[发明专利]风力发电机用金属基偏航刹车片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刹车片，特别是涉及一种用于风力发电机偏航制动系统的金属基刹车片，本发明还涉及该刹车片的制备方法。

背景技术

随着科技的进步和经济的高速发展，人类对电力的需求不断扩大。利用煤、石油等不可再生能源发电，都面临资源日益贫乏的窘境，且不符合国家可持续发展的战略决策。风能作为绿色清洁能源，其不仅符合国家能源改革方向，而且又是可再生资源，对环境保护也有积极的意义。进几十年来受到世界各国特别是欧美、日本等发达国家的青睐。

风能发电时，螺旋桨叶片的方向因风力方向的改变需要随时调整，以保证叶片总是朝向风力最大的方向。偏航制动器起着调节风力发电机叶片方向的作用，正常情况下，偏航刹车片在活塞的压力作用下，可靠刹住刹车盘，不允许转动。当需要刹车盘偏航转动时，减小活塞的压力(可调整)，在整个偏航过程中，这可以确保有一定的刹车力矩。在机舱定位后，满压力作用锁死刹车盘，让叶片在风力最大的方向上保持不动。

粉末冶金摩擦片具有摩擦系数较高、制动效果好、耐温性能好、使用寿命长等优点，特别适合在重载、高温的环境下使用。因此，目前偏航刹车片普遍采用铁基粉末冶金摩擦材料。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题提供一种低成本、安全和可靠性更高的风力发电机用金属基偏航刹车片。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该风力发电机用金属基偏航刹车片的制备方法。

为了解决上述第一技术问题，本发明提供的风力发电机偏航刹车片，其材料配方按重量百分比计算为：

铜粉和锡粉20～40％，其粒度为≤70μm，铜粉纯度≥98％，其中铜粉∶锡粉＝10∶1；

铁粉30～50％，其粒度为≤70μm，铁粉纯度≥98.5％；

短切钢纤维5～10％，其长度为2～5mm，直径为50～150μm；

黄铜纤维5～10％，其长度为2.5～3.5mm，直径为100～200μm；

高铝陶瓷纤维3～10％，其长度为0.5～1.5mm，直径为50～100μm；

硫磺0～5％，其粒度为≤200μm；

氧化铝2～5％，其粒度为70μm～200μm；

二氧化硅3～5％，其粒度为70μm～200μm；

鳞片石墨5～10％，固定碳含量≥90％，灰分≤10％，其粒度为≤70μm。

为了解决上述第二技术问题，本发明提供的制备风力发电机偏航刹车片的方法，包括如下步骤：

(1)、配料：按配比称量铜粉、锡粉、铁粉、短切钢纤维、黄铜纤维、高铝陶瓷纤维、硫磺、氧化铝、二氧化硅和鳞片石墨组分物料；

(2)、混料：将称量好的各物料投入干式混料机中混合均匀，混料时间6～10小时；

(3)、成型：按刹车片型号称取混合料，倒入模具中，室温下冷压成型，压制压力200～400Mpa；

(4)、烧结：将刹车片冷坯放在镀铜或镍的钢背上，按层叠放，片与片之间以石墨垫板隔开，在钟罩式加压烧结炉里面进行烧结，烧结时采用还原性保护气氛，烧结压力1～2Mpa，烧结温度900～1100℃，烧结时间3～8小时，然后随炉冷却；

(5)、再将上述制得的产品按技术要求进行平磨、倒角、开槽，再经喷漆、印标，即制得成品。

采用上述技术方案的风力发电机用金属基偏航刹车片及其制备方法，相对于普通粉末冶金刹车片，通过加入不同金属纤维和陶瓷纤维混杂增强，提高材料力学性能的同时，降低材料的磨损率，并改善其摩擦稳定性。另外，还可显著提高材料的静摩擦系数，降低刹车片的制造成本。其在耐磨性、摩擦系数稳定性、机械强度、静摩擦力矩、制造成本方面更具优势，是一种性价比较高的摩擦材料制品，能完全满足风力发电机偏航制动的要求。使用本发明技术制备的偏航刹车片，静摩擦系数能达到0.5以上，平均动摩擦系数在0.3左右，制动过程平稳，磨损率有很大程度降低，且对对偶磨损很小。

附图说明

图1是实验编号1的制动曲线图；

图2是实验编号2的制动曲线图；

图3是实验编号3的制动曲线图；

图4是实验编号4的制动曲线图；

图5是实验编号5的制动曲线图；

图6是实验编号6的制动曲线图；

图7是实验编号7的制动曲线图；

图8是实验编号8的制动曲线图；

图9是实验编号9的制动曲线图；

图10是实验编号10的制动曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：