CN101476542A - 可调式风力机偏航制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调式风力机偏航制动器，包括对称布置的制动钳体，主弹簧，制动钳体内活塞，活塞杆，制动衬块，制动盘，其特点是：活塞杆和制动衬块之间通过球面配合副活动连接，使制动衬块沿球面运动，自动适应制动盘和制动衬块接触面的位置变化。主弹簧后端设有通过螺纹连接在制动钳体上的调节螺栓，调节螺栓外设有锁紧螺母，并与主弹簧及活塞组成制动力调整结构。该制动器可以自动适应制动盘的摆动、安装和制造误差；在非制动状态下，防止制动衬块与制动盘接触力过大；平衡制动盘两侧的制动力矩大小，避免在制动盘上产生附加力矩。

Description

可调式风力机偏航制动器
技术领域
本发明涉及一种机械制动器，尤其是一种用于水平轴式风力发电机组的偏航制动器。
背景技术
偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。偏航系统的主要作用有两个：其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二是提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组安全运行。
偏航制动器是偏航系统中的重要部件，在额定负载下，制动器的制动力矩应稳定，制动力矩值不应小于设计值。在机组偏航过程中，制动器提供的阻尼力应保持平稳，与设计值偏差应小于5％，制动过程不得有异常噪音。制动器在额定负荷下闭合时，制动衬垫和制动盘的贴合面积应不小于设计面积的50％；制动衬垫周边与制动钳体的配合间隙任意一处应不大于0.5mm。制动器应设有自动补偿机构，以便在制动衬块磨损时进行自动补偿，保证制动力矩和偏航阻尼力矩的稳定。
偏航制动器可以是常闭式或常开式。常开式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，处于锁紧状态的制动器；常闭式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，处于松开状态的制动器。两种制动器形式相比较，并考虑失效保护，一般采用常闭式制动器。
现有的常闭式制动器还无法自动适应制动盘和制动衬块接触面的位置变化，而且安装和制造误差比较大；在非制动状态下，制动衬块与制动盘接触力过大；制动盘上易产生附加力矩。
发明内容
本发明是要提供一种可调式风力机偏航制动器，该制动器可以自动适应制动盘的摆动、安装和制造误差；在非制动状态下，防止制动衬块与制动盘接触力过大；平衡制动盘两侧的制动力矩大小，避免在制动盘上产生附加力矩。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可调式风力机偏航制动器，包括对称布置的制动钳体，主弹簧，制动钳体内活塞，活塞杆，制动衬块，制动盘，其特点是：活塞杆和制动衬块之间通过球面配合副活动连接，使制动衬块沿球面运动，自动适应制动盘和制动衬块接触面的位置变化。
主弹簧后端设有通过螺纹连接在制动钳体上的调节螺栓，调节螺栓外设有锁紧螺母，并与主弹簧及活塞组成制动力调整结构。
制动衬块与活塞杆之间通过螺钉和连接弹簧浮动连接，用于当制动盘和制动衬块松开或分离时，防止制动衬块从制动器上掉下。
本发明的有益效果是：
(1)在制动盘和制动衬块之间采用球面配合副，使制动衬块沿球面可以在一定范围内运动，自动适应制动盘和制动衬块接触面的位置变化，从而保证了制动盘和制动衬块接触面积和接触位置的稳定，保证了制动器工作的可靠性。
(2)调节螺栓、锁紧螺母、主弹簧及活塞组成制动力调整结构，通过调节螺栓的位置，保证了施加在制动盘和制动衬块之间的作用力相等，从而不会产生附加轴向力。
(3)当制动盘和制动衬块需要松开或分离时，螺钉和连接弹簧保证了制动衬块不会从制动器上掉下。
