CN216078054U - 一种风电机组偏航制动系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及偏航制动器的技术领域，尤其是涉及一种风电机组偏航制动系统，其包括偏航制动盘、上液压制动钳、下液压制动钳和活塞，上液压制动钳和下液压制动钳上下相对且相对的侧面上设置有活塞腔，所述活塞可上下滑动连接在活塞腔内，活塞伸出活塞腔的端部设置有摩擦片，所述摩擦片与所述偏航制动盘抵接，活塞腔中设有密封组件，所述密封组件滑动套设在活塞上。本申请具有降低机组失效率、故障率，提高机组可靠性、安全性，同时杜绝制动器漏油消耗和相关维护费用的效果。

Description

一种风电机组偏航制动系统

技术领域

本申请涉及偏航制动器的技术领域，尤其是涉及一种风电机组偏航制动系统。

背景技术

制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械零件，俗称刹车或闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成，可通过调整装置调整制动件之间的间隙，大型设备的制动器安装在靠近设备工作的低速轴上。

偏航系统是风电机组利用风能发电必不可少的系统之一，偏航系统位于机舱底部，偏航系统主要捕捉风向，控制机舱平稳、精确的对风。

相关技术中，钳盘式制动器由液压控制，主要有制动盘、制动钳、液压油泵和液压油管，钳盘式制动器以制动盘的两端面为工作表面，液压油泵通过液压油管输送液压，推动制动钳上的摩擦片与制动盘发生摩擦，从而产生制动摩擦力矩完成制动。在风力发电机组中，当风向发生改变发电机不再继续工作需要制动时，利用制动系统实现偏航制动，通过偏航系统调整风轮对正主风向实现风电机组的持续发电。

针对上述中的相关技术，发明人认为在风电机组运行过程中，机组偏航制动系统经过长时间工作，制动器存在密封老化渗漏问题，导致制动器失效引起安全隐患。

实用新型内容

为了解决制动器密封老化渗漏问题，从而降低制动器失效率和提高机组安全性，本申请提供一种风电机组偏航制动系统。

本申请提供的一种风电机组偏航制动系统采用如下的技术方案：

一种风电机组偏航制动系统，包括偏航制动盘、上液压制动钳、下液压制动钳和活塞，上液压制动钳和下液压制动钳上下相对且相对的侧面上设置有活塞腔，所述活塞可上下滑动连接在活塞腔内，活塞伸出活塞腔的端部设置有摩擦片，所述摩擦片与所述偏航制动盘抵接，活塞腔中设有密封组件，所述密封组件滑动套设在活塞上。

通过采用上述技术方案，将上液压制动钳和下液压制动钳上下相对安装到偏航制动盘上，上液压制动钳和下液压制动钳相对的侧面上均设置有活塞腔，方便将活塞滑动连接在密封腔内，活塞伸出活塞腔的端部设置有摩擦片，摩擦片的一侧与偏航制动盘抵接，活塞腔中设有密封组件，密封组件套设在活塞上，密封组件采用耐磨性好、密封性能优越的材料制作，上下偏航制动钳采用一体式结构设计，摩擦片采用内嵌安装形式，避免了活塞由于受径向力影响而加速密封组件的失效造成液压泄露，降低了机组制动器的失效率、故障率，提高了机组的可靠性、安全性，同时杜绝了制动器泄露造成的液压油消耗和相关维护费用。

可选的，所述上液压制动钳和下液压制动钳上设置的活塞腔上下相对，上液压制动钳与下液压制动钳相对的侧面上均开设有供偏航制动盘安装的安装槽口。

通过采用上述技术方案，活塞腔设置在上液压制动钳和下液压制动钳上下相对的位置，便于上下活塞的安装和上下摩擦片与偏航制动盘的抵接，在上液压制动钳与下液压制动钳相对的侧面开设安装槽口，方便将上液压制动钳与下液压制动钳与偏航制动盘固定安装。

