CN114110044B - 径向制动装置、电机及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种径向制动装置、电机及风力发电机，其中，径向制动装置包括连接轴套，用于与电机输出轴连接；安装座，套设于连接轴套的外部，安装座的内侧壁和连接轴套的外侧壁之间形成偏心环状间隙；偏心套，可转动地设置在安装座与连接轴套之间，偏心套能够在第一位置和第二位置之间切换，在第一位置，偏心套的内侧壁与连接轴套的外侧壁之间、偏心套的外侧壁与安装座的内侧壁之间均具有挤压作用力，在第二位置，偏心套的内侧壁与连接轴套的外侧壁脱离接触。如此设置，解决了现有技术中的制动装置因制动面磨损导致的需要更换制动片的问题。

Description

径向制动装置、电机及风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种径向制动装置、电机及风力发电机。

背景技术

偏航减速机制动装置用于对偏航电机轴进行制动，其轴套通过平键与电机轴连接，转子通过花键与轴套连接，转子的摩擦面上粘接摩擦材料，依靠固定弹簧对衔铁盘、转子的摩擦面和法兰端面的压紧力作用，使三者的结合面产生摩擦力，使电机轴和轴套停止旋转，从而实现制动。释放制动时，制动器通电，靠线圈产生磁场，克服弹簧力将衔铁盘向线圈方向吸附，转子的摩擦面与衔铁盘脱开，压紧力作用消失，电机转子正常运转。

转子在频繁制动的情况下，制动面上的摩擦材料会磨损，当转子的制动面上的摩擦材料磨损一定厚度后，需要更换制动片，维护不方便。

因此，如何解决现有技术中的制动装置因制动面磨损导致的需要更换制动片的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供一种径向制动装置、电机及风力发电机，用以解决现有技术中的制动装置因制动面磨损导致的需要更换制动片的缺陷，减少对制动片的更换。

本发明提供一种径向制动装置，包括：

连接轴套，用于与电机输出轴连接；

安装座，套设于所述连接轴套的外部，所述安装座的内侧壁和所述连接轴套的外侧壁之间形成偏心环状间隙；

偏心套，可转动地设置在所述安装座与所述连接轴套之间，所述偏心套能够在第一位置和第二位置之间切换，在所述第一位置，所述偏心套的内侧壁与所述连接轴套的外侧壁之间、所述偏心套的外侧壁与所述安装座的内侧壁之间均具有挤压作用力，在所述第二位置，所述偏心套的内侧壁与所述连接轴套的外侧壁脱离接触。

依靠偏心套与连接轴套和安装座之间产生的过盈量，使偏心套压紧连接轴套，实现对电机的制动。若偏心套与连接轴套之间的制动面磨损严重，在制动时，通过增加对偏心套的转动角度，可以补偿过盈量，依然具有良好的制动效果，避免了对零部件的更换。

根据本发明提供的一种径向制动装置，所述连接轴套的外侧壁、所述偏心套的内侧壁、所述偏心套的外侧壁和所述安装座的内侧壁均为圆柱面，

所述连接轴套的外侧壁对应的中心线与所述电机输出轴的中心线重合，所述安装座的内侧壁对应的中心线与所述电机输出轴的中心线之间具有间距。

安装座的内侧壁与连接轴套的外侧壁不同心设置，从而在安装座的内侧壁与连接轴套的外侧壁之间形成偏心圆环状间隙。

根据本发明提供的一种径向制动装置，所述偏心套的内半径与所述连接轴套的外半径之间的差值为第一差值，所述安装座的内半径与所述偏心套的外半径之间的差值为第二差值，所述第一差值大于所述第二差值。

在制动过程中，偏心套先与安装座接触，再与连接轴套接触，在释放制动时，偏心套先与连接轴套脱离接触，可以减小对偏心套的磨损。并且在非制动状态时，即使偏心套的外侧壁与安装座的内侧壁接触，也能保证偏心套的内侧壁与连接轴套的外侧壁之间依然具有一定间隙，能够避免偏心套对连接轴套转动过程的影响，保证电机的正常运转。

