CN112628311B - 偏航制动器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种偏航制动器，用于对风力发电机可旋转的机头进行制动，包括制动钳体、制动盘、制动摩擦片、复位装置、磨损报警装置。本发明提供的偏航制动器具有复位装置，能够将制动摩擦片驱动回位，在非制动状态时使制动摩擦片与制动盘完全脱离，避免不必要的磨损，提高制动摩擦片的使用寿命，使风力发电机的机头转动更加顺畅；具有磨损报警装置，能够监测制动摩擦片的磨损状态，人员能够及时了解磨损情况，准确进行维护，避免制动盘损伤，减轻维护人员工作量，从而解决了现有制动器存在复位不完全、磨损情况不能及时了解的问题。

Description

偏航制动器
技术领域
本发明属于风力发电设备领域，尤其涉及一种偏航制动器。
背景技术
风力发电机的机头能够转动，偏航制动器对机头进行制动，将机头固定在特定的角度位置，使机头的朝向保持与风向相同，风力能够最大程度的驱动叶片旋转，将更多的风能转化为电能。
由于偏航制动器的重量较大，且在风力发电机上水平安装，下压在制动盘上的制动摩擦片难以完全复位，使制动摩擦片始终与制动盘保持接触，容易造成不必要的磨损。
目前制动器产品使用的是磨损指示杆，人员不能及时了解到磨损情况，往往故障报警才发现摩擦片已磨损严重，此时已经可能伤到制动盘；若采用定期维护的方式进行检查，检查时发现磨损量很少，为维护人员增加了工作量，给维护人员带来很大的不便。
发明内容
本发明提供一种偏航制动器，以解决现有制动器存在复位不完全、磨损情况不能及时了解的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种偏航制动器，用于对风力发电机可旋转的机头进行制动，包括：
制动钳体，固定安装在所述风力发电机的机头上；
制动盘，固定安装在所述风力发电机的塔筒上；
制动摩擦片，可移动地安装在所述制动钳体，所述制动摩擦片在液压驱动下能够压在所述制动盘上；
复位装置，安装在所述制动钳体上，并与所述制动摩擦片相连，用以将所述制动摩擦片驱动回位；
磨损报警装置，安装在所述制动钳体上，且与所述制动摩擦片相连，用于监测所述制动摩擦片的磨损状态。
作为优选，还包括：
清灰装置，安装在所述制动钳体上，且与所述制动盘面接触，刮除所述制动盘上的摩擦材料粉末。
作为优选，所述复位装置包括：
驱动杆，穿过所述制动钳体并与所述制动摩擦片固定连接；
螺母，安装在所述驱动杆上；
复位弹簧，套设在驱动杆上，所述复位弹簧的两端分别抵在所述螺母和所述制动钳体上，用以产生能够驱动所述制动摩擦片远离所述制动盘的弹力。。
作为优选，所述复位弹簧一端伸入所述制动钳体并压在所述制动钳体设置的沉孔台阶上。
作为优选，所述磨损报警装置包括：
磨损传感器，具有一伸缩指示杆，所述磨损传感器固装在所述制动钳体上，且所述伸缩指示杆穿过制动钳体以压缩状态抵接所述制动摩擦片，以所述伸缩指示杆伸缩的距离判断所述制动摩擦片磨损厚度。
作为优选，所述磨损传感器还包括：
壳体，与制动钳体固定连接；
第一信号报警开关，设置于所述壳体的容纳腔中；
开关拨片，设置于所述伸缩指示杆的顶端，并随所述伸缩指示杆伸缩时触拨所述第一信号报警开关。
作为优选，所述磨损传感器还包括：
第二信号报警开关，设置于所述第一信号报警开关的下方，且位于所述壳体的容纳腔中，所述开关拨片随所述伸缩指示杆伸缩时触拨所述第二信号报警开关。
作为优选，所述清灰装置包括：
装置本体，固定安装在制动钳体的两侧，且与所述制动盘贴合；
所述装置本体的两侧设置有排灰槽，所述排灰槽设置为所述清灰装置相对所述制动盘运动时，所述制动盘上磨损材料自动收集到所述排灰槽内，且在重力作用下沿所述排灰槽移动至其一端排出掉落。