可选的，所述上液压制动钳上螺纹连接有调整螺栓，调整螺栓贯穿上液压制动钳并与摩擦片抵接。

通过采用上述技术方案，在上液压制动钳上螺纹连接有调整螺栓，调整螺栓穿过螺孔与摩擦片抵接，方便对摩擦片的初始位置进行调整。

可选的，所述上液压制动钳和下液压制动钳相对的表面上均开设有安装槽，所述摩擦片内嵌在安装槽中，所述摩擦片设置为耐磨材料制作的板状结构。

通过采用上述技术方案，在上液压制动钳和下液压制动钳相对的表面上均开设用于内嵌安装摩擦片的安装槽，安装槽可保证摩擦片的安装精度，摩擦片采用耐磨材料制作成板状结构，摩擦系数稳定，可有效保证偏航制动力。

可选的，所述密封组件包括套设在活塞上的防尘密封圈和导向套，所述防尘密封圈的一侧与摩擦片抵接，导向套套设在防尘密封圈上远离摩擦片的一侧，防尘密封圈和导向套与活塞之间设有间隙。

通过采用上述技术方案，在活塞上套设防尘密封圈和导向套，防尘密封圈的一侧与摩擦片抵接，可防止外界微小灰尘进入，避免对液压元件摩擦副产生磨损，导向套套设在防尘密封圈上远离摩擦片的一侧，对活塞起导向作用和吸收机械振动，防尘密封圈和导向套与活塞之间设有一定径向间隙，可避免活塞因同轴度稍差出现卡顿。

可选的，所述密封组件还包括套设在活塞上的密封圈和导向环，所述密封圈套设在活塞上远离导向套的一侧，导向环套设在活塞远离摩擦片的一端，密封圈和导向环与活塞之间设有间隙。

通过采用上述技术方案，在活塞上还套设有密封圈和导向环，密封圈可避免液压泄漏造成液压系统容积率下降引起机组操作失效，导向环作为辅助密封件，对活塞起导向作用和吸收径向力，密封圈和导向环与活塞之间设有一定径向间隙，可避免活塞因同轴度稍差出现卡顿。

可选的，所述偏航制动系统还包括液压进油管和液压泄油管，液压进油管和液压泄油管均与活塞的空腔连通。

通过采用上述技术方案，液压进油管和液压泄油管均与活塞的空腔连通，液压系统为制动系统提供动力。

可选的，所述上液压制动钳与下液压制动钳上均设有通孔，二者之间通过螺栓固定连接，所述偏航制动盘绕偏航轴转动，上液压制动钳与下液压制动钳与偏航轴固定连接。

通过采用上述技术方案，在上液压制动钳与下液压制动钳上均设通孔，并且通过螺栓将二者固定连接，偏航轴起连接固定作用，偏航制动盘绕偏航轴转动，上液压制动钳与下液压制动钳与偏航轴固定连接，方便通过驱动上液压制动钳与下液压制动钳实现对偏航制动盘的制动。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在使用本申请装置时，将上液压制动钳和下液压制动钳上下相对安装到偏航制动盘上，上液压制动钳和下液压制动钳相对的侧面上均设置有活塞腔，方便将活塞滑动连接在密封腔内，活塞伸出活塞腔的端部设置有摩擦片，摩擦片的一侧与偏航制动盘抵接，活塞腔中设有密封组件，密封组件套设在活塞上，密封组件采用耐磨性好、密封性能优越的材料制作，上下偏航制动钳采用一体式结构设计，摩擦片采用内嵌安装形式，避免了活塞由于受径向力影响而加速密封组件的失效造成液压泄露，降低了机组制动器的失效率、故障率，提高了机组的可靠性、安全性，同时杜绝了制动器泄露造成的液压油消耗和相关维护费用；

2.在上液压制动钳和下液压制动钳相对的表面上均开设用于内嵌安装摩擦片的安装槽，安装槽可保证摩擦片的安装精度，摩擦片采用耐磨材料制作成板状结构，摩擦系数稳定，可有效保证偏航制动力；

3.在活塞上套设防尘密封圈和导向套，防尘密封圈的一侧与摩擦片抵接，可防止外界微小灰尘进入，避免对液压元件摩擦副产生磨损，导向套套设在防尘密封圈上远离摩擦片的一侧，对活塞起导向作用和吸收机械振动，防尘密封圈和导向套与活塞之间设有一定径向间隙，可避免活塞因同轴度稍差出现卡顿。

