本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)的制動盤以及包含所述制動盤的制動系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必不可少的組成系統(tǒng)之一，偏航系統(tǒng)的主要作用有兩個：其一是與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)相互配合，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)，以充分利用風(fēng)能來提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，即對風(fēng)功能；其二是提供必要的制動力矩，以保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。為避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航過程中產(chǎn)生過大的振動而造成整機(jī)的共振，因此偏航系統(tǒng)在機(jī)組偏航時必須具有合適的阻尼力矩。采用齒輪驅(qū)動的偏航系統(tǒng)時，為避免振蕩的風(fēng)向變化引起偏航輪齒產(chǎn)生交變載荷，應(yīng)采用偏航制動器(或稱偏航阻尼器)來吸收微小自由偏轉(zhuǎn)振蕩，以防止偏航齒輪的交變應(yīng)力引起輪齒過早損傷。

當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)計(jì)有主動偏航系統(tǒng)，用于驅(qū)動機(jī)艙轉(zhuǎn)動，使機(jī)頭對準(zhǔn)方向以獲取最大的風(fēng)能。偏航系統(tǒng)主要由制動器和制動盤組成。在不發(fā)生偏航時，制動器的摩擦片夾緊制動盤，保持機(jī)艙角度不變；在偏航過程中，偏航系統(tǒng)提供一定的制動力，使偏航平穩(wěn)。制動盤和制動器的摩擦片的材質(zhì)、表面粗糙度、灰塵、磨屑、油污等對偏航制動有一定的影響，當(dāng)這些條件有變動時，往往造成制動性能的不穩(wěn)定，表現(xiàn)為偏航制動時的振動噪聲現(xiàn)象。

目前，造成偏航制動產(chǎn)生的振動噪聲現(xiàn)象的原因主要有以下幾個方面：1、摩擦片產(chǎn)生磨屑時，磨屑堆積分布在制動盤的摩擦面上，并隨著偏航運(yùn)動而進(jìn)入摩擦副內(nèi)，形成致密堅(jiān)硬的釉質(zhì)層，在偏航運(yùn)動時會劃傷摩擦片和制動盤摩擦面，影響摩擦性能，并產(chǎn)生偏航振動和噪聲。2、當(dāng)前制動盤的結(jié)構(gòu)沒有把摩擦區(qū)域與非摩擦區(qū)域分開(摩擦區(qū)域與非摩擦區(qū)域?yàn)橐粋€加工平面)，導(dǎo)致在有油、脂、污水等污染物滴漏在制動盤上時，污染物容易擴(kuò)散到摩擦區(qū)域，隨之進(jìn)入摩擦副，由于摩擦片對油、脂、污水等污染物很敏感，導(dǎo)致摩擦性能降低甚至惡化，從而產(chǎn)生偏航振動和噪聲。3、制動盤的摩擦面一般通過立式銑車加工出來，不做專門處理，通常會在摩擦面形成沿制動盤切向的環(huán)形加工紋理，由于摩擦片進(jìn)行偏航動作時也是沿著制動盤的切向相對運(yùn)動，所以這種切向的加工紋理會導(dǎo)致摩擦副的相對運(yùn)動方向上過于光滑，容易發(fā)生stribeck(斯特里貝克)摩擦效應(yīng)，產(chǎn)生振動和噪聲。

因此，消除偏航制動振動噪聲的根本方法就是有效消除在制動盤的上、下表面上的因制動摩擦產(chǎn)生的磨屑，同時盡量減少滴漏在制動盤上的油脂、污水、磨屑等污染物污染摩擦面的面積，并設(shè)計(jì)流動清潔槽，讓污染物自動流出摩擦區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠更好地消除偏航制動振動噪聲的制動盤以及包含所述制動盤的制動系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種能夠有效減少磨屑等污染物對制動盤的污染面積的制動盤以及包含所述制動盤的制動系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種能夠有效消除因釉質(zhì)層導(dǎo)致的偏航振動噪聲的制動盤以及包含所述制動盤的制動系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種耐磨性更強(qiáng)的制動盤以及包含所述制動盤的制動系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的偏航系統(tǒng)的制動盤，包括環(huán)形非摩擦區(qū)域和環(huán)形摩擦區(qū)域，在所述環(huán)形非摩擦區(qū)域的上表面和下表面上分別形成有第一清潔槽。