作为优选，所述排灰槽呈现为具有角度的U形槽，所述U形槽的槽口一侧边缘与所述制动盘的盘面相衔接。
作为优选，所述U形槽内径自前向后逐渐减小，使所述U形槽相对所述制动盘呈前高后低状。
与现有技术相比，本发明提供的偏航制动器具有复位装置，能够将制动摩擦片驱动回位，在非制动状态时使制动摩擦片与制动盘完全脱离，避免不必要的磨损，提高制动摩擦片的使用寿命，使风力发电机的机头转动更加顺畅；具有磨损报警装置，能够监测制动摩擦片的磨损状态，人员能够及时了解磨损情况，准确进行维护，避免制动盘损伤，减轻维护人员工作量，从而解决了现有制动器存在复位不完全、磨损情况不能及时了解的问题。
附图说明
图1为本发明偏航制动器的正视结构图；
图2为本发明偏航制动器的立体结构图；
图3为本发明偏航制动器中复位装置的剖视结构图；
图4为本发明偏航制动器中磨损报警装置的剖视结构图；
图5为本发明偏航制动器中清灰装置的结构示意图；
图6为本发明偏航制动器中清灰装置装置本体的结构示意图；
以上各图中：1、制动钳体；11、沉孔台阶；2、制动盘；3、制动摩擦片；4、复位装置；41、驱动杆；42、螺母；43、复位弹簧；5、磨损报警装置；51、伸缩指示杆；52、壳体；53、第一信号报警开关；54、第二信号报警开关；55、开关拨片；6、清灰装置；61、装置本体；62、排灰槽。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至6所示，本发明提供一种偏航制动器，用于对风力发电机的机头进行制动。机头安装在塔筒顶端，能够旋转，以适应风向。
偏航制动器包括制动钳体1和制动盘2。制动钳体1固定安装在风力发电机的机头上，制动盘2固定安装在风力发电机的塔筒上。
制动钳体1中安装有制动摩擦片3，进行制动时，制动摩擦片3在液压驱动下移动，压在制动盘2上，产生摩擦力进行制动。处在非制动状态时，制动摩擦片3位于初始位置，不与制动盘2接触。
制动钳体1上安装复位装置4，复位装置4与制动摩擦片3相连，在非制动状态时，拉动制动摩擦片3，使制动摩擦片3脱离制动盘2，移动回到初始位置。
制动钳体1上安装磨损报警装置5，磨损报警装置5与制动摩擦片3相连，检测制动摩擦片3的磨损状态。
图3为本发明偏航制动器中复位装置的剖视结构图，以下结合图3详细说明本发明中复位装置的具体构成及工作原理。
为具体实现制动摩擦片3的复位，如图3所示，复位装置4包括驱动杆41、螺母42和复位弹簧43。
驱动杆41安装在制动钳体1上，一端穿过制动钳体1并与制动摩擦片3固定连接，从而与制动摩擦片3随动。
螺母42通过螺纹连接固定安装在驱动杆41上。
复位弹簧43套设在驱动杆41上，并位于制动钳体1的外侧，复位弹簧43的一端抵在螺母42上，复位弹簧43的另一端抵在制动钳体1上。
液压驱动下制动摩擦片3向内移动，压在制动盘2上，驱动杆41与制动摩擦片3同步移动，螺母42靠近制动钳体1，复位弹簧43被压缩，产生弹力。
非制动时，液压驱动停止，复位弹簧43的弹力推动螺母42远离制动钳体1，驱动杆41向外移动，制动摩擦片3随之移动，远离制动盘2，回到初始位置。
为了使复位弹簧43保持稳定，复位弹簧43一端伸入制动钳体1，并压在制动钳体1设置的沉孔台阶11上。
沉孔对复位弹簧43在径向上起到限位作用，复位弹簧43始终保持与驱动杆41同轴，产生的弹力垂直作用到螺母42上，全部用于推动螺母42移动，保证制动摩擦片3快速且完全的脱离制动盘2。
制动摩擦片3的四角均安装有上述复位装置4，即本制动器上共设置八个复位装置4。