根据本发明提供的一种径向制动装置，还包括制动杆，所述制动杆的一端与所述偏心套连接，另一端沿远离所述偏心套的方向延伸。

制动杆的设置为转动偏心套的动作提供施力部，且增加了力的力臂，在人工手动拨动制动杆时，有利于降低劳动强度。

根据本发明提供的一种径向制动装置，还包括复位件，所述复位件设置在所述制动杆与所述安装座之间，

在所述复位件的作用下，所述制动杆具有带动所述偏心套从所述第一位置向所述第二位置转动的趋势。

根据本发明提供的一种径向制动装置，还包括驱动件，所述驱动件用于驱使所述偏心套相对于所述连接轴套和所述安装座转动。

根据本发明提供的一种径向制动装置，所述驱动件包括长度可伸缩调节的伸缩杆件，所述伸缩杆件和所述制动杆所在平面与所述连接轴套的轴线垂直，所述伸缩杆件的两端分别与所述制动杆和所述安装座转动连接，转动轴线与所述连接轴套的轴线平行。

根据本发明提供的一种径向制动装置，所述连接轴套的外侧壁上和所述偏心套的内侧壁上均设置有增磨层。

本发明还提供一种电机，包括电机本体和用于对所述电机本体进行制动的制动装置，所述制动装置为上述的径向制动装置。

利用上述径向制动装置对电机进行制动，在制动面出现磨损时，无需更换零部件，依然能够保证良好的制动效果。

本发明还提供一种风力发电机，包括机舱、用于驱使所述机舱旋转的偏航电机和用于对所述偏航电机进行制动的制动装置，所述制动装置为上述的径向制动装置。

利用上述径向制动装置对风力发电机的偏航电机进行制动，在制动面出现磨损时，无需更换零部件，依然能够保证良好的制动效果，能够降低对风力发电机的维修频率。

本发明提供的径向制动装置，包括连接轴套、偏心套和安装座，在安装座与连接轴套之间具有偏心环状间隙，偏心套可转动地设置在连接轴套与安装座之间。将连接轴套与电机输出轴固定连接，将安装座与电机壳体固定连接，在需要对电机制动时，将偏心套切换至第一位置，使偏心套与连接轴套之间以及偏心套与安装座之间具有挤压作用力，依靠在偏心套与连接轴套之间产生的摩擦力以及偏心套与安装座之间的摩擦力，限制连接轴套相对于偏心套和安装座的转动，从而限制电机输出轴的转动，实现对电机的制动。在需要释放对电机的制动、使电机正常运转时，将偏心套切换至第二位置，使偏心套与连接轴套脱离接触，上述摩擦力消失，从而解除对电机输出轴的限制，电机可以正常运转。即依靠偏心套与连接轴套和安装座之间产生的过盈量，使偏心套压紧连接轴套，实现对电机的制动。若偏心套与连接轴套之间的制动面磨损严重，在制动时，通过增加对偏心套的转动角度，可以补偿过盈量，依然具有良好的制动效果。如此设置，利用本发明中的径向制动装置对电机制动时，在制动面出现磨损时，无需更换零部件，依然能保证良好的制动效果，解决了现有技术中的制动装置因制动面磨损导致的需要更换制动片的问题。

进一步，在本发明提供的电机中，由于具备如上所述的径向制动装置，因此同样具备如上所述的各种优势。

进一步，在本发明提供的风力发电机中，由于具备如上所述的径向制动装置，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的径向制动装置的结构示意图；

图2是本发明提供的偏心套在第二位置时，连接轴套、偏心套和安装座之间的相对位置示意图；

图3是本发明提供的偏心套在第一位置时，连接轴套、偏心套和安装座之间的相对位置示意图；

图4是本发明提供的制动杆与外壳之间的连接结构示意图；

附图标记：

1：连接轴套； 2：电机输出轴； 3：安装座；

4：偏心套； 5：制动杆； 6：复位件；

7：驱动件； 8：外壳； 9：导向结构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图4描述本发明的径向制动装置。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的径向制动装置，包括由内至外依次套设在一起的连接轴套1、偏心套4和安装座3，具体来说，连接轴套1、偏心套4和安装座3均为具有通孔的筒状结构。

