CN102493917A - 用于风力发电机的偏航系统的刹车盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于风力发电机的偏航系统的刹车盘。所述刹车盘在被制动器夹持的圆环部分上形成有清洁槽。通过采用本发明的刹车盘，能够更好地清洁刹车片在工作过程中产生的磨屑，防止在刹车片摩擦材料表面上形成釉层。

Description

用于风力发电机的偏航系统的刹车盘

技术领域

本发明涉及一种刹车盘，更具体地，涉及一种用于风力发电机的偏航系统的刹车盘。

背景技术

偏航系统是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，以充分利用风能来提高风力发电机组的发电效率，即对风功能；其二是提供必要的制动力矩，以保障风力发电机组的安全运行。为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振，因此偏航系统在机组偏航时必须具有合适的阻尼力矩。采用齿轮驱动的偏航系统时，为避免振荡的风向变化引起偏航轮齿产生交变载荷，应采用偏航制动器(或称偏航阻尼器)来吸收微小自由偏转振荡，以防止偏航齿轮的交变应力引起轮齿过早损伤。

风力发电机组偏航系统由偏航电机、偏航减速器、偏航轴承(带偏航齿轮)、偏航刹车盘、偏航制动器、液压站等部件组成。在偏航过程中，液压站通电后首先释放压力，使得偏航制动器内的压力为偏航余压，同时偏航电机通电并驱动与机舱底座相连的偏航减速器运行，此时与机舱底座相连的偏航制动器在带有预先设定的偏航余压的情况下在偏航刹车盘上滑移，制动时偏航电机首先断电而停止偏航动作，同时液压站电磁阀断电升压并将制动压力提供给偏航制动器，使得偏航制动器在制动压力下抱紧刹车盘来提供制动力矩。在此过程中，偏航余压的作用是在偏航对风的过程中给机组提供足够的阻尼，防止机组由于对风速度过快而对机组造成损伤，偏航阻尼力矩及偏航制动力矩的实现方式为：液压站提供压力推动偏航制动器内部的活塞运动，并将压力传递到活塞底部的刹车片，使其与偏航刹车盘接触，并根据压力的大小提供相应的阻尼力矩和制动力矩。

现有方案中对刹车盘表面做了粗糙度和上下平面平行度要求，制动器刹车片在刹车盘上运行，制动器在偏航/制动过程中为了提供足够的阻尼力矩/制动力矩，在偏航余压/压力作用下制动器刹车片紧贴刹车盘，由刹车片的摩擦材料与刹车盘间相对运动中产生的摩擦力提供阻尼力矩/制动力矩，保证机组稳定偏航，避免造成冲击偏航轴承和偏航减速器。

由于制动器刹车片与刹车盘在偏航和制动过程中始终紧密贴合，刹车片作为易磨损件在工作中不可避免的会产生磨屑，磨屑产生后无法将其及时清理，会压结在刹车片摩擦材料表面而形成釉层，导致刹车片摩擦材料与刹车盘间的摩擦系数发生变化，从而机组在偏航过程中出现异响，严重的情况甚至会出现振动现象。

虽然在已有技术中已经提出在刹车片表面上开槽或开V型槽的方案，利用离心力甩出磨屑。但是，这种方法只能排出部分磨屑，对于不能排出的磨屑仍然会在刹车片与刹车盘紧密贴合的过程中压结在刹车片的摩擦面上，形成釉层，而且已经压结形成的釉层也无法清除，最终导致机组在偏航过程中出现异常。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够更好地清除磨屑的刹车盘。

根据本发明的一方，提供了一种用于偏航系统的刹车盘，所述刹车盘在被制动器夹持的圆环部分上形成有清洁槽。

所述清洁槽可为形成在刹车盘上的通孔、盲孔、不连续的面、槽、断开的缝隙中的至少一种。

所述清洁槽可形成在刹车盘上表面和下表面上互相对应的位置上。

所述清洁槽可为形成在所述圆环部分的表面上的狭长凹槽。

所述清洁槽可为形成在所述圆环部分上的狭长通孔。

所述清洁槽可为形成在所述圆环部分上的且在内圆周表面上具有开口的狭长切口。

所述清洁槽可为从刹车盘的内圆周表面延伸到外圆周表面的狭长切口。

所述清洁槽在径向方向上的投影长度可大于所述圆环部分的径向宽度。

所述清洁槽与径向方向的夹角可为0°-60°。

所述清洁槽与径向方向的夹角可为10°-30°。

通过采用本发明的刹车盘，能够更好地清洁刹车片在工作过程中产生的磨屑，有效防止在刹车片摩擦材料表面上形成釉层。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的优点将会变得更加清楚，其中：

图1至图4示出了根据本发明的多个示例性实施例的带清洁槽的刹车盘的结构的示意图。

具体实施方式

本发明的总体构思是在刹车盘上加工出清洁槽，使得刹车片经过清洁槽时磨屑在槽口与摩擦材料的刮擦作用下以及自身重力作用下自行落入槽内，或者落在平台上，然后定期或不定期对槽内和平台上的磨屑进行清理。。

这里所提到的清洁槽可以是在刹车盘的工作表面上开设的通孔、盲孔、不连续的面、狭槽、断开的缝隙等，可以是连续的孔，也可以是散布的孔。也就是说，只要刹车盘的工作表面从外观上上开起来不具有连续的特性均能起到排除刹车片上的磨屑的作用。所述通孔、盲孔、不连续的面、狭长凹槽、断开的缝隙等多种形式的清洁槽可以单独采用，也可以结合使用。

