风电机组偏航系统是调整机组风轮方向，以获取最大能量的方向调整系统。当风轮方向调整至与来风方向一致时，偏航制动器的摩擦片从上下两个方向夹紧偏航刹车盘，固定风轮于该方向上，直至风轮方向与来风方向的偏差超过限值，再次启动偏航动作。风机偏航系统在主动偏航过程中不可避免地会出现振动幅值和噪声大幅度增加现象，不但导致风机偏航系统主动偏航运动的均匀性差，而且容易产生冲击，从而最终在很大程度上影响风机偏航控制系统的精度。在偏航动作过程中，为了确保重量巨大的机舱与风轮运动平稳，偏航制动器对偏航刹车盘保持一定的阻尼。目前，风力发电机偏航刹车盘多为金属刹车盘，与刹车片长期摩擦使用后刹车盘表面容易产生轻微磨损。由于没有提示预警装置，刹车盘表面磨损后如果发现及时，可及时对刹车盘磨损的表面进行修复；而如果发现不及时，偏航刹车盘表面便会过度磨损至无法修复，造成偏航刹车盘损坏，甚至造成失稳。不仅影响风力发电机的正常使用，而且必然需要更换新的偏航刹车盘，而更换新的偏航刹车盘不仅造价高、步骤繁琐，而且每一个新的偏航刹车盘都存在与风力发电机的磨合期，无形中也大大降低了风力发电机的使用寿命和风机运行稳定性。

 

 

刹车盘过度磨损的危害

 

       偏航制动器摩擦片的钢板部分表面硬度通常在180HBW以上，而刹车盘一般采用铸铁材质，表面硬度在120~175HBW范围内；同时钢板部分的强度也明显高于刹车盘。刹车盘与摩擦片摩擦材料组成的摩擦副同刹车盘与摩擦片钢板材料的摩擦副特性迥异，两种摩擦副同时存在时，会引起由于摩擦副特性不均匀导致的制动抖动。摩擦材料的摩擦系数是影响制动器制动力矩及稳定性的关键之一，两种摩擦副摩擦系数与磨损率的差异，造成刹车盘的磨损速度显著不同，与钢板材料的摩擦副使刹车盘过度磨损甚至报废，以及偏航制动器的动力单元液压系统的故障。

 

在刹车盘厚度减小程度不大，尚未达到更换刹车盘时，可通过增加摩擦片更换频率的办法解决。以1.5MW风电机组为例，更换10台偏航制动器的20片摩擦片，一般需要4~5人不间断工作15小时，同时摩擦片的费用高达数万元。并且刹车盘过度磨损会造成刹车盘表面粗糙度发生巨大变化，相对设计值显著增大，导致刹车盘与摩擦片摩擦材料之间的摩擦系数明显高于设计值，使摩擦片的更换频率较刹车盘磨损前大幅提高，给风电场造成不小的维护成本压力。更换摩擦片的方法只是临时的解决办法，由于刹车盘表面粗糙度的巨大变化，摩擦片的磨损率已无法准确估算，导致存在刹车盘再次过度磨损的风险。

 

       当刹车盘的厚度出现较大变化， 刹车盘自身强度与刚度严重不足，存在失效风险时，则必须马上采取吊装更换刹车盘的措施，以确保风电机组的运行安全。因刹车盘安装位置的特殊，在使用过程中维修困难、更换成本高，所以对刹车盘的制造精度与质量都有着较高的要求，并且现场的安装条件远不如工厂装配的可控性好，安装质量难以控制，进而对风电机组的发电量与可利用率造成不利影响。

 

       除了对偏航系统造成严重危害，刹车盘过度磨损还会影响液压系统的正常运转。由于偏航制动器的安装空间狭小，制动器外壳尺寸受限，进而造成制动器内部的活塞行程较短；同时短行程也有利于活塞对摩擦片均匀施加压力。但是活塞行程设计一般是基于摩擦片正常磨损工况，未考虑摩擦材料磨损殆尽之后的异常工况。风电机组实际运行过程中的实践证明，摩擦材料完全磨损之后，制动器活塞行程超出设计值，活塞末端的耐压密封圈会与活塞分离，造成液压油泄漏。同时，摩擦片很有可能脱离偏航制动器的沟槽，掉落到机组的顶层平台上，从而使得液压油泄漏情况更加恶化，并且对机组内部造成严重污染与火灾隐患。

 

 

 

 

技术实现思路

 

目前市场上有两种偏航刹车盘修复方式

3.1镶块焊接方案

1、首先对偏航制动盘磨损表面进行铣销加工，去除表面粗糙部分；

2、在偏航制动盘上表面焊接镶块，该镶块材质要求与偏航制动盘为同一材质，可保证镶块与偏航制动盘焊接性能良好，既可以弥补偏航制动盘与刹车片之间的间隙，又可提高偏航制动盘的抗扭强度，而耐磨性保持与原来一样。

3、镶块上有焊接工艺孔先用高强度螺栓固定在制动盘上，然后外部焊接，可保证镶块中间与偏航制动盘紧密结合，焊条采用专用球墨铸铁焊条，焊接强度有保障。

4、镶块焊接完后为消除由于焊接引起的微量变形，需释放12 个小时以上使其完全冷却在进行加工处理,去除由焊接引起的焊渣或其他不平，保证上下表面的平行度，光滑度。

5、制动盘外端一圈对焊渣有针对性的打磨，去除焊渣和毛刺，保证各焊接处光滑平整，最后进行抛光处理；

3.2金属修复剂方案

1、用钢丝刷将划伤区域浮着的铁屑和磨屑清理掉，用可赛新1755清洗剂清理划伤区域。

2、使用角磨机打磨划伤区域的凸起部位，使其与刹车盘在同一平面，使其表面尽量粗糙。打磨后使用清洗剂再次清理划伤区域与打磨的沟槽，使其露出金属基体的本色。

3、烘干打磨清理面，如在潮湿的作业环境中，需使用热风枪烘干划伤区域。

4、配比修复剂：将主剂和固化剂的质量配比，搅拌均匀，使其充分混合至颜色一致。（金属修复剂多用于氧化铝、氧化铝基、钛合金修补剂）

5、涂抹修复剂：先将少量修复剂涂抹在所需修补刹车盘表面上，使金属表面达到充分浸润，用刮刀将修复剂涂抹在磨损位置，沿着刹车盘磨损的方向涂抹，涂胶厚度略高于修复平面。

6、打磨刹车盘：修复剂固化16个小时后方可进行打磨，用角磨机打磨刹车盘，先用千叶片粗打磨，磨除高点，粗磨完毕后，使用油石进行精细打磨处理，使其表面光滑平整。