安装座3位于连接轴套1的外部，安装座3的内孔的中心线与连接轴套1的外圆的中心线不重合，两者之间具有间距，从而在安装座3的内侧壁和连接轴套1的外侧壁之间形成有偏心环状间隙。

偏心套4可转动地设置在安装座3与连接轴套1之间，偏心套4能够在第一位置和第二位置之间转动。当偏心套4转动至第一位置时，偏心套4的内侧壁与连接轴套1的外侧壁之间具有挤压作用力，偏心套4的外侧壁与安装座3的内侧壁之间具有挤压作用力，参照图3。当偏心套4转动至第二位置时，偏心套4的内侧壁与连接轴套1的外侧壁脱离接触，参照图2。

利用本发明实施例中的径向制动装置对电机制动时，将安装座3与电机壳体固定连接，将连接轴套1套设于电机输出轴2上，并且使连接轴套1与电机输出轴2固定连接，以使连接轴套1能够与电机输出轴2同步转动，通过限制连接轴套1的转动，可以限制电机输出轴2的转动，从而实现对电机的制动。对于连接轴套1与电机输出轴2之间的连接，具体可以通过键连接的方式实现。

在需要对电机制动时，将偏心套4切换至第一位置，使偏心套4与连接轴套1之间以及偏心套4与安装座3之间具有挤压作用力，依靠在偏心套4与连接轴套1之间产生的摩擦力以及偏心套4与安装座3之间的摩擦力，限制连接轴套1相对于偏心套4和安装座3的转动，从而限制电机输出轴2的转动，实现对电机的制动。

在需要释放对电机的制动、使电机正常运转时，将偏心套4切换至第二位置，使偏心套4与连接轴套1脱离接触，上述摩擦力消失，从而解除对电机输出轴2的限制，电机可以正常运转。

综上，本实施例中的径向制动装置依靠偏心套4与连接轴套1和安装座3之间产生的过盈量，使偏心套4压紧连接轴套1，实现对电机的制动。若偏心套4与连接轴套1之间的制动面磨损严重，在制动时，通过增加对偏心套4的转动角度，可以补偿过盈量，依然具有良好的制动效果。如此设置，利用本发明实施例中的径向制动装置对电机制动时，在制动面出现磨损时，无需更换零部件，依然能保证良好的制动效果，解决了现有技术中的制动装置因制动面磨损导致的需要更换制动片的问题。

本发明实施例中，上述连接轴套1的外侧壁、偏心套4的内侧壁、偏心套4的外侧壁和安装座3的内侧壁均设置为圆柱面。上述连接轴套1的外侧壁对应的中心线与电机输出轴2的中心线重合，上述安装座3的内侧壁对应的中心线与电机输出轴2的中心线之间具有间距，即上述安装座3的内侧壁与连接轴套1的外侧壁不同心设置，从而在安装座3的内侧壁与连接轴套1的外侧壁之间形成偏心圆环状间隙。

上述偏心套4的内半径大于连接轴套1的外半径，偏心套4的内半径与连接轴套1的外半径之间的差值为第一差值。上述安装座3的内半径大于偏心套4的外半径，安装座3的内半径与偏心套4的外半径之间的差值为第二差值，上述第一差值大于上述第二差值。

如此设置，在制动过程中，可以保证偏心套4先与安装座3接触并沿安装座3的内侧壁旋转，直至偏心套4的内侧壁与连接轴套1的外侧壁接触并且产生挤压作用；在释放制动时，偏心套4的内侧壁先与连接轴套1的外侧壁脱离接触，能够减小对偏心套4的磨损。