(4)当制动衬块与制动盘接触表面构成的摩擦副产生磨损后，在主弹簧的压力作用下，自动补偿磨损量，使摩擦副始终保持良好的工作状态。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的可调式风力机偏航制动器，包括调节螺栓1，锁紧螺母2，制动钳体3，主弹簧4，螺母5，活塞6，活塞杆7，螺钉8，连接弹簧9，制动衬块10，制动盘11。
活塞杆7和制动衬块10之间通过球面配合副活动连接，使制动衬块10沿球面运动，自动适应制动盘11和制动衬块10接触面的位置变化。
主弹簧4后端设有通过螺纹连接在制动钳体3上的调节螺栓1，调节螺栓1，外设有锁紧螺母2，与主弹簧4及活塞6组成制动力调整结构。
偏航制动器一般采用对称布置方式，以避免在偏航系统中产生附加弯矩和附加轴向力。调节螺栓1可以调节主弹簧4作用在制动盘11上的压力大小，从而调节制动力矩的大小；锁紧螺母2用于锁紧调节螺栓1的工作位置；螺母5用于固定活塞6；活塞杆7头部的球面与制动衬块10上面的球面配合，使制动衬块10在一定的范围内运动，自动适应制动衬块10与制动盘11之间的相对位置，补偿制造、安装误差和磨损；螺钉8与连接弹簧9一起将制动衬块10浮动连接到活塞杆7上，既能保证制动衬块10不掉落，又不影响制动衬块10在活塞杆7的球面上的相对运动。
制动器工作过程如下：当油缸处于泄压状态时，在主弹簧4的作用下，制动器处于锁紧状态，偏航系统静止不动，主弹簧4力的大小，决定了制动力矩的大小，通过调节螺栓1，可以调节制动衬块10作用在制动盘11上的压力大小和制动力矩的大小，并使制动衬块10作用在制动盘11两侧的轴向压力相等而平衡，不产生附加轴向力。当偏航系统准备运动时，通过制动钳体3上的进油口，向油缸注入一定压力的液压油，油路应保证制动盘11两侧油缸压力相等。随着液压系统压力的逐渐增加，作用在活塞6上的液压压力使制动衬块10作用在制动盘11上的压力逐渐减小。当液压压力大于主弹簧力时，制动衬块10与制动盘11分离。通过控制液压力的大小，可以控制作用在制动盘11上的压力，在压力较小的情况下，偏航系统工作时，该压力起到阻尼的作用。
制动盘11和制动衬块10之间产生的制动反力通过球面传递到活塞杆7上后，再通过活塞杆7与制动钳体3之间的圆柱面配合副，传递到制动钳体上，避免活塞杆7承受弯矩，减少油缸磨损，以延长制动器的寿命。
如果存在制造误差和安装误差，偏航系统工作时，由于运动副的间隙和振动等因素的影响，制动盘11的两个侧平面将会相对理想位置发生摆动，也由于制动器的制造误差和安装误差，制动衬块10也不会处于理想位置，因此，在活塞杆7和制动衬块10上设计出球面配合副结构，使制动衬块10沿球面可以在一定范围内运动，自动适应制动盘11和制动衬块10接触面的位置变化，从而保证了制动盘11和制动衬块10接触面积和接触位置的稳定，保证了制动器工作的可靠性。当制动衬块10与制动盘11接触表面构成的摩擦副产生磨损后，在主弹簧4的压力作用下，自动补偿磨损量，使摩擦副始终保持良好的工作状态。
当制动盘11和制动衬块10需要松开或分离时，螺钉8和连接弹簧9保证了制动衬块10不会从制动器上掉下。调节螺栓1和锁紧螺母2保证了施加在制动盘11和制动衬块10之间的作用力相等，从而不会产生附加轴向力。

Claims (3)

1.一种可调式风力机偏航制动器，包括对称布置的制动钳体(3)，主弹簧(4)，制动钳体内活塞(6)，活塞杆(7)，制动衬块(10)，制动盘(11)，其特征在于：所述活塞杆(7)和制动衬块(10)之间通过球面配合副活动连接，使制动衬块(10)沿球面运动，自动适应制动盘(11)和制动衬块(10)接触面的位置变化。
2.根据权利要求1所述的可调式风力机偏航制动器，其特征在于，所述主弹簧(4)后端设有通过螺纹连接在制动钳体(3)上的调节螺栓(1)，调节螺栓(1)外设有锁紧螺母(2)，并与主弹簧(4)及活塞(6)组成制动力调整结构。
3.根据权利要求1所述的可调式风力机偏航制动器，其特征在于，所述制动衬块(10)与活塞杆(7)之间通过螺钉(8)和连接弹簧(9)浮动连接，用于当制动盘(11)和制动衬块(10)松开或分离时，防止制动衬块(10)从制动器上掉下。
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