附图说明

图1是本申请实施例的主体结构示意图。

图2是本申请实施例的剖视图。

附图标记说明：1、偏航制动盘；2、上液压制动钳；21、安装槽口；22、调整螺栓；3、下液压制动钳；4、活塞；41、摩擦片；5、密封组件；51、防尘密封圈；52、导向套； 53、密封圈；54、导向环；61、液压进油管；62、液压泄油管。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械零件，俗称刹车或闸，制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成；偏航系统是风电机组利用风能发电必不可少的系统之一，偏航系统主要捕捉风向，控制机舱平稳、精确的对风。钳盘式制动器由液压控制，钳盘式制动器以制动盘的两端面为工作表面，通过液压油管输送液压，推动制动钳上的摩擦片与制动盘发生摩擦，产生摩擦力矩完成制动。在风力发电机组中，当风向发生改变机组需要制动时，利用制动系统实现偏航制动，通过偏航系统调整风轮方向实现风电机组的持续发电。

本申请实施例公开一种风电机组偏航制动系统。参照图1和图2，一种风电机组偏航制动系统包括偏航制动盘1、上液压制动钳2、下液压制动钳3、活塞4和密封组件5，上液压制动钳2和下液压制动钳3与偏航轴固定连接，偏航制动盘1绕偏航轴转动，上液压制动钳2和下液压制动钳3中均设置有活塞4，密封组件5滑动套设在活塞4上，上液压制动钳 2和下液压制动钳3中均连接有液压管道。

本实施例中，采用的是一种液压盘式制动系统，偏航制动盘1连接在风电机组的塔筒上绕偏航轴转动，偏航制动盘1呈环状结构，偏航制动盘1上设有安装孔和刹车面，安装孔用来与塔筒连接，刹车面用来与偏航制动钳的刹车片抵接。

上液压制动钳2和下液压制动钳3结构相同，呈上下相对设置，并在在相对的侧面上均开设有安装槽口21，通过安装槽口21将上液压制动钳2和下液压制动钳3安装偏航制动盘1上。

上液压制动钳2与下液压制动钳3上均设通孔，并且通过螺栓将二者固定连接，上液压制动钳2与下液压制动钳3与偏航轴固定连接，可通过驱动上液压制动钳2与下液压制动钳3实现对偏航制动盘1的制动。

本实施例中，在上液压制动钳2和下液压制动钳3设有安装槽口21的侧面上均设有两个活塞腔，每个活塞腔中均设有活塞4，活塞4滑动连接在密封活塞腔内，每个活塞4伸出活塞腔的一端连接有摩擦片41，本实施例中，摩擦片41采用耐磨材料制成圆盘形结构，上液压制动钳2和下液压制动钳3开设活塞腔的表面上均设有安装槽，摩擦片41采用内嵌安装形式安装在安装槽中，安装槽的尺寸精度高，避免了活塞4由于受径向力影响而加速密封件失效的情况。

上液压制动钳2上背离安装槽口21的一侧端面上设有调整螺栓22，调整螺栓22通过螺纹连接在上液压制动钳2上，并且部分伸出上液压制动钳2的外侧，调整螺栓22的下端与摩擦片41抵接，通过转动调整螺栓22可实现对摩擦片41初始位置的微调。

在液压系统中，密封组件5主要用来防止液压油泄露和异物进入，密封组件5包括套设在活塞4上的防尘密封圈51、导向套52、密封圈53和导向套54，防尘密封圈51一侧与摩擦片41抵接，防尘密封圈51主要其防尘作用，避免外界细小灰尘和异物侵入液压系统对液压元件摩擦副的磨损，同时避免液压油外漏造成浪费和污染环境；导向套52套设在防尘密封圈51远离摩擦片41的一侧，对活塞4起导向作用和吸收机械振动，维修更换方便且成本较低。

密封圈53套设在活塞4上远离导向套52的一侧，密封圈53可避免液压油内漏造成液压系统容积率下降，引起机组操作失效及安全事故；导向环54套设在活塞4远离摩擦片41的一端，导向环54作为密封组件5中不可缺少的一个辅助密封件，对活塞4起导向作用和吸收径向力；密防尘密封圈51、导向套52、密封圈53和导向环54与活塞4之间设有一定径向间隙，主要是为了避免活塞4因同轴度稍差可能出现卡顿的现象；密封组件5的材料主要选用聚亚安酯(PU)，耐磨性好，密封性能优越，有效保证了制动器的密封性能。