此外，在该径向制动装置处于对电机的非制动状态时，若偏心套4因自身重力等原因，其外侧壁与安装座3的内侧壁发生接触，偏心套4的内侧壁与连接轴套1的外侧壁之间依然具有一定间隙，可以避免偏心套4对连接轴套1转动过程的影响，保证电机的正常运转。

本发明实施例中，上述径向制动装置还包括制动杆5，制动杆5的一端与偏心套4固定连接，另一端沿远离偏心套4的方向延伸，制动杆5的延伸方向可以与连接轴套1的径向一致。通过沿电机输出轴2的周向拨动制动杆5，可以使偏心套4转动。制动杆5的设置为转动偏心套4的动作提供施力部，且增加了力的力臂，在人工手动拨动制动杆5时，有利于降低劳动强度。

制动杆5与偏心套4之间的固定连接可以通过焊接的方式实现，也可以利用螺栓进行固定。

本实施例中的径向制动装置还包括复位件6，复位件6设置在制动杆5与安装座3之间，在复位件6的作用下，制动杆5具有带动偏心套4从第一位置向第二位置转动的趋势。上述复位件6可以为弹簧，弹簧的一端与安装座3连接，另一端与制动杆5连接。在拨动制动杆5使偏心套4向第一位置移动时，弹簧发生弹性形变，积蓄能量；释放制动杆5，制动杆5在弹簧弹力的作用下，带动偏心套4向第二位置移动。

上述弹簧可以设置两个，分别对称设置在制动杆5的两侧。

本发明实施例中的径向制动装置还包括驱动件7，驱动件7用于驱使偏心套4相对于连接轴套1和安装座3转动，实现对径向制动装置的自动制动，减少人工操作。

具体来说，上述驱动件7包括伸缩杆件，伸缩杆件的长度可伸缩调节。伸缩杆件和制动杆5所在平面与连接轴套1的轴线垂直，且伸缩杆件的两端分别与制动杆5和安装座3转动连接。伸缩杆件相对于制动杆5的转动轴线和伸缩杆件相对于安装座3的转动轴线均与连接轴套1的轴线平行。通过调节伸缩杆件的长度，可以使伸缩杆件带动制动杆5绕连接轴套1的轴线转动。若偏心套4位于第二位置时，伸缩杆件处于长度最短的状态，则调节伸缩杆件的长度使伸缩杆件的长度逐渐增加，使伸缩杆件推动制动杆5转动，从而使偏心套4逐渐向第一位置转动。

上述伸缩杆件可以为气缸、液压缸、电动缸、齿轮齿条传动机构和丝杠螺母传动机构中的一者，利用气压控制系统、液压控制系统或电路控制系统可以实现对驱动装置的自动控制。

径向制动装置还可以包括外壳8，连接轴套1、偏心套4和安装座3均设置在外壳8的内部。外壳8对连接轴套1、偏心套4和安装座3进行防护，可以有效避免灰尘杂物等进入连接轴套1与偏心套4之间以及偏心套4与安装座3之间，避免在制动过程中因灰尘杂物导致的磨损及损坏。上述安装座3与外壳8固定连接，具体可以通过螺栓连接实现。上述连接轴套1与外壳8转动连接，具体可以利用轴承实现。也可以将安装座3设置成外壳式结构，代替上述外壳8，简化了径向制动装置的结构，有利于降低成本。

在外壳8上设置有导向结构9，导向结构9用于对制动杆5的转动导向。上述导向结构9具体可以设置为能够供制动杆5穿过的导向槽，导向槽的延伸方向与制动杆5的转动方向一致。上述弹簧可以设置在导向槽内，且两个弹簧分别位于制动杆5的两侧，参照图4。

上述作为驱动件7的伸缩杆件的一端与制动杆5连接，另一端连接在外壳8上。

本发明实施例中，在连接轴套1的外侧壁上和偏心套4的内侧壁上均设置有增磨层，用于增加连接轴套1与偏心套4之间的摩擦力，提高制动效果。上述增磨层可以选用摩擦材料加工制作，摩擦材料既具有良好的摩擦系数，又具有良好的耐磨损性能，在增加摩擦力的同时，减小磨损。