進(jìn)一步地，在所述環(huán)形摩擦區(qū)域上形成有第二清潔槽，所述第二清潔槽的開槽方向與所述制動盤的切向交叉。

進(jìn)一步地，所述第一清潔槽和所述第二清潔槽連通。

進(jìn)一步地，所述第一清潔槽為分別形成在所述非摩擦環(huán)形區(qū)域的上表面和下表面上的環(huán)形凹槽或多個弧形凹槽。

進(jìn)一步地，所述第二清潔槽為形成在所述環(huán)形摩擦區(qū)域上的狹長凹槽。

進(jìn)一步地，所述第二清潔槽包括形成在所述環(huán)形摩擦區(qū)域的上表面上的第二上清潔槽和形成在所述環(huán)形摩擦區(qū)域的下表面上的第二下清潔槽。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形摩擦區(qū)域的上表面的所述第二上清潔槽的位置與所述環(huán)形摩擦區(qū)域的下表面的所述第二下清潔槽的位置在軸向方向上相互對齊或相互交錯。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形摩擦區(qū)域的上表面的所述第二上清潔槽的開槽方向與所述環(huán)形摩擦區(qū)域的下表面的所述第二下清潔槽的開槽方向在軸向方向上的投影相互平行或相互交叉。

本實(shí)用新型還提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制動系統(tǒng)，所述制動系統(tǒng)包括所述制動盤。

本實(shí)用新型還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括所述制動系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：a)摩擦區(qū)域的清潔槽能有效地使油、脂、污水、磨屑等污染物離開摩擦副而進(jìn)入非摩擦區(qū)域的清潔槽內(nèi)，使得不會在制動器摩擦片的表面和制動盤表面形成釉質(zhì)層，從而有效消除因釉質(zhì)層導(dǎo)致的偏航振動噪聲。b)偏航制動盤的摩擦區(qū)域的上表面和/或下表面高于周圍區(qū)域，且在摩擦區(qū)域的上表面和/或下表面上設(shè)置有一定間距的清潔槽以將制動盤的摩擦表面分隔成數(shù)個不連續(xù)的摩擦面，使得過多的磨屑等污染物能有效、自動地排出，從而消除了制動盤表面被油、脂、污水、磨屑等污染物大面積污染的可能性。c)在制動盤的摩擦區(qū)域設(shè)置一定間距的清潔槽能夠有效提高制動盤的耐磨性。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤的俯視圖；

圖2是圖1所示的制動盤的立體圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的偏航制動結(jié)構(gòu)的示圖；

圖4是圖3所示的偏航制動結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖5是圖4所示的偏航制動結(jié)構(gòu)的截面圖的局部放大示圖；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤的立體圖；

圖7是圖6中的制動盤的結(jié)構(gòu)示圖的局部放大示圖；

圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤的立體圖；

圖9是圖8中的制動盤的結(jié)構(gòu)示圖的局部放大示圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

制動盤沿徑向分為環(huán)形摩擦區(qū)域和環(huán)形非摩擦區(qū)域，制動盤在所述環(huán)形摩擦區(qū)域上與制動器的摩擦片發(fā)生摩擦。根據(jù)本實(shí)用新型，不僅可以在制動盤的環(huán)形摩擦區(qū)域上加工出清潔槽，還可以在制動盤的環(huán)形非摩擦區(qū)域上加工出清潔槽，以便有效消除偏航制動過程中產(chǎn)生的油脂、磨屑等物質(zhì)，減少振動噪聲。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤1的俯視圖。圖2是圖1所示的制動盤1的立體圖。所述制動盤1沿徑向分為環(huán)形非摩擦區(qū)域11和環(huán)形摩擦區(qū)域12。

