CN110375019B - 一种风力发电机组偏航制动盘及包括该制动盘的偏航系统 - Google Patents

一种风力发电机组偏航制动盘及包括该制动盘的偏航系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组的偏航制动盘及包括该制动盘的偏航系统，制动盘沿径向包括环状的摩擦区域和环状的非摩擦区域；所述的非摩擦区域位于制动盘最外圈的法兰连接区域内侧；摩擦区域位于非摩擦区域的内侧；在非摩擦区域内设有相对于摩擦区域上表面向下凹陷的非贯通的环形排油槽；在所述的环形排油槽内设有多个贯通的排油孔；在所述的摩擦区域内设有非贯通的排屑槽，在所述的排屑槽内设有多个贯通的排屑孔。

Description

一种风力发电机组偏航制动盘及包括该制动盘的偏航系统
技术领域
本发明涉及风力发电机设备应用领域，尤其涉及一种风力发电机组的偏航制动结构及包括该制动盘的偏航系统。
背景技术
风力发电机组在运行过程中，为了最大程度提高发电机组的发电量，风机机舱需要不断地进行偏航以实现对风。而为了保证风力发电机组平稳偏航，机组偏航时一般都带有一定的阻尼，这个阻尼即由偏航制动盘和制动器的摩擦片相互摩擦提供。
偏航制动盘与摩擦片之间形成的摩擦副对于杂质(如灰尘、油污以及摩擦过程中产生的磨屑等)较为敏感，即使微量的杂质也可能造成摩擦性能的不稳定，产生振动噪声现象。
目前，发明人发现常用的偏航制动盘结构一般有以下两种：
(1)偏航制动盘表面无排油、排屑槽孔
此种结构的偏航制动盘，在偏航动作时摩擦片产生的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。
另外，此种结构偏航制动盘未把摩擦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。
(2)偏航制动盘表面有排油、排屑槽孔
设计有排油、排屑槽孔的偏航制动盘，往往仅在制动盘表面加工单向或圆周方向的槽或孔，其排油、排屑能力较弱。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明旨在提供一种新型的风力发电机组偏航制动盘结构，具体的目的就是提供一种摩擦性能稳定、可降低振动噪声的风力发电机组的偏航制动盘。
为了达到上述目的，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，偏航制动盘整体为一个圆环形，从其内圈开始，沿其径向依次为环状的摩擦区域、环状的非摩擦区域和法兰区域；
在所述的非摩擦区域内设有相对于摩擦区域上表面向下凹陷的非贯通的环形排油槽；在所述的环形排油槽内设有多个贯通的排油孔；在所述的摩擦区域内设有非贯通的排屑槽，在所述的排屑槽内设有多个贯通的排屑孔。
作为进一步的技术方案，所述的排油孔的形状为圆形、长圆形或椭圆形，用于排除进入此区域的油污。同时所述的排油孔作为偏航轴承密封圈更换的工艺孔和偏航轴承内圈固定螺栓的维护工艺孔。
作为进一步的技术方案，所述的排屑槽为“人”字型，“人”字型排屑槽沿制动盘内圈切线方向的呈“人”字型布置，使得顺时针与逆时针偏航时均能达到较好的排屑效果。
作为进一步的技术方案，每一条“人”字型排屑槽内设有一个或多个排屑孔。
作为进一步的技术方案，所述制动盘的排屑孔交错排列，即，每个排屑孔圆心与偏航制动盘圆心的距离均不相同，最大限度在摩擦副扫略范围内达到最好的排屑效果，同时使得所加工的单元体数量最少，以保证尽量减小对制动盘本体强度的影响，减少加工成本。
本发明还提供了一种偏航系统，包括摩擦片、偏航轴承和权利要求1-8任一所述的偏航制动盘，所述的偏航轴承的带齿外圈固定连接于非摩擦区域，摩擦片夹持于摩擦区域。
与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明通过排油槽将摩擦区域与非摩擦区域的上表面分隔开，可引导水、油等异物离开摩擦区域进入非摩擦区域、并阻止水、油等异物从非摩擦区域进入摩擦区域，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。
本发明在排油槽内设有排油孔，使得排油槽收集到的杂质能及时排除偏航制动系统。
本发明通过“人”字型排列排油槽和环形排屑槽，使得顺时针与逆时针偏航时均能达到较好的排屑效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的俯视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的I放大如图；
图4是图1的B-B剖视图；
图中：1法兰面，2排屑槽，3排油槽，4排油孔，5非摩擦区，6摩擦区域,7排屑孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中的偏航制动盘结构一般有以下两种：
(1)偏航制动盘表面无排油、排屑槽孔此种结构的偏航制动盘，在偏航动作时摩擦片产生的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。另外，此种结构偏航制动盘未把摩擦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。
(2)偏航制动盘表面有排油、排屑槽孔设计有排油、排屑槽孔的偏航制动盘，往往仅在制动盘表面加工单向或圆周方向的槽或孔，其排油、排屑能力较弱。
