CN211602770U

CN211602770U - 一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台

Info

Publication number: CN211602770U
Application number: CN201922381625.8U
Authority: CN
Inventors: 文泽军; 焦杰; 郭玉立; 张帆
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2029-12-26

Abstract

本实用新型属于风电偏航测试技术领域，具体公开一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，包括底座、上支承板、驱动模块和制动模块；所述底座上设置有四个立柱，所述立柱均匀设置在底座顶部的四个直角处；所述上支承板设置在四个立柱顶部；所述驱动模块包括驱动电机，所述驱动电机连接减速器，所述减速器输出轴通过联轴器连接有转轴，转轴往上固定设置有飞轮和制动盘；所述制动模块包括竖直相对设置的两液压缸，两所述液压缸的伸缩杆端部均设置有制动钳块，制动盘设置在上、下制动钳块之间；制动嵌块与制动盘接触面上均设置有摩擦片。它能够真实地模拟风电机组的偏航制动过程，可为偏航制动系统的磨损元件的摩擦磨损特性的测试和验证提供方法。

Description

一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台

技术领域

本实用新型属于风电偏航测试技术领域，具体为一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台。

背景技术

能源是人类社会发展的基础，不可再生资源的日益减少促进着世界能源结构的调整，风能作为一种绿色环保的可再生能源，不仅可以节省越来越少的不可再生资源，而且可以减少环境污染，具有很好的经济、社会效益，其优越性受到越来越多的重视。

风力发电机组在服役过程中，需要根据风向不断地调整风力发电机组轮毂和机舱部分的朝向，使其朝向始终与风力最大的方向一致，从而保证最大程度地接收风能。调整机舱和轮毂部分朝向的过程即为偏航（对风）过程，偏航制动系统作为偏航系统中必不可少的安全性能组件，为风力发电机的偏航过程提供必要的制动力矩。在偏航制动系统中，若磨损元件达到磨损极限后没有及时更换，摩擦力对制动器背板及制动盘造成损伤，并影响风力发电机组的正常运行、寿命和可靠性，增加运行维护成本，因此针对风力发电机偏航制动系统的试验研究显得尤为重要，它可以为对摩擦元件摩擦磨损特性的研究提供必要的手段，为偏航系统所采用的新型摩擦材料摩擦磨损特性的测试和验证提供手段，从而进一步的优化偏航制动磨损元件的磨损监测与寿命预测方法，提高偏航系统的安全性和可靠性。

而目前的制动系统磨损元件试验台大部分是面向汽车制动系统的，并不能适用于风力发电机组偏航制动系统中的磨损元件。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，它能能够真实地模拟风电机组的偏航制动过程，可为偏航制动系统的磨损元件的摩擦磨损特性的测试和验证提供方法。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，包括：

底座，所述底座上设置有四个立柱，所述立柱均匀设置在底座顶部的四个直角处；

上支承板，设置在四个立柱顶部，所述上支承板底部中间设置有中心定位杆；

驱动模块，包括驱动电机，所述驱动电机连接减速器，所述减速器输出轴通过联轴器连接有转轴，所述转轴往上依次固定设置有飞轮，和制动盘，所述驱动电机带动飞轮和制动盘转动；所述制动盘中心套筒内设置有中心定位杆的自由端；所述的中心定位杆固定在上支承板底部；

制动模块，分两组对称设置在试验台两侧，其包括竖直相对设置的两液压缸，两所述液压缸的伸缩杆端部均设置有制动钳块，所述制动盘设置在上、下制动钳块之间，两所述液压缸的伸缩杆同时伸出时制动钳块可与制动盘的上下盘面接触夹紧制动盘；所述制动嵌块与制动盘接触面上均设置有摩擦片。

进一步的，所述底座上均匀布置有多个倒T形安装槽，所述立柱底部通过螺栓安装在倒T形安装槽内。

进一步的，所述驱动电机、减速器和联轴器设置在机架内，所述机架底部通过螺栓安装在底座中部的倒T形安装槽内。

进一步的，所述转轴与机架顶部接触处设置有轴承，所述中心定位杆的自由端与制动盘内套筒接触处设置有轴承。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用制动盘随飞轮一同转动、制动钳块对称安装且固定的结构，真实地模拟风力发电机制动盘随机舱轮毂部分转动，制动钳块对称分布且固定的结构特性。