在環(huán)形非摩擦區(qū)域11的上表面和/或下表面上加工出了第一清潔槽13，第一清潔槽13可以是形成在所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11的上表面和/或下表面上的環(huán)形凹槽。

還在環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和/或下表面上加工出了第二清潔槽14并且第二清潔槽14與第一清潔槽13是連通的，即，上表面的第二清潔槽14與上表面的第一清潔槽13連通，下表面的第二清潔槽14與下表面的第一清潔槽13連通。

在本示例中，第一清潔槽13為形成在環(huán)形非摩擦區(qū)域11的上表面和下表面上的環(huán)形凹槽，即，第一清潔槽13包括上表面的第一上清潔槽131和下表面的第一下清潔槽132。第二清潔槽14為設(shè)置在所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和/或下表面上的多個狹長凹槽，其開槽方向與制動盤的切向交叉。優(yōu)選地，在任一表面上形成的第二清潔槽14的數(shù)量為兩個或更多個，并且，所述多個第二清潔槽14沿圓周方向等間隔地設(shè)置在所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和/或下表面上，間隔距離可根據(jù)工作條件來設(shè)置，所述第二清潔槽14將所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的表面分隔成多個不連續(xù)的摩擦面。優(yōu)選地，第二清潔槽14可形成在環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和下表面上，即，第二清潔槽14可包括上表面的第二上清潔槽141和下表面的第二下清潔槽142，并且上表面的第二上清潔槽141與上表面的第一上清潔槽131連通，下表面的第二下清潔槽142與下表面的第一下清潔槽132連通。第二上清潔槽141和第二下清潔槽142的開槽方向均與制動盤的切向交叉。優(yōu)選地，第二上清潔槽141和第二下清潔槽142的開槽方向在軸向方向上的投影可以相互交叉。如圖1所示，在偏航制動過程中，滴漏在環(huán)形摩擦區(qū)域12上的油、脂、污水、磨屑等污染物會被制動器推趕到第二上清潔槽141和第二下清潔槽142中；當(dāng)?shù)诙锨鍧嵅?41和第二下清潔槽142中積累了過多的油、脂、污水、磨屑等污染物時，油、脂、污水、磨屑等污染物會沿著圖1中箭頭所示的方向流出第二上清潔槽141和第二下清潔槽142，并在離心力的作用下被推擠到第一上清潔槽131和第一下清潔槽132中，然后隨著制動盤的轉(zhuǎn)動而在第一上清潔槽131和第一下清潔槽132中沿著與制動盤的轉(zhuǎn)動方向相反的方向流動(例如，沿著圖1中箭頭所指的順時針方向流動)，同時，制動器的摩擦片上粘接的釉質(zhì)會被第二上清潔槽141和第二下清潔槽142的棱邊刮除掉。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第一清潔槽13的結(jié)構(gòu)形式不僅限于封閉式的環(huán)形凹槽，第一清潔槽13還可以是形成在所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11的上表面和/或下表面上的一個或多個弧形凹槽，并且所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11的上表面上的多個弧形凹槽與所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面上的第二上清潔槽141相互連通，所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11的下表面上的多個弧形凹槽與所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的下表面上的第二下清潔槽142相互連通。因此，在偏航制動過程中，當(dāng)?shù)诙鍧嵅?4中積累了過多的油、脂、污水、磨屑等污染物時，油、脂、污水、磨屑等污染物在離心力的作用下會被推擠到第一清潔槽13中，使得過多的污染物能有效且自動地排出。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的偏航制動結(jié)構(gòu)的示圖。圖4是圖3所示的偏航制動結(jié)構(gòu)的截面圖。圖5是圖4所示的偏航制動結(jié)構(gòu)的截面圖的圈內(nèi)部分的局部放大示圖。

