风电盘式制动器温度场有限元分析

尚振国， 蔡卫国， 高吭

（大连海洋大学机械与动力工程学院，辽宁大连116023）

0 引言

图1所示为某1.5 MW风力发电机用盘式制动器，其工作原理是用底座将制动器整体固定于机架上。制动时首先打开放油口将碟簧施力机构内的液压油放出，碟簧弹开驱动主动钳上的制动片压紧制动盘，制动盘安装于增速齿轮箱输出轴上，从而实现整台风机制动停车。由于齿轮箱输出轴功率大、转速高，因此制动时制动片和制动盘不但磨损量大，而且发热和温升也很严重，从而加剧摩擦片和制动盘的磨损，影响制动器的性能及寿命。因此对风电制动器进行温度场分析，对于提高制动器性能及改进设计，具有十分重要的意义。目前有很多学者开展了车用盘式制动器的热力学分析研究，如王若平等[1]应用ABAQUS软件建立某型牵引车盘式制动器热力学有限元分析模型，研究制动盘温度场和应力场的分布特性，并用台架试验验证仿真结果的正确性。葛振亮等[2]应用ANSYS的热-结构模块建立汽车盘式制动器有限元模型，研究紧急制动工况下制动盘温度分布规律。指出制动盘温度分布的不均匀性将产生热应力和热疲劳，导致制动盘产生裂纹或出现碟形翘曲变形，并给出改进措施。孟祥宝等[3]在ANSYS中用热流密度来模拟某汽车盘式制动器摩擦生成的热量，研究制动过程中制动盘温度变化情况。秦岭等[4]通过ABAQUS模拟汽车制动盘在紧急制动过程中热-结构耦合特性的情况，分析了制动盘的热疲劳失效特性及寿命。……