2、本实用新型各部分实现模块化，方便拆卸和改装，可通过对控制系统的调整模拟偏航制动的全部过程，可以针对偏航过程的不同阶段设计试验，得到磨损元件在不同偏航过程中的摩擦磨损特性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为驱动模块的主视图；

图3为制动模块的侧视图。

图4为制动模块的主视图。

图中：1、底座；2、立柱；3、上支承板；4、驱动模块；5、制动模块；6、驱动电机；7、减速器；8、机架；10、联轴器；11、转轴；13、飞轮；14、制动盘；16、中心定位杆；18、液压缸座；19、导向柱；20、导套；21、液压缸；22、制动钳块；23、摩擦片；101、倒T形安装槽。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

参考附图1-图4，本实用新型的具体结构为：一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，包括底座1、立柱2、上支承板3、驱动模块4和制动模块5。

其中，如图1，立柱2设置4个且设置在底座1的四个直角处，并通过螺栓拧紧在底座1上设置的倒T形安装槽101内，所述倒T形安装槽101均匀设置在底座1上，便于在其上快速安装和进行距离调节，上支承板3设置在立柱2的顶部。

如图2，驱动模块4包括机架8、驱动电机6、减速器7、联轴器10、转轴11、飞轮13、制动盘14和中心定位杆16；其中，该驱动电机6与减速器7相连，减速器7通过联轴器10与转轴11相连，驱动电机6连同减速器7和联轴器10固定在机架8内，机架8底部通过螺栓也固定在倒T形安装槽101内；转轴11从机架8顶部穿出，其与机架8顶部接触处设置有轴承，转轴11穿过轴承后其上固定有飞轮13，固定飞轮13后再固定制动盘14，并在制动盘14顶部中间套筒内设置中心定位杆16的自由端，所述的中心定位杆16通过自身的法兰盘由螺栓连接固定安装在上支承板3底面上；该中心定位杆16与制动盘14接触处也设置有轴承。

如图3和图4，制动模块5分两组对称设置在试验台两侧，所述制动模块5包括液压缸座18、导向柱19、导套20、液压缸21、制动钳块22、摩擦片23；其中液压缸21设置两个，成竖直相对共中心轴设置，液压缸21的伸缩杆端部均固定有制动钳块22，制动钳块22平行设置，所述制动盘14设置在两制动钳块22之间，在上、下液压缸21同时启动时其伸缩杆同时伸出使得两制动钳块22与制动盘14的上下盘面接触；液压缸21的缸体设置在液压缸座18中部，液压缸座18形状为“凸”形，两液压缸座18的底面相对设置且两液压缸座18分别设置在两立柱2的顶部和中部，所述液压缸座18两端部固定在立柱2上；在制动钳块22顶面两侧还设置有通孔，在两液压缸座18之间还设置两导向柱19，所述导向柱19上均固定设置有导套20，两导向柱19穿过两制动钳块22的两通孔使得导套20设置在对应的通孔内，制动钳块22可在通孔内滑动，利用两导向柱19为两制动钳块22导向，使得制动钳块22与制动盘14接触面保持水平；两侧的制动模块5为对称设置，故另一侧的制动模块5也同样夹住制动盘14；为了便于测试，在制动钳块22与制动盘14的接触面上设置摩擦片23，通过摩擦片23与制动盘14的盘面接触，后期测试摩擦片23的磨损程度获得相关测试性能。

风电偏航系统的主要工况主要有偏航工况、偏航制动工况以及保压静止工况；当风电机组偏航时，制动压力保持在一个较小的值；当风电机组偏航制动或静止时，制动压力保持在一个较大的值。本实用新型实施例的可应用至偏航驱动过程磨损试验、偏航制动过程磨损试验和完整偏航过程磨损试验，具体如下：