該示例將圖1和圖2所示的制動盤1應(yīng)用于圖3所示的偏航制動結(jié)構(gòu)中。所述偏航制動結(jié)構(gòu)包括制動盤1、夾持著制動盤1的制動器2和與制動盤1配合安裝的偏航軸承3。在圖5的局部放大示圖中進(jìn)一步示出了第一上清潔槽131和第一下清潔槽132以及第二上清潔槽141和第二下清潔槽142。優(yōu)選地，所述環(huán)形摩擦區(qū)域12在徑向方向上的投影長度大于或等于所述制動盤1與所述制動器2的接觸面的徑向長度，也就是說，所述第二上清潔槽141和第二下清潔槽142在徑向方向上的投影長度大于或等于所述制動盤1與所述制動器2的接觸面的徑向長度。

參照圖1至圖5，當(dāng)油、脂、污水、磨屑等污染物滴漏在制動盤1的任一磨擦面上時，在偏航過程中污染物會被制動器2推趕到環(huán)形摩擦區(qū)域12的第二上清潔槽141和/或第二下清潔槽142中。當(dāng)?shù)诙锨鍧嵅?41和/或第二下清潔槽142中積累了過多的油、脂、污水、磨屑等污染物時，污染物會被擠入環(huán)形非摩擦區(qū)域11的第一上清潔槽131和/或第一下清潔槽132中。在偏航過程中，環(huán)形摩擦區(qū)域12的第二上清潔槽141和/或第二下清潔槽142的棱邊可以刮除掉制動器2的摩擦面所粘接的釉質(zhì)，因此，環(huán)形摩擦區(qū)域12的第二上清潔槽141和/或第二下清潔槽142還能發(fā)揮類似刀片的作用以起到刮擦釉質(zhì)的功能。工作人員可以定期或不定期對各個清潔槽內(nèi)的污染物進(jìn)行清理。

通過合理設(shè)置第二清潔槽14(包括第二上清潔槽141和第二下清潔槽142)沿圓周分布在制動盤1的環(huán)形摩擦區(qū)域12的上和/或下表面上且每個表面上的第二清潔槽14之間的距離，不僅能增加制動盤1的強(qiáng)度還能增加制動盤1的耐磨性，因此在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生命周期內(nèi)無需對制動盤1進(jìn)行更換。

可選地，制動盤1的環(huán)形摩擦區(qū)域12的第二清潔槽14(包括第二上清潔槽141和第二下清潔槽142)可以有多種設(shè)置方式，例如，第二上清潔槽141和第二下清潔槽142的開槽方向在軸向方向上的投影可以成任何角度，既可以交叉(如圖1和圖2所示)也可以相互平行。

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤1的立體圖。圖7是圖6中的制動盤1的結(jié)構(gòu)示圖的局部放大示圖。

在圖6和圖7的示例中，與圖1至圖5所示的示例類似，第一清潔槽13為形成在所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11上的環(huán)形凹槽，第二清潔槽15為設(shè)置在所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和下表面上的多個狹長凹槽且其開槽方向與制動盤的切向交叉。第二清潔槽15可包括上表面的第二上清潔槽151和下表面的第二下清潔槽152，上表面的第二上清潔槽151與上表面的第一上清潔槽131連通，下表面的第二下清潔槽152與下表面的第一下清潔槽132連通。不同之處僅在于，第二上清潔槽151與第二下清潔槽152的開槽方向在軸向方向上的投影相互平行，并且第二上清潔槽151與第二下清潔槽152的位置相互對齊，即，第二上清潔槽151與第二下清潔槽152的位置在軸向方向上的投影相互一致。

圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的帶清潔槽的制動盤1的立體圖。圖9是圖8中的制動盤1的結(jié)構(gòu)示圖的局部放大示圖。