为了更充分地刮擦刹车片与刹车盘之间的碎屑，清洁槽最好在径向方向上的投影的长度大于刹车盘工作面的径向宽度。如果清洁槽为狭长的槽，其与径向方向的夹角可为0°-60°，优选地，为10°-30°。

下面以清洁槽为狭长凹槽为例结合附图描述本发明的示例性实施例。

图1示出了根据本发明第一示例性实施例的带清洁槽的刹车盘的结构示图。

在图1所示的示例性实施例中，在刹车盘的内侧环状区域内，即在刹车盘10与刹车片接触侧的环状区域内，间隔地设置清洁槽11。在本示例中，清洁槽11为形成在刹车盘10的工作表面上的凹槽。清洁槽11可以开设在刹车盘10的上表面和/或下表面上。优选地，清洁槽11可形成在刹车盘的上下对应的上表面和下表面上。

在偏航制动过程中，当制动器20内侧的刹车片(未示出)表面上产生磨屑时，清洁槽11的槽口或不连续面的边缘会对磨屑产生刮擦作用，从而磨屑落入上表面的清洁槽11中，或者从下表面的清洁槽11中掉落在刹车盘10下面的平台上。通过及时或定期清理刹车盘10的清洁槽11中的磨屑，能够减少由于磨屑形成的釉层对刹车片摩擦系数的影响，从而有效保证制动系统在工作中提供足够的阻尼和制动力矩，同时降低由于磨屑形成的釉层在偏航过程中形成的噪声和振动。

图2示出了根据本发明的第二示例性实施例的带清洁槽的刹车盘的结构示图。与图1所述的清洁槽11的结构不同，图2中所示的刹车盘10上的清洁槽12为形成在刹车盘10的内侧圆环部分上的通孔，所述通孔为沿径向方向延伸的狭长凹槽。但是，所述通孔也可以与径向方向具有一定夹角。

图3示出了根据本发明第三示例性实施例的带清洁槽的刹车盘的结构示图。如图3所示，清洁槽13为形成在刹车盘内侧圆环部分上的向着旋转中心开口的狭长切口，换句话说，所述清洁槽13为从刹车盘的内圆周表面沿径向向外延伸预定长度的狭长切口。但是，所述狭长切口也可以相对于径向方向倾斜地延伸。

在上述图1至图3所示的实施例中，清洁槽的沿径向方向的长度优选为大于刹车盘与刹车片的接触区域沿径向方向的长度，从而更有利于磨屑的排出。

图4示出了根据本发明第四示例性实施例的带清洁槽的刹车盘的结构示图。如图4所示，刹车盘具有断开的缝隙，所述缝隙即为清洁槽14。也就是说，可以将刹车盘10做成分段式的，各个段之间的缝隙即可用作清洁槽14。换句话说，清洁槽14为沿着径向方向的狭长切口，所述切口从刹车盘的内圆周表面延伸到外圆周表面。虽然图4中示出了在刹车盘中具有两个以上的间隙部分，但是在刹车盘中仅形成一个间隙部分也是可以的。此外，所述狭长切口不限于沿径向方向延伸，优选地，与径向方向的夹角为10°-30°。

在上面的实施例中，制动器设置在刹车盘的内圆周侧，但是本发明不限于此。当制动器设置在刹车盘的外圆周侧时，本发明仍然适用，只需要在刹车盘的外圆周侧的工作表面上开设清洁槽即可。

根据本发明的刹车盘结构，当刹车片经过刹车盘上的清洁槽时，磨屑在自身重力及清洁槽的槽口或不连续面边缘与摩擦材料的刮擦作用下落在清洁槽内或落在平台上，然后定期或不定期对清洁槽或平台上磨屑进行清理。因此，不仅能够减少磨屑形成的釉层对刹车片摩擦系统的影响，从而有效保证制动系统在工作中提供足够的阻尼和制动力矩，同时能够降低磨屑形成的釉层在偏航过程中形成的噪声和振动。

与在刹车片上开设槽口的现有技术相比，由于刹车盘相对于由粉末状材料压制而成的刹车片而言是由较硬的材料制成的，因此，开设的清洁槽能够在刹车片与刹车盘旋转接触的过程中，具有类似刀片的刮擦功能，从而能够有效地清理碎屑，避免在刹车片上形成釉层。

因此，本发明仅通过对刹车盘的结构进行简单改动，即在不影响现有功能的情况下有效解决了由于刹车片表面釉层引起的机组振动以及噪声污染的问题。

虽然已经示出和描述本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，本发明不受这些示例性实施例的限制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种形式的修改和变型，这些修改和变型将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于风力发电机的偏航系统的刹车盘，其特征在于，所述刹车盘在被制动器夹持的圆环部分上形成有清洁槽。

2.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽为形成在刹车盘上的通孔、盲孔、不连续的面、槽、断开的缝隙中的至少一种。

3.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽形成在刹车盘上表面和下表面上互相对应的位置上。

4.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽为形成在所述圆环部分的表面上的狭长凹槽。

5.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽为形成在所述圆环部分上的狭长通孔。

6.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽为形成在所述圆环部分上的且在内圆周表面上具有开口的狭长切口。

7.如权利要求1所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽为从刹车盘的内圆周表面延伸到外圆周表面的狭长切口。

8.如权利要求1至7中任一项所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽在径向方向上的投影长度大于所述圆环部分的径向宽度。

9.如权利要求4-7中任一项所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽与径向方向的夹角为0°-60°。

10.如权利要求4-7中任一项所述的刹车盘，其特征在于，所述清洁槽与径向方向的夹角为10°-30°。

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