Увеличение срока службы ветровой турбины за счет модернизации подшипников - Атанор Инжиниринг

Увеличение срока службы ветровой турбины за счет модернизации подшипников

(А) шариковые подшипники качения
(В) подшипник главного вала
(С) подшипник тангажа и рыскания
(D) подшипники редуктора
(E) подшипники генератора

Срок службы ветровой турбины может быть увеличен на несколько лет за счет модернизации ее оборудования и комплектующих. В частности, модернизация подшипников может увеличить срок службы и эффективность турбины при одновременном сокращении дорогостоящих простоев.

Рассмотрим определяющие характеристики поворотных устройств рыскания и тангажа (подшипников качения), определим наиболее распространенные причины их отказа и покажем усовершенствования, которые могут продлить срок службы турбины.

Что делает поворотные устройство лопастей ветряка уникальным

Поворотные подшипники тангажа соединяют ступицу ротора и лопасть, и предназначены для позиционирования лопасти турбины и оптимизации угла наклона лопасти в зависимости от скорости ветра. Эти поворотные устройства бывают в исполнении однорядового шарикоподшипника с четырехточечным контактом или в виде двухрядного шарикоподшипника с восьмиточечным контактом. Такая конструкция обеспечивает исключительную грузоподъемность, а дорожки качения подшипников обеспечивают несколько точек соприкосновения с шариками. Это позволяет подшипнику одновременно переносить радиальные, аксиальные и комбинированные нагрузки.

Причины выхода из строя. Смазка

Классические модели причин разрушения поворотных устройств, получаемые расчетным методом (т. е. усталость материала, скалывание и расслаивание), в реальности реализуются очень редко. Чаще всего подшипники качения выходят из строя по причинам, связанным с исчезновением смазки и отсутствием конструктивной гибкости.

Точечная коррозия
Ложный бринеллинг и коррозия
Вмятины и коррозия
Точечная коррозия
Поверхностная усталость

Причины выхода из строя. Нагрузка и эксплуатация

Повреждения под нагрузкой

Отказы поворотного устройства под нагрузкой напрямую связаны с отсутствием жесткой опоры, обеспечиваемой ступицей и лопастью. Отказы, вызванные нагрузкой и работой, включают разрушение компонентов (элементов качения, сепараторов, колец), блокировку сепаратора и дробление сердцевины.

Повреждение контактной поверхности
Дробление поверхности корпуса и деформация материала
Повреждение дорожки качения
Раскол шариков
Разлом сепаратора

Повреждение усечения эллипса

В шариковом подшипнике область контакта между шариком и дорожкой качения образует эллиптическую форму, центрированную по углу контакта с дорожкой качения. Когда дорожки очень тонкие или недостаточно прочные, деформация может привести к усечению эллипса. При сильном усечении напряжение может привести к разрыву краев траектории движения шариков и к их разрушению.

Эллиптическая форма (неповрежденная)
Эллиптическая форма (перед повреждением)

Модернизация подшипника: площадь поверхности контакта

Усовершенствование шариковых подшипников предназначена для устранения конкретных неисправностей, обнаруженных в данном подшипнике. Учитывая потенциальные затраты на простои и замену подшипников, исчисляющиеся сотнями тысяч долларов, стоит найти поставщика, который может предложить решение для модернизации, которое повысит производительность и продлит срок службы турбины.

В зависимости от проблем конкретного поворотного устройства, его эффективная модернизация уменьшает нагрузку на кромки, устраняет чрезмерную нагрузку на сепаратор, уменьшает износ, предотвращает загрязнение.


Схема контактных поверхностей шарикового подшипника, обычного (сверху) и модернизированного (снизу). Усечение контактной поверхности показано красным цветом

Модернизация подшипника: конструкция сепаратора, геометрия дорожки качения

Конструкция сепаратора

Разделение кольца сепаратора на сегменты обеспечивает свободу движения отдельных элементов, снижая нагрузку на растяжение и сжатие. Использование высокопрочных стальных сплавов повышает долговечность и снижает износ и истирание контактных элементов.

Геометрия дорожки качения

Использование элементов управления ЕСКД для определения формы и расстояний улучшает распределение нагрузки и баланс. Гладкая поверхность дорожки улучшает распределение нагрузки и внутреннее трение.

Модернизация подшипника: конструкция уплотнителя и упрочнение дорожки качения

Высокопрочная конструкция уплотнителя

Замена существующего уплотнительного кольца на уплотнительное кольцо с поперечным сечением в виде профиля формы «H» может предотвратить попадание грязи. Плавающая конструкция обладает высокой чувствительностью и обеспечивает давление уплотнения даже при деформации. Износостойкий термопластичный полиуретан служит дольше, чем обычная резина.

Упрочнение дорожки качения


Рекомендуемая глубина отверстий показана синим цветом; фактическая глубина отверстий вышедшего из строя подшипника (вверху) показана красным цветом. В вышедшем из строя подшипнике, при его восстановлении был установлен также новый уплотнитель, сечения «Н» (внизу)

Модернизация подшипника: упаковка

Правильная упаковка

Правильная упаковка может предотвратить коррозию и повреждения от ударов, вибрации и других опасностей во время транспортировки. Упаковка должна включать нанесение антикоррозийного покрытия на монтажные отверстия; обертывание подшипников; упаковку в герметичные пакеты с вакуумной изоляцией, индивидуальную обрешетку поворотного устройства.

Поворотные круги и поворотные устройства от европейского производителя. ООО «Атанор-Инжиниринг» является эксклюзивным дистрибьютором TGB Group (Испания) в России. Прямые поставки от производителя. Со склада в москве и под заказ

Сделать заказ на опорно-поворотное устройство