少一个所述导油孔(514)与风力发电机组的偏航轴承(4)的连接螺栓(7)对齐。
【文档编号】F16D121/02GK103758900SQ201410013733
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】韩德海, 李中林, 阳凌霄, 凡增辉, 史天宝, 晏红文, 欧阳华 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司