在圖8和圖9的示例中，與圖1至圖7所示的示例類似，第一清潔槽13為形成在所述環(huán)形非摩擦區(qū)域11上的環(huán)形凹槽，第二清潔槽16為設(shè)置在所述環(huán)形摩擦區(qū)域12的上表面和下表面上的多個狹長凹槽，其開槽方向與制動盤的切向交叉。第二清潔槽16可包括上表面的第二上清潔槽161和下表面的第二下清潔槽162，上表面的第二上清潔槽161與上表面的第一上清潔槽131連通，下表面的第二下清潔槽162與下表面的第一下清潔槽132連通。與圖6和圖7所示的示例類似，第二上清潔槽161與第二下清潔槽162的開槽方向在軸向方向上的投影相互平行，不同之處僅在于，第二上清潔槽161與第二下清潔槽162的位置相互交錯，即，第二上清潔槽161與第二下清潔槽162的位置在軸向方向上的投影不完全一致。

在上面的實(shí)施例中，制動器設(shè)置在制動盤的內(nèi)圓周側(cè)，但是本實(shí)用新型不限于此。當(dāng)制動器設(shè)置在制動盤的外圓周側(cè)時，本實(shí)用新型仍然適用。

根據(jù)本實(shí)用新型的制動盤中設(shè)置了兩種清潔槽，即，設(shè)置在環(huán)形非摩擦區(qū)域11上的第一清潔槽13和設(shè)置在環(huán)形摩擦區(qū)域12上的第二清潔槽14、15或16。環(huán)形非摩擦區(qū)域11上的第一清潔槽13能夠使滴漏在制動盤的摩擦面上的過多的油、脂、水、磨屑等污染物從環(huán)形摩擦區(qū)域12流入環(huán)形非摩擦區(qū)域11；以適當(dāng)?shù)拈g距設(shè)置在環(huán)形摩擦區(qū)域12的上和/或下表面上的第二清潔槽14、15或16不僅能將滴漏在磨擦面上的油、脂、水、磨屑等污染物推走以減少污染面積，還能起到刮擦功能以消除制動盤表面和制動器摩擦片表面的釉質(zhì)。此外，與現(xiàn)有技術(shù)中的條紋等紋理圖案不同，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第一清潔槽13和第二清潔槽14、15或16均為凹槽且不易磨損，提高了制動盤的耐磨性，因此制動盤的使用周期更長，更換率更低。根據(jù)本實(shí)用新型的制動盤不限于在制動盤上既設(shè)置第一清潔槽13又設(shè)置第二清潔槽14、15或16，而應(yīng)理解為可以設(shè)置上述清潔槽中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本實(shí)用新型的制動盤在不影響現(xiàn)有功能的情況下，還具有以下優(yōu)勢：a)摩擦區(qū)域的清潔槽能有效地使油、脂、污水、磨屑等污染物離開摩擦副而進(jìn)入非摩擦區(qū)域的清潔槽內(nèi)，使得不會在制動器摩擦片的表面和制動盤表面形成釉質(zhì)層，從而有效消除因釉質(zhì)層導(dǎo)致的偏航振動噪聲。b)偏航制動盤的摩擦區(qū)域的上表面和/或下表面高于周圍區(qū)域，且在摩擦區(qū)域的上表面和/或下表面上設(shè)置有一定間距的清潔槽以將制動盤的摩擦表面分隔成數(shù)個不連續(xù)的摩擦面，使得過多的磨屑等污染物能有效且自動地排出，減少了污染面積，從而消除了制動盤表面被油、脂、污水、磨屑等污染物大面積污染的可能性。c)在制動盤的摩擦區(qū)域設(shè)置一定間距的清潔槽能夠有效提高制動盤的耐磨性。

另一方面，可以將根據(jù)本實(shí)用新型的制動盤應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制動系統(tǒng)中，并且可以將包括所述制動盤的制動系統(tǒng)應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，以利于有效消除風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和制動系統(tǒng)的偏航振動噪聲，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和制動系統(tǒng)的耐用性，延長其使用壽命。

上述實(shí)施例中的實(shí)施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。