WikiDer > Подшипник тангажа

Pitch bearing
Ступица ротора и шаговый подшипник без установленных лопастей ротора

В подача несущий, также называемый подшипником лопасти, является составной частью современных Ветряные турбины которые соединяют ступицу ротора и лопасть ротора.[1] Подшипник обеспечивает необходимые колебания для управления нагрузками и мощностью ветряной турбины. Система шага приводит лопасть в желаемое положение за счет адаптации аэродинамических характеристик. угол атаки.[2] Система шага также используется для аварийных остановов турбинной системы.[3]

Дизайн

Сравнение размеров: ребенок в ступице ротора ветряной турбины без лопастей
Однорядный четырехточечный шарикоподшипник с зубчатой ​​передачей для шагового привода.

В основном большой подшипник качения используются в качестве опорных подшипников.[4] Подшипник подвергается высоким изгибающие моменты, радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях. Следовательно, тела качения для уровень развития Ветровые турбины представляют собой шарикоподшипники, которые используются в двухрядном четырехточечном контакте. Это означает, что каждая дорожка имеет две точки, а в сумме четыре точки несут. Возможны и другие варианты расположения тел качения или многорядные цилиндрические роликоподшипники.[5] Шаг подшипников современных ветряных турбин может достигать диаметров более 4 метров.[6]

Замена смазки может быть осуществлена ​​только с большими затратами времени и средств. Кроме того, из-за постоянного вращения ступицы использованная смазка должна оставаться на месте. Поэтому подшипники шага в ветровых турбинах обычно смазываются смазывать. Подшипник может работать в широком диапазоне условий эксплуатации. Поэтому условия эксплуатации пластичных смазок в течение всего времени работы турбины очень тяжелые. Используемые до сих пор промышленные смазки имеют очень разные составы и не всегда приводят к желаемому результату предотвращения износа.[7]

Ситуация нагрузки

Нагрузка и условия эксплуатации подшипников качения сравнительно неблагоприятны для подшипников качения. Подшипники подвергаются высоким нагрузкам и малым возвратно-поступательный движения, созданные системой подачи или вибрации от профиль ветра. Небольшие возвратно-поступательные движения между телами качения и дорожкой качения могут привести к таким явлениям износа, как ложный бринеллинг и фреттинг-коррозия.[8] Кроме того, высокие нагрузки могут привести к усечение контактного эллипса.[9] Из-за малых возвратно-поступательных движений методы расчета для оценки срок службы подшипника [10] и момент трения[11] не подходят для подшипников качения. Новые концепции управления высотой тона, такие как индивидуальное управление высотой тона, приведут к изменению рабочего поведения[12] что в худшем случае может способствовать ложному бринеллированию и фреттинг-коррозии [13] или в лучшем случае уменьшить такой износ.[14]

Ложный бринелинг и фреттинг-коррозия

Рекомендации

  1. ^ Бертон, Тони; Шарп, Дэвид; Дженкинс, Ник; Боссани, Эрвин (2001). Справочник по ветроэнергетике - Burton - онлайн-библиотека Wiley. Дои:10.1002/0470846062. ISBN 978-0471489979.
  2. ^ Швак, Фабиан; Опрос, Герхард. «Срок службы лопастных подшипников - проблемы, возникающие при оценке срока службы лопастных подшипников». ResearchGate. Получено 2017-07-19.
  3. ^ «Сертификация ветряных турбин - DNV GL». DNV GL. Получено 2017-07-19.
  4. ^ NREL, Т. Харрис, Дж. Х. Рамбаргер и К. Баттерфилд. «Рекомендации по проектированию ветряных турбин DG03: Срок службы подшипников качения по рысканью и тангажу». webcache.googleusercontent.com. Получено 2017-07-19.
  5. ^ Бертон, Тони; Шарп, Дэвид; Дженкинс, Ник; Боссани, Эрвин (2001). Справочник по ветроэнергетике - Burton - онлайн-библиотека Wiley. Дои:10.1002/0470846062. ISBN 978-0471489979.
  6. ^ Schwack, F .; Stammler, M .; Опрос, G .; Рейтер, А. (2016). «Сравнение расчетов ресурса колебательных подшипников с учетом индивидуального управления шагом в ветряных турбинах». Journal of Physics: Серия конференций. 753 (11): 112013. Bibcode:2016JPhCS.753k2013S. Дои:10.1088/1742-6596/753/11/112013. ISSN 1742-6596.
  7. ^ Швак, Фабиан; Бадер, Норберт; Лекнер, Йохан; Демайль, Клэр; Опрос, Герхард (2020-08-15). «Исследование консистентных смазок в условиях шагового подшипника ветряных турбин». Носить. 454-455: 203335. Дои:10.1016 / j.wear.2020.203335. ISSN 0043-1648.
  8. ^ Швак, Фабиан; Артём, Быков; Бадер, Норберт; Опрос, Герхард (2017-05-25). «Зависимый от времени анализ износа в колебательных подшипниках (доступен для скачивания PDF)». ResearchGate. Получено 2017-07-19.
  9. ^ Швак, Фабиан; Стаммлер, Матиас; Флори, Хейко; Опрос, Герхард (2016-09-26). «Свободные контактные углы в подшипниках качения и их влияние на контактные и напряженные условия (доступна загрузка в формате PDF)». ResearchGate. Получено 2017-07-19.
  10. ^ Schwack, F .; Stammler, M .; Опрос, G .; Рейтер, А. (2016). «Сравнение расчетов ресурса колебательных подшипников с учетом индивидуального управления шагом в ветряных турбинах». Journal of Physics: Серия конференций. 753 (11): 112013. Bibcode:2016JPhCS.753k2013S. Дои:10.1088/1742-6596/753/11/112013. ISSN 1742-6596.
  11. ^ Стаммлер, Матиас; Швак, Фабиан; Бадер, Норберт; Рейтер, Андреас; Опрос, Герхард (2017). «Момент трения шаговых подшипников ветряных турбин - сравнение результатов экспериментов с имеющимися моделями». Дискуссии по ветроэнергетике: 1–16. Дои:10.5194 / вес-2017-20.
  12. ^ Боссани, Э. А. (01.04.2003). «Индивидуальный контроль шага отвала для снижения нагрузки». Ветряная энергия. 6 (2): 119–128. Bibcode:2003WiEn .... 6..119B. Дои:10.1002 / ср.76. ISSN 1099-1824.
  13. ^ Швак, Фабиан; Пригге, Феликс; Опрос, Герхард. «Фрикционная Работа в осциллирующих Подшипниках - имитация Подшипника радиально-упорного в сухих условиях и малых амплитудах». ResearchGate. Получено 2017-07-19.
  14. ^ Стаммлер, Матиас; Томас, Филипп; Рейтер, Андреас; Швак, Фабиан; Опрос, Герхард (2020). «Влияние механизмов снижения нагрузки на нагрузки и движения подшипников лопастей ветряных турбин». Ветряная энергия. 23 (2): 274–290. Дои:10.1002 / ср. 2428. ISSN 1099-1824.