偏航制动系统还包括液压进油管61和液压泄油管62，液压系统液压管道为制动系统提供动力，上液压制动钳2与下液压制动钳3通过液压管道连通，当制动器工作时，液压油通过液压进油管61进入活塞4空腔提供油压(此时液压泄油管62与液压系统断开)，油压作用在活塞4上，由活塞4将轴向压力传递给摩擦片41，使摩擦片41与偏航制动盘1产生摩擦力矩，起到制动和阻尼作用，当制动器不工作时，液压油通过液压泄油管62回流到液压系统中。

本申请实施例一种风电机组偏航制动系统的实施原理为：首先，将偏航制动盘1连接在风电机组的塔筒上，上液压制动钳2与下液压制动钳3通过螺栓连接在一起，上液压制动钳2与下液压制动钳3固定连接在偏航轴上，上液压制动钳2与下液压制动钳3与偏航制动盘1安装；液压制动钳2与下液压制动钳3相对侧表面活塞腔中滑动连接有活塞4，活塞 4的一端连接有摩擦片41，液压制动钳2与下液压制动钳3相对侧设有安装槽，摩擦片41 内嵌于安装槽中，安装槽的尺寸精度高，避免了活塞4由于受径向力影响而加速密封件失效的情况；活塞4上从顶部到底部依次套设有防尘密封圈51、导向套52、封圈53和导向环 54组成的密封组件5，防尘密封圈51和密封圈53主要起防尘和防泄漏作用，导向套52和导向环54主要起导向作用和吸收径向力，增强了制动系统的密封性，有效解决了制动器密封老化渗漏问题，从而降低制动器失效率和提高机组安全性；液压管道为制动系统提供动力，当制动器工作时，液压油通过液压进油管61进入活塞4空腔提供油压(此时液压泄油管62 与液压系统断开)，油压通过活塞4将轴向压力传递给摩擦片41，使摩擦片41与偏航制动盘1产生摩擦力矩，起到制动和阻尼作用，实现对偏航制动盘1的制动。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：包括偏航制动盘(1)、上液压制动钳(2)、下液压制动钳(3)和活塞(4)，上液压制动钳(2)和下液压制动钳(3)上下相对且相对的侧面上设置有活塞腔，所述活塞(4)可上下滑动连接在活塞腔内，活塞(4)伸出活塞腔的端部设置有摩擦片(41)，所述摩擦片(41)与所述偏航制动盘(1)抵接，活塞腔中设有密封组件(5)，所述密封组件(5)滑动套设在活塞(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述上液压制动钳(2)和下液压制动钳(3)上设置的活塞腔上下相对，上液压制动钳(2)与下液压制动钳(3)相对的侧面上均开设有供偏航制动盘(1)安装的安装槽口(21)。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述上液压制动钳(2)上螺纹连接有调整螺栓(22)，调整螺栓(22)贯穿上液压制动钳(2)与摩擦片(41)抵接。

4.根据权利要求3所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述上液压制动钳(2)和下液压制动钳(3)相对的表面上均开设有安装槽，所述摩擦片(41)内嵌在安装槽中，所述摩擦片(41)设置为耐磨材料制作的板状结构。

5.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述密封组件(5)包括套设在活塞(4)上的防尘密封圈(51)和导向套(52)，所述防尘密封圈(51)的一侧与摩擦片(41)抵接，导向套(52)套设在防尘密封圈(51)上远离摩擦片(41)的一侧，防尘密封圈(51)和导向套(52)与活塞(4)之间设有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述密封组件(5)还包括套设在活塞(4)上的密封圈(53)和导向环(54)，所述密封圈(53)套设在活塞(4)上远离导向套(52)的一侧，导向环(54)套设在活塞(4)远离摩擦片(41)的一端，密封圈(53)和导向环(54)与活塞(4)之间设有间隙。

7.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述偏航制动系统还包括液压进油管(61)和液压泄油管(62)，液压进油管(61)和液压泄油管(62)均与活塞(4)的空腔连通。

8.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航制动系统，其特征在于：所述上液压制动钳(2)与下液压制动钳(3)上均设有通孔，二者之间通过螺栓固定连接，所述偏航制动盘(1)绕偏航轴转动，上液压制动钳(2)与下液压制动钳(3)与偏航轴固定连接。

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