大型风力涡轮机的制动器制造技术

本发明专利技术涉及一种大型风力涡轮机的制动器，用于旋转的旋转部件(29)能够通过制动器被固定，用于不随着旋转部件旋转的压抵部件(22)可以被压抵旋转部件，所述制动器以在旋转部件和压抵部件压抵彼此时在旋转部件与压抵部件之间形成微过盈连接。

Brakes for large wind turbines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】大型风力涡轮机的制动器
本专利技术涉及一种大型风力涡轮机的制动器。
技术介绍
在大型风力涡轮机中，已知锁定系统用于设置为旋转的旋转部件；锁定系统根据可插入的锁定螺栓的原理进行工作。由于要承受的力，因此这种锁定系统规模大、体积大且重，因而还成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供这方面的改进。该目的通过方案1的主题解决。在从属方案中描述了有利的实施方式。本专利技术尤其是基于对先前解决方案的以下缺点的认识：在用于大型风力涡轮机的主轴的安全旋转锁定的先前解决方案之一中，主轴连接到环绕主轴的以垫圈型方式形成的大型的厚盘，其中该盘包括沿周向方向分布的轴向贯穿件(axialpenetration)。设置与所述盘相互作用的锁定装置，利用该锁定装置可以将大块螺栓推入贯穿件中的一个中，可作为一种选择以液压驱动的方式将大块螺栓推入贯穿件中的一个中，使得可靠地旋转地锁定主轴。为了控制必要的保持力，盘的轴向厚度足够大。这同样适用于螺栓。通常需要在圆周上分布多个这种锁定机构。最后，通常通过手动控制来调节(一个或多个)螺栓大体上能够缩回到(一个或多个)贯穿件中的位置；因此存在以下风险：在液压系统未精确对准的情况下，螺栓在贯穿件的外部压抵在盘上，这在一些情况下造成相应的损坏，例如由于在轴向方向上的过度载荷，这甚至对支撑主轴的滚动元件轴承组件造成损坏。通过本专利技术的解决方案避免了上述缺点。类似于上述的由于类似的错误致动而造成的损坏风险本身被排除在外。通过进一步的优点，可以将传感器系统增设到所述固有装置，该传感器系统与相应的控制和监测单元相结合，还可靠地防止不太严重的错误致动。例如，仅当已经通过传感器系统检测到主轴完全停止或接近停止时才允许致动本专利技术的锁定制动器的致动。此外，还可以考虑各个转子叶片相对于大型风力涡轮机的塔的旋转位置和/或考虑通常具有三个转子叶片的单元相对于大型风力涡轮机的塔的旋转位置。例如，由于本专利技术的解决方案的制动盘型功能，盘可以构造得非常小，特别是更薄，这意味着相当大的重量和成本优势。特别是在制动驱动器的设计为电致动器的情况下，可以省略其他惯用的液压系统。特别地，如果这与电致动器的自锁或自锁设计结合，则系统以特别简单的方式体现，其即使在电源故障的事件中也能可靠地保持主轴的锁定。在液压致动的制动器的情况下，这也可以通过液压系统的相应安全设计或通过另外的机械固定措施来确保。附图说明本专利技术的进一步的优点、特征和细节从下面借助附图描述的本专利技术的示例性实施方式中体现。图1示出了包括本专利技术的制动系统的风力涡轮机的塔壳的示意图，以及图2示出了图1的制动系统的区域中的剖切放大图。具体实施方式图1以示意图的形式部分地示出了包括本专利技术的制动系统的大型风力涡轮机(largewindturbine)(特别是多兆瓦范围内的大型风力涡轮机)的塔壳或机舱的内部。在此，风力涡轮机的主轴10定位在塔壳中，在主轴10的左轴向端处，通常具有三个可枢转叶片的转子叶片轮毂2连接到主轴10。在主轴10的右轴向端处，主轴10经由联轴器4连接到变速器(/传动装置)(transmission)6，其中，在另一侧上，变速器6进而连接到用于电能产生的发电机8。在此，塔壳经由塔壳轴承50可旋转地支撑在大型风力涡轮机的塔上。主轴10经由两个滚动元件轴承组件可旋转地支撑在塔壳中。在此，左滚动元件轴承组件被构造为圆环滚子轴承11，其也称为CARB轴承，右侧被构造为球面滚子轴承12。在其他实施方式中，其他轴承类型当然是可行的，特别是背对背配置的双列圆锥滚子轴承，或者还可以是圆柱滚子轴承。进而，在其他实施方式中，也可以仅存在一个滚动元件轴承组件，这样其中，变速器6可以起到成为第二支承点的作用。因此，例如为了进行维护工作，人可以并且必须进入转子-叶片轮毂区域；必须确保在所有情况下主轴10均不执行任何旋转或枢转运动，因为否则可能会危及转子叶片轮毂区域中维护人员的寿命和肢体。为此目的，提供了本专利技术的制动系统，其在所描述的示例性实施方式中以基于制动盘的锁定制动器的方式构造。在此，制动系统包括固定地连接到主轴10的制动盘29，制动盘29与固定地连接到塔壳的制动器基座(/基部)单元20结合。在此，根据涡轮机的大小、尺寸和设计，可以设置仅一个制动器基座单元20；然而，也可以在制动盘29的圆周上分布地设置多个制动器基座单元20。图2示出了在制动器基座单元20的区域中穿过图1的制动系统的纵向截面。在正常操作中，制动盘29随着主轴10一起旋转，使得制动盘29与制动器基座单元20的部分不发生接触或至少不发生明显的接触。