近年來(lái)，隨著(zhù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機組運行過(guò)程中的維護維修工作越來(lái)越多的受到關(guān)注。風(fēng)電機組在運行過(guò)程中，獲得良好的維護與及時(shí)的維修，對于機組確保發(fā)電量和運行可靠性，以及有效控制運營(yíng)成本，都有不可忽視的巨大幫助。因此，從2014年開(kāi)始，中國農機工業(yè)協(xié)會(huì )風(fēng)能設備分會(huì )組織召開(kāi)了屆風(fēng)電后市場(chǎng)專(zhuān)題研討會(huì )，將市場(chǎng)與技術(shù)兩個(gè)角度融合在一起，對風(fēng)電機組的運行維護技術(shù)和市場(chǎng)進(jìn)行深入探討?？梢?jiàn)，機組的運行維護維修工作已經(jīng)引起了業(yè)內組織和人士的廣泛關(guān)注。
         風(fēng)電機組偏航系統是調整機組風(fēng)輪方向，以獲取能量的方向調整系統。當風(fēng)輪方向調整至與來(lái)風(fēng)方向一致時(shí)，偏航制動(dòng)器的剎車(chē)片從上下兩個(gè)方向夾緊偏航制動(dòng)盤(pán)，固定風(fēng)輪于該方向上，直至風(fēng)輪方向與來(lái)風(fēng)方向的偏差超過(guò)限值，再次啟動(dòng)偏航動(dòng)作。風(fēng)機偏航系統在主動(dòng)偏航過(guò)程中不可避免地會(huì )出現振動(dòng)幅值和噪聲大幅度增加現象，不但導致風(fēng)機偏航系統主動(dòng)偏航運動(dòng)的均勻性差，而且容易產(chǎn)生沖擊，從而終在很大程度上影響風(fēng)機偏航控制系統的精度。在偏航動(dòng)作過(guò)程中，為了確保重量巨大的機艙與風(fēng)輪運動(dòng)平穩，偏航制動(dòng)器對偏航制動(dòng)盤(pán)保持一定的阻尼。這種用于維持運動(dòng)平穩性的阻尼會(huì )對剎車(chē)片與偏航制動(dòng)盤(pán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)制動(dòng)盤(pán)）造成磨損，由于制動(dòng)盤(pán)材質(zhì)硬度高于剎車(chē)片摩擦材料，機組運行一定時(shí)間之后，剎車(chē)片摩擦材料會(huì )磨損殆盡，此時(shí)必須及時(shí)更換剎車(chē)片，否則剎車(chē)片的鋼板部分會(huì )對制動(dòng)盤(pán)摩擦表面造成過(guò)度磨損，進(jìn)而導致偏航運動(dòng)過(guò)程發(fā)生抖動(dòng)，甚至造成失穩。本文將從制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損引發(fā)的嚴重危害，對制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損故障的現場(chǎng)修復方案，以及對解決方案的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行展望等角度來(lái)詳細闡述。

制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損的危害

        偏航制動(dòng)器剎車(chē)片的鋼板部分表面硬度通常在180ＨＢＷ以上，而制動(dòng)盤(pán)一般采用鋳鐵材質(zhì)，表面硬度在120~175ＨＢＷ范圍內；同時(shí)鋼板部分的強度也明顯高于制動(dòng)盤(pán)。制動(dòng)盤(pán)與剎車(chē)片摩擦材料組成的摩擦副同制動(dòng)盤(pán)與剎車(chē)片鋼板材料的摩擦副特性迥異，兩種摩擦副同時(shí)存在時(shí)，會(huì )引起由于摩擦副特性不均勻導致的制動(dòng)抖動(dòng)。摩擦材料的摩擦系數是影響制動(dòng)器制動(dòng)力矩及穩定性的關(guān)鍵之一，兩種摩擦副摩擦系數與磨損率的差異，造成制動(dòng)盤(pán)的磨損速度顯著(zhù)不同，與鋼板材料的摩擦副使制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損甚至報廢，以及偏航制動(dòng)器的動(dòng)力單元——液壓系統的故障。在制動(dòng)盤(pán)厚度減小程度不大，尚未達到更換制動(dòng)盤(pán)時(shí)，可通過(guò)增加剎車(chē)片更換頻率的辦法解決。并且制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損會(huì )造成制動(dòng)盤(pán)表面粗糙度發(fā)生巨大變化，相對設計值顯著(zhù)增大，導致制動(dòng)盤(pán)與剎車(chē)片摩擦材料之間的摩擦系數明顯高于設計值，使剎車(chē)片的更換頻率較制動(dòng)盤(pán)磨損前大幅提高，給整機廠(chǎng)造成不小的維護成本壓力。更換剎車(chē)片的方法只是臨時(shí)的解決辦法，由于制動(dòng)盤(pán)表面粗糙度的巨大變化，剎車(chē)片的磨損率已無(wú)法準確估算，導致存在制動(dòng)盤(pán)再次過(guò)度磨損的風(fēng)險。