偏航驱动过程磨损试验：在试验开始前，把目标磨损元件安装固定在试验台对应位置（摩擦片23安装固定在制动钳块22上、制动盘14固定安装在转轴11上端），通过液压站控制液压缸21加载较小的制动压力，使摩擦片23夹紧制动盘14，并启动驱动电机6，经过减速器7调整转速，带动飞轮13和制动盘14一同转动；当达到一定转速后，通过控制系统关闭驱动电机6，同时控制液压缸21卸力，等待制动盘14转动自然停止，一次偏航驱动过程的磨损试验结束。

偏航制动过程磨损试验：在试验开始前，把目标磨损元件安装固定在试验台对应位置（摩擦片23安装固定在制动钳块22上、制动盘14固定安装在转轴11上端），此时液压缸21不加载，通过控制系统并启动驱动电机6，经过减速器7调整转速，带动飞轮13和制动盘14一同转动；当达到一定转速后，通过控制系统关闭驱动电机6，同时使液压缸21载荷增大到设定的制动压力，进一步使得制动钳块22夹紧制动盘14，使得磨损元件接触，开始制动过程，至制动盘14完全停止转动，一次偏航制动过程磨损试验结束。

完整偏航过程磨损试验：在试验开始前，把目标磨损元件安装固定在试验台对应位置（摩擦片23安装固定在制动钳块22上、制动盘14固定安装在电机转轴11上端），通过液压站控制液压缸21，加载较小的保压压力，使摩擦片23夹紧制动盘14，并启动驱动电机6，经过减速器7调整转速，带动飞轮13和制动盘14一同转动；当达到一定转速后，通过控制系统关闭驱动电机6，同时使液压缸21载荷增大到较大的制动压力，进一步使得制动钳块22夹紧制动盘14，使得磨损元件接触，开始制动过程，至制动盘14完全停止转动，一次完整偏航过程磨损试验结束。

在进行计划次数的试验后，拆下磨损元件，通过测量和计算得到磨损元件的摩擦磨损特性。

Claims

1.一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，其特征在于，包括：

底座（1），所述底座（1）上设置有四个立柱（2），所述立柱（2）均匀设置在底座（1）顶部的四个直角处；

上支承板（3），设置在四个立柱（2）顶部，所述上支承板（3）底部中间设置有中心定位杆（16）；

驱动模块（4），包括驱动电机（6），所述驱动电机（6）连接减速器（7），所述减速器（7）输出轴通过联轴器（10）连接有转轴（11），所述转轴（11）往上依次固定设置有飞轮（13），和制动盘（14），所述驱动电机（6）带动飞轮（13）和制动盘（14）转动；所述制动盘（14）中心套筒内设置有中心定位杆（16）的自由端；所述的中心定位杆（16）顶端固定在上支承板（3）底部；

制动模块（5），分两组对称设置在试验台两侧，其包括竖直相对设置的两液压缸（21），两所述液压缸（21）的伸缩杆端部均设置有制动钳块（22）；所述制动盘（14）设置在上、下的制动钳块（22）之间，两所述液压缸（21）的伸缩杆同时伸出时制动钳块（22）可与制动盘（14）的上下盘面接触夹紧制动盘（14）；所述制动钳块（22）与制动盘（14）接触面上均设置有摩擦片（23）。

2.根据权利要求1所述的一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，其特征在于，所述底座（1）上均匀布置有多个倒T形安装槽（101），所述立柱（2）底部通过螺栓安装在倒T形安装槽（101）内。

3.根据权利要求2所述的一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，其特征在于，所述驱动电机（6）、减速器（7）和联轴器（10）设置在机架（8）内，所述机架（8）底部通过螺栓安装在底座（1）中部的倒T形安装槽（101）内。

4.根据权利要求3所述的一种风电偏航制动系统摩擦磨损试验台，其特征在于，所述转轴（11）与机架（8）顶部接触处设置有轴承，所述中心定位杆（16）的自由端与制动盘（14）内套筒接触处设置有轴承。