每个制动摩擦片3四角均能够由复位机构4驱动回位，非制动时，保证制动摩擦片3的各个部位都能够远离制动盘2，回到初始位置，保证制动摩擦片3整体平稳复位。
图4为本发明偏航制动器中磨损报警装置的剖视结构图，以下结合图4详细说明本发明中磨损报警装置的具体构成及工作原理。
为具体实现制动摩擦片3磨损状态的检测，如图4所示，磨损报警装置5包括磨损传感器。
磨损传感器上具有伸缩指示杆51，磨损传感器固定安装在制动钳体1上。
伸缩指示杆51穿过制动钳体1，以压缩状态抵接在制动摩擦片3上，与制动摩擦片3随动。磨损传感器测量伸缩指示杆51伸缩的距离，从而判断制动摩擦片3磨损厚度。
制动摩擦片3上摩擦材料磨损后，厚度变小，制动摩擦片3需要移动更多的距离，才能压在制动盘2上。伸缩指示杆51与制动摩擦片3随动，使磨损传感器测量制动摩擦片3的移动距离，从而获得制动摩擦片3的磨损程度。
为具体实现制动摩擦片3移动距离的测量，磨损传感器还包括壳体52、第一信号报警开关53和开关拨片55。
壳体52与制动钳体1固定连接。
第一信号报警开关53设置在壳体52的容纳腔中。
开关拨片55设置在伸缩指示杆51的顶端，并随伸缩指示杆51伸缩移动。制动摩擦片3上摩擦材料磨损时，开关拨片55移动并触拨第一信号报警开关53，触发磨损传感器，磨损传感器输出报警信号，从而获知制动摩擦片3的磨损情况。
为了更充分地获得制动摩擦片3的磨损情况，磨损传感器还包括第二信号报警开关54。
第二信号报警开关54位于壳体52的容纳腔中，并设置于第一信号报警开关53的下方。第二信号报警开关54相比于第一信号报警开关53，更加靠近制动摩擦片3。
制动摩擦片3上摩擦材料进一步磨损至必须更换时，开关拨片55随伸缩指示杆进一步下移并触拨第二信号报警开关54，触发磨损传感器输出报警信号，从而获知制动摩擦片3的进一步磨损程度，从而及时对制动器进行维护，更换制动摩擦片3。
复位装置4能够将制动摩擦片3驱动回位，在非制动状态时使制动摩擦片3与制动盘2完全脱离，避免不必要的磨损，提高制动摩擦片3的使用寿命，使风力发电机的机头转动更加顺畅；磨损报警装置5，能够监测制动摩擦片3的磨损状态，人员能够及时了解磨损情况，准确进行维护，避免制动盘2损伤，减轻维护人员工作量，从而解决了现有制动器存在复位不完全、磨损情况不能及时了解的问题。
由于风力发电机的机头需要在水平面上转动，制动盘2也需水平设置。制动摩擦片3磨损下来的摩擦材料粉末，则落在制动盘2表面上，若不及时清除，长期使用后，摩擦材料粉末则会被制动盘2压成薄片状，导致制动时出现振动和噪音，而且薄片状的摩擦材料粉末还需拆卸清理，极其不便。
为解决上述问题，本发明的偏航制动器，还包括清灰装置6。
清灰装置6安装在制动钳体1上，且与制动盘2面接触，刮除制动盘2上的摩擦材料粉末。
图5为本发明偏航制动器中清灰装置的结构示意图，图6为本发明偏航制动器中清灰装置装置本体的结构示意图，以下结合图5-6详细说明本发明中清灰装置的具体形状构造及工作原理。如图5至6所示，清灰装置6包括装置本体61，装置本体61固定安装在制动钳体1的左右两侧，且均贴合在制动盘2的盘面上。
装置本体61的左右两侧均设置有排灰槽62，排灰槽62沿制动盘2的径向设置。
制动盘2相对于制动钳体1转动时，贴合的装置本体61在制动盘2的盘面上滑动，制动盘2盘面上的摩擦材料粉末接触装置本体61，被装置本体61扫刮到排灰槽62中。摩擦材料粉末进入排灰槽62内后，在其重力作用下沿排灰槽62移动，从而使摩擦材料粉末沿制动盘2径向移动，最终由排灰槽62的一端排出掉落。
为了增强排灰性能，排灰槽62呈现为具有角度的U形槽，内壁为平滑表面，摩擦材料粉末不易在排灰槽62中静止，避免产生积存。