另一方面，本发明实施例还提供一种电机，包括电机本体和上述任一实施例中提供的径向制动装置，径向制动装置用于对电机本体进行制动。径向制动装置的安装座3与电机本体的外壳8固定连接，连接轴套1与电机本体的输出轴固定连接。将径向制动装置与电机本体集成于一体，通过径向制动装置对电机本体进行制动。在偏心套4和连接轴套1出现磨损时，利用偏心套4的转动角度可以补偿过盈量，可以避免对零部件的更换。本发明实施例中的电机的有益效果的推导过程与上述径向制动装置的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。

又一方面，本发明实施例还提供一种风力发电机，包括机舱、偏航电机和上述任一实施例中提供的径向制动装置，偏航电机用于驱使机舱转动，用以对准风向，获得最大的风能。在对准风向时，利用径向制动装置制动偏航电机，使机舱停止转动。径向制动装置设置在偏航电机与减速机之间，其安装座3与偏航电机的壳体固定连接，连接轴套1与偏航电机的输出轴固定连接。在偏心套4和连接轴套1出现磨损时，利用偏心套4的转动角度可以补偿过盈量，可以避免对零部件的更换，有利于降低对风力发电机的维修频率。本发明实施例中的风力发电机的有益效果的推导过程与上述径向制动装置的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种径向制动装置，其特征在于，包括：

连接轴套，用于与电机输出轴连接，所述连接轴套的外侧壁为圆柱面，所述连接轴套的外侧壁对应的中心线与所述电机输出轴的中心线重合；

安装座，用于与电机壳体相连接，所述安装座套设于所述连接轴套的外部，所述安装座的内侧壁为圆柱面，所述安装座的内侧壁和所述连接轴套的外侧壁之间形成偏心环状间隙，所述安装座的内侧壁对应的中心线与所述电机输出轴的中心线之间具有间距；

偏心套，可转动地设置在所述安装座与所述连接轴套之间，所述偏心套的内侧壁和所述偏心套的外侧壁均为圆柱面，所述偏心套的内半径与所述连接轴套的外半径之间的差值为第一差值，所述安装座的内半径与所述偏心套的外半径之间的差值为第二差值，所述第一差值大于所述第二差值，所述偏心套能够在第一位置和第二位置之间切换，在所述第一位置，所述偏心套的内侧壁与所述连接轴套的外侧壁之间、所述偏心套的外侧壁与所述安装座的内侧壁之间均具有挤压作用力，在所述第二位置，所述偏心套的内侧壁与所述连接轴套的外侧壁脱离接触；

制动杆，所述制动杆的一端与所述偏心套连接，另一端沿远离所述偏心套的方向延伸；

复位件，所述复位件设置在所述制动杆与所述安装座之间，在所述复位件的作用下，所述制动杆具有带动所述偏心套从所述第一位置向所述第二位置转动的趋势。

2.根据权利要求1所述的径向制动装置，其特征在于，还包括驱动件，所述驱动件用于驱使所述偏心套相对于所述连接轴套和所述安装座转动。

3.根据权利要求2所述的径向制动装置，其特征在于，所述驱动件包括长度可伸缩调节的伸缩杆件，所述伸缩杆件和所述制动杆所在平面与所述连接轴套的轴线垂直，所述伸缩杆件的两端分别与所述制动杆和所述安装座转动连接，转动轴线与所述连接轴套的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的径向制动装置，其特征在于，所述连接轴套的外侧壁上和所述偏心套的内侧壁上均设置有增磨层。

5.一种电机，其特征在于，包括电机本体和用于对所述电机本体进行制动的制动装置，所述制动装置为如权利要求1至4任一项所述的径向制动装置。

6.一种风力发电机，其特征在于，包括机舱、用于驱使所述机舱旋转的偏航电机和用于对所述偏航电机进行制动的制动装置，所述制动装置为如权利要求1至4任一项所述的径向制动装置。