为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种风力发电机组偏航制动盘，该偏航制动盘摩擦性能稳定、可降低振动噪声的风力发电机组的偏航制动盘。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，风力发电机组偏航制动盘，制动盘整体为一个圆环形，从其内圈开始，沿其径向依次为环状的摩擦区域6和环状的非摩擦区域5和法兰区域；所述的非摩擦区域5位于制动盘最外圈的法兰区域内侧；所述的摩擦区域6位于非摩擦区域5的内侧；
在非摩擦区域5内设有相对于摩擦区域6上表面向下凹陷的非贯通的环形排油槽3；在所述的环形排油槽3内设有多个贯通的排油孔4，排油孔4的轴线方向与制动盘的轴线方向一致；在所述的摩擦区域内设有非贯通的排屑槽2，在所述的排屑槽2内设有多个贯通的排屑孔7，排屑孔7的轴线方向与制动盘的轴线方向一致。本发明通过排油槽将摩擦区域与非摩擦区域的上表面分隔开，可引导水、油等异物离开摩擦区域进入非摩擦区域、并阻止水、油等异物从非摩擦区域进入摩擦区域，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。
进一步的，排油孔4的形状可以为圆形、长圆形或椭圆形，在本实施例中，排油孔的形状选择了椭圆形，具体见图1，排油孔4用于排除进入此区域的油污。同时所述的排油孔作为偏航轴承密封圈更换的工艺孔；多个排油孔4沿环形排油槽3的圆周方向均匀的设置在环形排油槽3内。
进一步的，所述的排屑槽2为“人”字型，“人”字型排屑槽沿制动盘内圈切线方向的呈“人”字型布置，使得顺时针与逆时针偏航时均能达到较好的排屑效果；且排屑槽2可以设置有多个，具体数量不受限制，多个“人”字型排屑槽沿摩擦区域的圆周方向均匀设置；在本实施例的图1中设置了10个“人”字型排屑槽，10个“人”字型排屑槽沿摩擦区域的圆周方向均匀设置，不难理解的，在其他实施例中，“人”字型排屑槽还可以设置8个、7个、6个、5个、11个等等，根据实际需要进行选择即可。
作为进一步的技术方案，每一条“人”字型排屑槽内设有一个或多个排屑，所述制动盘的排屑孔交错排列，最大限度在摩擦副扫略范围(摩擦片沿圆周方向运动时所覆盖的范围)内达到最好的排屑效果，同时使得所加工的单元体数量最少，以保证尽量减小对制动盘本体强度的影响，减少加工成本。
上述的交错排列是指10个人字形排屑槽中，每个排屑孔圆心与偏航制动盘圆心的距离均不相同；虽然10个人字形排屑槽沿摩擦区域的圆周方向均布，但对应位置的排屑孔圆心与偏航制动盘圆心的距离也不相同，即所谓的交错排列，目的是在摩擦区域尽量多的形成多个同心圆，每个同心圆的圆周方向上均有排屑孔。比如，摩擦区域的最外侧直径1000mm，最内侧直径800mm，如需要在摩擦区域形成20个同心圆(每10mm一个)，要求每个同心圆上均有排屑孔；如果10个人字形排屑槽均布排列，其内部的排屑孔也均布排列，那么每个排屑槽内需要布置20个排屑孔；如果排屑孔交错排列，则只需要2个排屑孔。
进一步的，在非摩擦区域5的外圈是法兰区域，在该区域设置多个连接孔。
本发明是通过以下措施实现的：
当作偏航动作时，摩擦片与偏航制动盘发生相对运动，相对运动的方向沿着偏航制动盘的切向。偏航制动盘包括摩擦区域6和非摩擦区域5，其中，偏航轴承的带齿外圈固定连接于非摩擦区域5，摩擦片夹持于环形摩擦区域6。
偏航摩擦产生的磨屑在偏航动作过程中缓慢均匀地排入排屑槽，然后通过排屑孔排出偏航系统，防止在摩擦片上产生釉质层，保证良好的摩擦性能，降低振动和噪声。
制动盘的上端设有相对摩擦区域上表面凹陷的环形排油槽，环形排油槽设于非摩擦区域并将非摩擦区域的上表面与摩擦区域的上表面分隔开。因此，可阻止非摩擦区域上表面的水、油等异物进入摩擦区域的上表面，摩擦区域上表面的水、油等异物也很容易被导引到环形排油槽中，从而保证偏航制动盘的摩擦性能。
本实施例中，环形排油槽中沿周向设有一个以上的排油孔，排油孔可为圆孔或长腰孔或椭圆孔，本实施例中排油孔上下贯通。水、油等异物掉入环形排油槽后，会沿着排油孔流出偏航系统。
同时，排油孔可作为偏航轴承密封圈更换的工艺孔
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于，偏航制动盘整体为一个圆环形，从其内圈开始，沿其径向依次为环状的摩擦区域、环状的非摩擦区域和法兰区域；
在所述的非摩擦区域内设有相对于摩擦区域上表面向下凹陷的非贯通的环形排油槽；在所述的环形排油槽内设有多个贯通的排油孔；在所述的摩擦区域内设有非贯通的排屑槽，在所述的排屑槽内设有多个贯通的排屑孔；
所述的排屑槽为“人”字型，“人”字型排屑槽沿制动盘内圈切线方向的呈“人”字型布置；多个“人”字型排屑槽沿摩擦区域的圆周方向均匀设置；每一条“人”字型排屑槽内设有一个或多个排屑孔，排屑孔交错排列；
交错排列指多个“人”字型排屑槽中，每个排屑孔的圆心与偏航制动盘圆心的距离均不相同。
2.如权利要求1所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于，所述的排油孔的形状为圆形或椭圆形，用于排除进入此区域的油污。
3.如权利要求1所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于，所述的排油孔作为偏航轴承密封圈更换的工艺孔。
4.如权利要求1所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于，所述的排油孔作为偏航轴承内圈固定螺栓的维护工艺孔。
5.如权利要求1所述的风力发电机组的偏航制动盘，其特征在于，多个贯通的排油孔在环形排油槽的圆周方向上均匀设置。
6.一种偏航系统，其特征在于，包括摩擦片、偏航轴承和权利要求1-5任一所述的偏航制动盘，所述的偏航轴承的带齿外圈固定连接于非摩擦区域，摩擦片夹持于摩擦区域。
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