-SL风电机组制动器

风电机组主轴制动器培训讲义
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机械式制动器按其工作状态分为常闭（被动） 式和常开（主动）式。常闭式制动器依靠弹簧力 使其常态处于闭闸状态，开闸时需要借助外力； 常开式制动器常态处于开闸状态，闭闸时需要借 助外力。为了缩小制动器的尺寸并以较小的制动 转矩达到风机紧急制动的目的，风机主轴制动器 一般安装在高速轴上。
（二）件5、
件6通过螺纹联
接构成“活塞
5
总成” 。
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（三）气
6
隙螺栓1与活塞 件5之间是间隙 2
配合。
3 锥面 4
图1.2
8
10
7
制
8
动
盘
方
向
9
4
图1.3
图1.4
（四）推杆件4由于键条7（图1.3，1.4）的作用只能 沿轴向上下移动，而不能旋转；
（五）推杆环9通过螺纹联接固定在主动钳叉形架10 上；
目前1.5MW-50Hz风电机组使用的是常闭式主 轴制动器， 1.5MW-60Hz 及3MW风电机组使用的 是常开式主轴制动器。
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1.5MW被动式制Fra Baidu bibliotek器
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1.5MW被动式主轴制动器
SL1500风机被动式主轴制动器是弹簧加压、液 压松闸的安全型制动器，主要由制动钳、液压站、 连接管路等部分组成。
该制动器具有摩擦片磨损自动调节功能 （AWA）：当制动器摩擦片发生磨损时，制动器会 自动调节补偿，使制动盘两侧制动间隙不变。因此 在摩擦片整个使用寿命内，制动器可以保证相同的 夹紧力。
对于主动侧摩擦片，经过短暂的时间延迟，增大的液压力 克服盘式弹簧力的作用并沿“活塞件6→螺纹联接→活塞件 5→螺纹联接→件3→平面推力轴承（挡圈）2 →推杆件4”的力 传递次序将推杆4带离制动盘（图2.8） 。随后摩擦片缩回弹 簧（图2.9）将摩擦片逐渐拉回主动钳体内。
如果上一次制动过程中摩擦片未磨损，那么开闸过程至此 完成。
当主动钳摩擦片贴紧制动盘并固定不动后，盘式弹簧作 用在端盖11上的力迅速增大，并最终克服辅助系统弹簧力的 作用（图2.4），促使制动钳整体在浮动轴上沿着远离底座的 方向移动（即被动钳摩擦片靠近制动盘的方向），结果被动 钳摩擦片抱死制动盘，制动过程完成。
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2.2 、开闸原理
12 13
3
图2.5
11 5 6 2 10 8 4
定位销2固定在被动钳体上。 定位轴2与定位套筒4之间存在一定的摩擦力。 通过调节止动螺钉9就可以调节图1.6所示“间隙”的大小， 从而控制制动钳整体在浮动轴上的移动量。
止动螺钉9
定位套筒4
定位销2
间隙
图1.6
定位轴2
紧定螺钉10
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1.2.2 辅助系统
辅助系统包括2个螺栓，2个弹簧和4个螺母。 辅助系统作用：（一）在装配时使弹簧15受压，使其起 到总是将被动钳推离制动盘（即推向底座方向）的作用； （二）当定位系统失效时，通过调节螺母1、螺母2可以避免 制动钳整体超出图1.6止动螺钉9的限定位置而继续移动。
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液压力 辅助弹簧力
9
盘式弹簧力
底 座 方 向
图2.6
图2.7
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盘式弹簧力
液压力
图2.8
摩擦片缩回弹簧
图2.9
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制动器开闸时，对于制动钳整体，液压力和辅助弹簧力的 联合作用迅速克服了盘形弹簧力的作用（图2.6），使制动钳 整体向底座方向移动，从而使被动钳摩擦片离开制动盘。当被 动钳钳体碰到滑动系统止动螺钉9后（图2.7），由于止动螺钉 的限位作用，制动钳整体停止运动。
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3、制动器自动补偿原理及气隙调节方法
3.1、制动器自动补偿原理 制动器气隙是指摩擦片与制动盘之间的间隙，总间隙
是指制动盘两侧气隙的总和。
3.1.1、主动钳侧气隙补偿
如果制动器制动时摩擦片磨损，推杆件4将相对于锁紧 挡圈向制动盘方向多移出一段距离（图3.1）。当制动完毕 开闸时推杆件4会随着锁紧挡圈8静止而停止运动，于是作 用在平面推力轴承2 上的力迅速增大，推杆件3 相对于件4 随即做旋转运动，活塞件5持续上升，导致图3.1所示“间 隙” 不断增大，增大量等于主动侧摩擦片磨损量。
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1.5MW制动器主要技术参数
制动器数目 制动盘 最大制动扭矩, MB 最小制动扭矩, MB 理论制动时间
制动盘最高速度
1 1 25500[Nm] 尽可能高，至少15000[Nm] 在最大制动扭矩时< 13s， 在最小制动扭矩时< 16s 2100[rpm]
控制回路
齿轮箱额定扭矩 爬坡时间 延时
液压泵为400VAC/3/50Hz 控制阀为24VDC
辅助弹簧15
螺母1 螺母2
底座
图1.7
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2、制动器工作原理
2.1、闭闸原理
11
12
5
6
13 2
10 8
3
4
锥面
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图2.1
辅助系统弹簧
图2.2
辅助系统弹簧力
盘式弹簧力
制
动
钳 整
盘式弹簧力
体
辅助系统弹簧力
图2.3 图2.4
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如图2.1所示，当液压腔13卸压后，盘式弹簧组12被释放。 盘式弹簧力将沿着“活塞件6→螺纹联接→活塞件5→螺纹联 接→推杆件3→锥面→推杆件4→主动钳摩擦片”的力传递次 序迅速将主动钳摩擦片推向制动盘，直至完全贴紧制动盘并 固定不动。
（六）推杆件4与锁紧挡圈8配合面之间存在一定的摩 擦力。
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1.2、制动器定位系统 制动器定位系统包括滑动系统和辅助系统两部分。滑
动系统固定在浮动轴上，如图1.5所示。
浮动轴
滑动系统
辅助系统
图1.5
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1.2.1 滑动系统
滑动系统由紧定螺钉10、定位套筒4、定位轴2、定位销2、 止动螺钉9等部分构成（图1.6）。
当制动器制动完毕开闸时，定位轴2相对于定位套筒4 不再产生滑动，因此上次制动时的定位轴滑移量被保留， 从而被动钳侧气隙仍是预先调定的“间隙”大小，不发生 改变。
8700[Nm]
tr < 0.8 [s]
tv < 0.2 [s]
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1、制动器零部件配合关系及定位系统
1.1、零部件配合关系
底座
主动钳
浮动轴
螺栓
齿轮箱壳体
图1.1
被动钳
6
7
制动器主动钳剖视图如1.2所示。各零部件配合关系如下： （一）气隙螺栓1、平面推力轴承（包括挡圈）2、推杆 件3/4共同构成“推杆总成”。
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当制动器随后闭闸时，件3将不能相对于件4旋转，于 是上次开闸时的“间隙”增加量被保留，主动侧气隙被补 偿。
制 动 盘 方 向
制动盘位置
摩擦片位置
图3.1
间隙
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3.1.2 被动钳侧气隙补偿
制动器制动时，如果被动钳摩擦片磨损，制动钳整体 首先在盘式弹簧力的作用下沿远离底座的方向移动图1.6 所示止动螺钉9设定的“间隙”，然后定位轴2将相对于定 位套筒4滑动，滑动量等于被动钳摩擦片磨损量。