U形槽的槽口一侧边缘与制动盘2的盘面相衔接，使制动盘2盘面上的摩擦材料粉末能够顺畅流入排灰槽62。
为进一步加快摩擦材料粉末的排出，U形槽内径自前向后逐渐减小，使U形槽相对制动盘呈前高后低状，进入U形槽的摩擦材料粉末沿倾斜表面下滑，从而加快径向上的移动速度，更加快速顺畅的排出。
以上所述为本发明的具体实施方式，其目的在于让技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，任何根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘出或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各部件和工艺方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。

Claims (8)

1.一种偏航制动器，用于对风力发电机可旋转的机头进行制动，其特征在于，包括：
制动钳体，固定安装在所述风力发电机的机头上；
制动盘，固定安装在所述风力发电机的塔筒上；
制动摩擦片，可移动地安装在所述制动钳体，所述制动摩擦片在液压驱动下能够压在所述制动盘上；
复位装置，安装在所述制动钳体上，并与所述制动摩擦片相连，用以将所述制动摩擦片驱动回位；
磨损报警装置，安装在所述制动钳体上，且与所述制动摩擦片相连，用于监测所述制动摩擦片的磨损状态；
清灰装置，安装在所述制动钳体上，且与所述制动盘面接触，刮除所述制动盘上的摩擦材料粉末；
所述清灰装置包括：
装置本体，固定安装在制动钳体的两侧，且与所述制动盘贴合；
所述装置本体的两侧设置有排灰槽，所述排灰槽相对所述制动盘呈前高后低状，所述排灰槽设置为所述清灰装置相对所述制动盘运动时，所述制动盘上磨损材料自动收集到所述排灰槽内，且在重力作用下沿所述排灰槽移动至其一端排出掉落。
2.根据权利要求1所述的偏航制动器，其特征在于，所述复位装置包括：
驱动杆，穿过所述制动钳体并与所述制动摩擦片固定连接；
螺母，安装在所述驱动杆上；
复位弹簧，套设在驱动杆上，所述复位弹簧的两端分别抵在所述螺母和所述制动钳体上，用以产生能够驱动所述制动摩擦片远离所述制动盘的弹力。
3.根据权利要求2所述的偏航制动器，其特征在于，所述复位弹簧一端伸入所述制动钳体并压在所述制动钳体设置的沉孔台阶上。
4.根据权利要求1所述的偏航制动器，其特征在于，所述磨损报警装置包括：
磨损传感器，具有一伸缩指示杆，所述磨损传感器固装在所述制动钳体上，且所述伸缩指示杆穿过制动钳体以压缩状态抵接所述制动摩擦片，以所述伸缩指示杆伸缩的距离判断所述制动摩擦片磨损厚度。
5.根据权利要求4所述的偏航制动器，其特征在于，所述磨损传感器还包括：
壳体，与制动钳体固定连接；
第一信号报警开关，设置于所述壳体的容纳腔中；
开关拨片，设置于所述伸缩指示杆的顶端，并随所述伸缩指示杆伸缩时触拨所述第一信号报警开关。
6.根据权利要求5所述的偏航制动器，其特征在于，所述磨损传感器还包括：
第二信号报警开关，设置于所述第一信号报警开关的下方，且位于所述壳体的容纳腔中，所述开关拨片随所述伸缩指示杆伸缩时触拨所述第二信号报警开关。
7.根据权利要求1所述的偏航制动器，其特征在于，所述排灰槽呈现为具有角度的U形槽，所述U形槽的槽口一侧边缘与所述制动盘的盘面相衔接。
8.根据权利要求7所述的偏航制动器，其特征在于，所述U形槽内径自前向后逐渐减小，使所述U形槽相对所述制动盘呈前高后低状。
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