         當制動(dòng)盤(pán)的厚度出現較大變化，制動(dòng)盤(pán)自身強度與剛度嚴重不足，存在失效風(fēng)險時(shí)，則必須馬上采取吊裝更換制動(dòng)盤(pán)的措施，以確保風(fēng)電機組的運行安全。因制動(dòng)盤(pán)安裝位置的特殊．在使用過(guò)程中維修困難、更換成本高，所以對制動(dòng)盤(pán)的制造精度與質(zhì)量都有著(zhù)較高的要求、并且現場(chǎng)的安裝條件遠不如工廠(chǎng)裝配的可控性好，安裝質(zhì)量難以控制，進(jìn)而對風(fēng)電機組的發(fā)電量與可利用率造成不利影響。除了對偏航系統造成嚴重危害，制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損還會(huì )影響液壓系統的正常運轉。由于偏航制動(dòng)器的安裝空間狹小，制動(dòng)器外殼尺寸受限，進(jìn)而造成制動(dòng)器內部的活塞行程較短；同時(shí)短行程也有利于活塞對剎車(chē)片均勻施加壓力。但是活塞行程設計一般是基于剎車(chē)片正常磨損工況，未考慮摩擦材料磨損殆盡之后的異常工況。風(fēng)電機組實(shí)際運行過(guò)程中的實(shí)踐證明，摩擦材料完全磨損之后，制動(dòng)器活塞行程超出設計值，活塞末端的耐壓密封圈會(huì )與活塞分離，造成液壓油泄漏；同時(shí)，剎車(chē)片很有可能脫離偏航制動(dòng)器的溝槽，掉落到機組的頂層平臺上，從而使得液壓油泄漏情況更加惡化，并且對機組內部造成嚴重污染與火災隱患。

現場(chǎng)修復的解決方案對比

        如上制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損危害說(shuō)明中關(guān)于現場(chǎng)的兩種解決方案（更換剎車(chē)片與吊裝更換制動(dòng)盤(pán)）的介紹，更換剎車(chē)片方案是一種臨時(shí)方案，方案的一次執行成本較更換制動(dòng)盤(pán)方案低，但是費時(shí)費力，后續還需增大更換剎車(chē)片更換頻率，造成成本增加，并且存在制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損加劇的風(fēng)險；吊裝更換制動(dòng)盤(pán)方案能夠解決根本問(wèn)題，不過(guò)修復代價(jià)過(guò)大，同時(shí)安裝質(zhì)量也難以得到保障。
        根據偏航制動(dòng)系統摩擦副的工作特性，現場(chǎng)有效解決制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損問(wèn)題的關(guān)鍵是在確保制動(dòng)盤(pán)表面強度與硬度滿(mǎn)足設計要求的前提下，使制動(dòng)盤(pán)的表面粗糙度盡可能的達到設計值。只有符合以上要求，才能保證剎車(chē)片的使用壽命（與剎車(chē)片更換周期相當）基本滿(mǎn)足設計預期，同時(shí)也使制動(dòng)盤(pán)過(guò)度磨損加劇的風(fēng)險顯著(zhù)下降。