例如，对于转子叶片轮毂区域中的维护工作，风力涡轮机的主轴10例如通过布置在变速器6与发电机8之间的相应的转子叶片调节件(adjustment)和/或制动器而停止。然后，构造为液压缸的制动块22通过经由液压通道25的相应液压加压而在轴向方向上压抵制动盘。在此，液压通道25形成在制动器基座单元20的基座主体21中，该基座主体固定地连接到塔壳。此外，制动块22在它们面对制动盘29的端表面上被涂覆摩擦涂层，使得在制动块22与制动盘29之间的压抵期间产生微过盈配合。作为一种选择，还可以将摩擦涂层涂覆到连接到制动块22的盘上(特别是拧到制动块22上的盘上)，而代替直接地涂覆在制动块22的端侧上。在此，通过以下方式产生涂覆摩擦涂层(frictioncoating)的表面，例如通过圆铣(circularmilling)产生平均粗糙度深度RZ为10μm或更好的涂覆摩擦涂层的表面，或者通过精细车削(fineturning)产生在横向于加工方向具有等于1.6μm或更好的平均粗糙度深度Ra并且沿着加工方向具有等于0.7μm或更好的平均粗糙度深度Ra的涂覆摩擦涂层的表面。在其他实施方式中，另外地或作为一种选择，当然也可以是研磨(ground)和/或珩磨(honed)。在此，在制造技术方面，将具有例如大约2μm至最多5μm厚的镍的底涂层(undercoating)电镀涂覆到表面。然后，将具有大于或等于7(特别是10)的莫氏硬度并且在筛分(sieving)之后具有落入35μm至48μm的范围内颗粒尺寸的硬质材料颗粒被涂覆到该底涂层上。特别地，使用具有网眼尺寸D46的工业金刚石粉末。随后，还将具有镍的上涂层电镀涂覆到其上，使得沉积在底涂层上的颗粒至少在它们朝向底涂层的下区域中由上涂层包围，以使颗粒实际上是单层固定的。特别地，选择上涂层的厚度，使得大约一半的颗粒尺寸埋入上涂层中。如此提供摩擦涂层，其中金刚石颗粒被牢固地固定在镍层中并且从镍固定层平均均匀地突出。因此，可有利地实现高达μ≥0.65的高至非常高的摩擦值。在将制动块22压抵在制动盘29上的过程中，所述微过盈配合的金刚石颗粒的突出部分以成形方式压入制动盘29中，该制动盘29由比金刚石颗粒软的材料形成，特别地该制动盘29由钢或球墨铸铁形成。在此，针对利用压抵的过盈配合重要的是，施加必要的表面压力，特别地施加80MPa至180MPa范围的表面压力。因此，即使在液压损失的情况下，主轴10仍保持牢固地固定，在压抵状态下，可拧入固定螺栓27，该固定螺栓27即使在液压压力下降的情况下也能保持制动块22的制动位置。作为一种选择，也可以使用相应的安全构造的液压系统来实现类似的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型风力涡轮机的制动器，其特征在于，设置用于旋转的旋转部件能够通过压抵部件而固定到所述制动器，所述压抵部件设置为不相对于所述旋转部件共同旋转并且能够压抵所述旋转部件，并且所述制动器被构造为使得在所述压抵部件与所述旋转部件压抵彼此期间，在所述压抵部件与所述旋转部件之间形成微过盈配合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.03 DE 102017203497.11.一种大型风力涡轮机的制动器，其特征在于，设置用于旋转的旋转部件能够通过压抵部件而固定到所述制动器，所述压抵部件设置为不相对于所述旋转部件共同旋转并且能够压抵所述旋转部件，并且所述制动器被构造为使得在所述压抵部件与所述旋转部件压抵彼此期间，在所述压抵部件与所述旋转部件之间形成微过盈配合。2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述旋转部件包括大型风力涡轮机的主轴，特别地，所述旋转部件包括多兆瓦涡轮机的主轴，或者所述旋转部件包括大型风力涡轮机的塔壳或机舱，并且特别地，所述制动器布置且构造在大型风力涡轮机的塔与塔壳或机舱之间的旋转轴承的区域中。3.根据权利要求1或2中任一项所述的制动器，其特征在于，所述压抵部件包括制动块或制动蹄，其中，特别地，所述制动蹄能够在径向方向上压抵所述旋转部件的圆柱形圆周区域。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动器，其特征在于，所述制动器包括连接到所述旋转部件的制动盘，使得所述制动盘和所述旋转部件一起旋转，或者所述制动器包括由所述旋转部件形成的制动盘。5.根据权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述制动器包括能够在所述制动盘的彼此相对侧部压抵所述制动盘的至少两个制动块，其中，多个制动块对还能够在所述制动盘的周向方向上分布地布置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的制动器，其特征在于，用于所述压抵部件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·格兰茨，亨宁·科恩，汉斯·尤尔根·利泽冈，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE