專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剎車片，特別是涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航制動(dòng)系統(tǒng)的樹脂基 復(fù)合摩擦材料及制備方法，屬新材料技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)電力的需求不斷擴(kuò)大。利用煤、石油等 不可再生能源發(fā)電，都面臨資源日益貧乏的窘境，且不符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。風(fēng) 能作為綠色清潔能源，其不僅符合國(guó)家能源改革方向，而且又是可再生資源，對(duì)環(huán)境保護(hù)也 有積極的意義。進(jìn)幾十年來(lái)受到世界各國(guó)特別是歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的青睞。風(fēng)能發(fā)電時(shí)，螺旋槳葉片的方向因風(fēng)力方向的改變需要隨時(shí)調(diào)整，以保證葉片總 是朝向風(fēng)力最大的方向。偏航制動(dòng)器起著調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片方向的作用，正常情況下，偏 航剎車片在活塞的壓力作用下，可靠剎住剎車盤，不允許轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要?jiǎng)x車盤偏航轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 減小活塞的壓力(可調(diào)整)，在整個(gè)偏航過(guò)程中，這可以確保有一定的剎車力矩。在機(jī)艙定 位后，滿壓力作用鎖死剎車盤，讓葉片在風(fēng)力最大的方向上保持不動(dòng)。鐵基粉末冶金摩擦片具有摩擦系數(shù)較高、耐溫性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適 合在重載、高溫的環(huán)境下使用，目前國(guó)內(nèi)偏航剎車片普遍采用鐵基粉末冶金摩擦材料。但鐵 基摩擦片存在容易起繡、傷對(duì)偶盤、易產(chǎn)生嘯叫等缺陷，而樹脂基摩擦材料具有摩擦性能可 調(diào)性大、不傷對(duì)偶盤、低制動(dòng)噪音，價(jià)格便宜等一系列優(yōu)點(diǎn)，盡管其耐熱性能不如粉末冶金 摩擦片，但由于偏航制動(dòng)器是在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)，摩擦片溫度很難超過(guò)200°C，所以現(xiàn)在國(guó)外普 遍采用樹脂基合成材料代替鐵基粉末冶金摩擦材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題提供一種低成本、安全和可靠性更高的風(fēng)力發(fā) 電機(jī)用樹脂基偏航剎車片。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供該風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片的 制備方法。為了解決上述第一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片，其 材料配方按重量百分比計(jì)為樹脂/橡膠 5 10， 硅酸鋁/ΚΠ(纖維 15 25，芳綸纖維 1 2，鈦酸鉀晶須 4 10，鋼纖維 10 20， 紫銅纖維5 10，硫化銻3 8， 石墨6 16，鉻鐵礦1 2， 硫鐵礦1 2，改性氧化鋁 4 8 有機(jī)摩擦粉 2 5，重晶石10 20。為了解決上述第二技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的制備風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片的方法，包括如下步驟(1)、配料按上述配比稱量各個(gè)組分物料； (2)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中，混料時(shí)間4 5分鐘；(3)、成型按剎車片型號(hào)稱取混合料，倒入熱壓模中，壓制壓力200 300kgf/ cm2,熱壓溫度160 200°C，排氣10 12次，保壓時(shí)間根據(jù)剎車片的厚度而定，一般是55 65s/mm ；(4)、熱處理將剎車片在1. 8 2. 2小時(shí)從室溫升溫到155 165°C，保溫3. 5 4. 5小時(shí)，再在0. 8 1. 2小時(shí)升溫到205 215°C，保溫3. 5 4. 5小時(shí)，然后隨爐冷卻至
室溫；(5)、再將上述制得的產(chǎn)品按技術(shù)要求進(jìn)行磨削、倒角，開槽，再經(jīng)噴涂、印標(biāo)，加工 成為樹脂基偏航剎車片。采用上述技術(shù)方案的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片及其制備方法，和鐵基粉末 冶金剎車片相比，通過(guò)加入不同金屬纖維、有機(jī)纖維和陶瓷纖維混雜增強(qiáng)，大幅度提高材料 力學(xué)性能，特別是抗壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，并改善其摩擦穩(wěn)定性；同時(shí)，通過(guò)加入一些增摩 材料，顯著提高了剎車片的靜摩擦系數(shù)；另外，由于樹脂基摩擦材料以樹脂為基體，和粉末 冶金燒結(jié)產(chǎn)品相比，硬度大幅度降低，和鋼對(duì)偶摩擦?xí)r，產(chǎn)生噪音的概率大大降低。而且由 于樹脂基摩擦片所用原材料便宜，制備周期短，因此，產(chǎn)品制造成本大幅度降低，約為鐵基 粉末冶金摩擦片的2/3，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，是一種性價(jià)比較高的新型摩擦材料制品，能完全 滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航低速制動(dòng)的要求。綜上所述，本發(fā)明制備的偏航剎車片具有適中的靜摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、低制 動(dòng)噪音、對(duì)對(duì)偶磨損較小且制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)，能充分滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航低速制動(dòng)的 要求。


圖1是常溫靜扭矩試驗(yàn)曲線事例。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航剎車片的配方說(shuō)明酚醛樹脂/ 丁腈橡膠8， 硅酸鋁/ΚΠ(纖維22，芳綸纖維2， 鈦酸鉀晶須 5，鋼纖維10， 紫銅纖維5，硫化銻8， 石墨15，鉻鐵礦1， 硫鐵礦2，改性氧化鋁 7， 有機(jī)摩擦粉 2，重晶石15。在這個(gè)配方體系中，摩擦材料采用樹脂、橡膠為基體，鉻鐵礦、硫鐵礦、改性氧化鋁 為增摩劑，硫化銻、鱗片石墨作為潤(rùn)滑組元，加入鋼纖維、銅纖維、芳綸纖維、鈦酸鉀晶須、陶瓷纖維和礦物纖維作為增強(qiáng)相。礦物填料等除起到降低成本的作用外，還可以穩(wěn)定摩擦系 數(shù)、調(diào)節(jié)材料的孔隙率，提高制動(dòng)穩(wěn)定性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)樹脂基偏航剎車片的制備工藝說(shuō)明(1)、配料按上述配比稱量各個(gè)組分物料；(2)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中，混料時(shí)間5分鐘；(3)、成型按剎車片型號(hào)稱取混合料，倒入熱壓模中，壓制壓力200kgf/cm2，熱壓 溫度160，排氣10次，保壓時(shí)間是65s/mm ；(4)、熱處理將剎車片在2小時(shí)從室溫升溫到160，保溫4小時(shí)，再在1小時(shí)升溫 到210°C，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫；(5)、再將上述制得的產(chǎn)品按技術(shù)要求進(jìn)行磨削、倒角，開槽，再經(jīng)噴涂、印標(biāo)，加工 成為樹脂基偏航剎車片。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)樹脂基偏航剎車片的性能在美國(guó)Instr0n3369材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上，選取5個(gè)試樣按GB/T10424-2002燒結(jié)金 屬摩擦材料壓縮試驗(yàn)進(jìn)行抗壓縮試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。表1樹脂基偏航剎車片抗壓縮性能試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片，其特征是其材料配方按重量百分比計(jì)為酚醛樹脂/丁腈橡膠5～10， 硅酸鋁/KFK纖維 15～25，芳綸纖維 1～2， 鈦酸鉀晶須 4～10，鋼纖維10～20，紫銅纖維 5～10，硫化銻3～8， 石墨 6～16，鉻鐵礦1～2， 硫鐵礦 1～2，改性氧化鋁4～8， 有機(jī)摩擦粉 2～5，重晶石10～20。
2.制備權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片的方法，其特征在于包括如 下步驟(1)、配料按上述配比稱量各個(gè)組分物料；(2)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中，混料時(shí)間4 5分鐘；(3)、成型按剎車片型號(hào)稱取混合料，倒入熱壓模中，壓制壓力200 300kgf/cm2，熱 壓溫度160 200°C，排氣10 12次，保壓時(shí)間根據(jù)剎車片的厚度而定，一般是55 65s/ mm ；(4)、熱處理將剎車片在1.8 2. 2小時(shí)從室溫升溫到155 165°C，保溫3. 5 4. 5 小時(shí)，再在0. 8 1. 2小時(shí)升溫到205 215°C，保溫3. 5 4. 5小時(shí)，然后隨爐冷卻至室(5)、再將上述制得的產(chǎn)品按技術(shù)要求進(jìn)行磨削、倒角，開槽，再經(jīng)噴涂、印標(biāo)，加工成為 樹脂基偏航剎車片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用樹脂基偏航剎車片及其制備方法，該材料包含了酚醛樹脂、丁腈橡膠和有機(jī)摩擦粉、短切鋼纖維、紫銅纖維、芳綸纖維、硅酸鋁/KFK纖維、石墨以及重晶石等。其制備方法為首先將各組分材料按照配方稱料，在犁耙式混料機(jī)高速攪拌進(jìn)行混合，保證各纖維充分分散、均勻，在160～200℃下熱壓成型，然后在熱處理箱里進(jìn)行熱處理，隨爐冷卻至室溫，最后進(jìn)行機(jī)加工即得本發(fā)明的材料。同普通粉末冶金剎車片片相比，本發(fā)明制備的偏航剎車片具有適中的靜摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、低制動(dòng)噪音、對(duì)對(duì)偶磨損較小且制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)，能充分滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航低速制動(dòng)的要求。
文檔編號(hào)F16D69/02GK101956775SQ20101017817
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者劉伯威, 張利軍, 楊陽(yáng) 申請(qǐng)人:湖南博云汽車制動(dòng)材料有限公司;中南大學(xué)