Шаг подшипника
Подшипник шага ветряных , также называемый подшипником лопасти, является компонентом современных турбин , который соединяет ступицу ротора и лопасть ротора. [1] Подшипник обеспечивает необходимые колебания для управления нагрузками и мощностью ветряной турбины. Система наклона приводит лопасть в желаемое положение, адаптируя аэродинамический угол атаки . [2] Система шага также используется для аварийных остановок турбинной системы. [3]
Дизайн
[ редактировать ]
качения большого размера . В качестве подшипников шага чаще всего используются подшипники [4] Подшипник подвергается высоким изгибающим моментам , радиальным и осевым нагрузкам в обоих направлениях. Поэтому телами качения современных ветряных турбин являются шарикоподшипники, которые используются в двухрядном четырехточечном контакте. Это означает, что каждая дорожка несет в себе две точки, а в сумме несут четыре точки. Другими возможными вариантами являются различные варианты расположения тел качения или многорядных цилиндрических роликоподшипников. [5] Шаг подшипников современных ветряных турбин может достигать диаметра более 4 метров. [6]
Смену смазочных материалов можно осуществить только с большими затратами времени и средств. Кроме того, из-за постоянного вращения ступицы отработанная смазка должна оставаться на месте. Поэтому шаговые подшипники ветряных турбин обычно смазываются консистентной смазкой . В процессе эксплуатации подшипник подвергается широкому диапазону условий эксплуатации. Поэтому условия эксплуатации смазок на протяжении всего времени работы турбины очень тяжелые. Используемые до сих пор промышленные смазки имеют очень разный состав и не всегда приводят к желаемому результату предотвращения износа. [7]
Ситуация с нагрузкой
[ редактировать ]Нагрузка и условия эксплуатации шаговых подшипников сравнительно неблагоприятны для подшипников качения. Подшипники подвергаются высоким нагрузкам и небольшим возвратно-поступательным движениям, создаваемым системой наклона или вибрациями от профиля ветра . Небольшие возвратно-поступательные движения между телами качения и дорожкой качения могут привести к таким явлениям износа, как ложное бринеллирование и фреттинг-коррозия . [8] Кроме того, высокие нагрузки могут привести к усечению эллипса контакта. [9] Из-за малых возвратно-поступательных движений методы расчета для оценки срока службы подшипников [10] и момент трения [11] непригодны для подшипников шага. Новые концепции управления шагом, такие как индивидуальное управление шагом, приведут к другому рабочему поведению. [12] что в худшем случае может способствовать ложному бринеллированию и фреттинг-коррозии. [13] или в лучшем случае уменьшить такой износ. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бертон, Тони; Шарп, Дэвид; Дженкинс, Ник; Боссани, Эрвин (2001). Справочник по ветроэнергетике — Интернет-библиотека Burton — Wiley . дои : 10.1002/0470846062 . ISBN 978-0471489979 .
- ^ Швак, Фабиан; Полл, Герхард. «Срок службы подшипников лопастей - проблемы, возникающие при оценке срока службы подшипников лопастей» . Исследовательские ворота . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ «Сертификация ветровых турбин – DNV GL» . ДНВ ГЛ . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ NREL, Т. Харрис, Дж. Х. Рамбарджер и К. П. Баттерфилд. «Руководство по проектированию ветряных турбин DG03: Срок службы подшипников качения по рысканью и тангажу» . citeseerx.ist.psu.edu . Проверено 19 июля 2017 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) [ мертвая ссылка ] - ^ Бертон, Тони; Шарп, Дэвид; Дженкинс, Ник; Боссани, Эрвин (2001). Справочник по ветроэнергетике — Интернет-библиотека Burton — Wiley . дои : 10.1002/0470846062 . ISBN 978-0471489979 .
- ^ Швак, Ф.; Стаммлер, М.; Полл, Г.; Рейтер, А. (2016). «Сравнение расчетов ресурса качающихся подшипников с учетом индивидуального регулирования шага в ветряных турбинах» . Физический журнал: серия конференций . 753 (11): 112013. Бибкод : 2016JPhCS.753k2013S . дои : 10.1088/1742-6596/753/11/112013 . ISSN 1742-6596 .
- ^ Швак, Фабиан; Бадер, Норберт; Лекнер, Йохан; Демайль, Клэр; Опрос, Герхард (15 августа 2020 г.). «Исследование консистентных смазок в условиях шагового подшипника ветровой турбины» . Носить . 454–455: 203335. doi : 10.1016/j.wear.2020.203335 . ISSN 0043-1648 .
- ^ Швак, Фабиан; Артём, Бычков; Бадер, Норберт; Опрос, Герхард (25 мая 2017 г.). «Анализ износа вибрирующих подшипников в зависимости от времени (доступна загрузка в формате PDF)» . Исследовательские ворота . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Швак, Фабиан; Стаммлер, Матиас; Флори, Хейко; Опрос, Герхард (26 сентября 2016 г.). «Свободные углы контакта в подшипниках наклона и их влияние на условия контакта и напряжения (доступна загрузка в формате PDF)» . Исследовательские ворота . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Швак, Ф.; Стаммлер, М.; Полл, Г.; Рейтер, А. (2016). «Сравнение расчетов ресурса качающихся подшипников с учетом индивидуального регулирования шага в ветряных турбинах» . Физический журнал: серия конференций . 753 (11): 112013. Бибкод : 2016JPhCS.753k2013S . дои : 10.1088/1742-6596/753/11/112013 . ISSN 1742-6596 .
- ^ Стаммлер, Матиас; Швак, Фабиан; Бадер, Норберт; Рейтер, Андреас; Опрос, Герхард (2017). «Момент трения шаговых подшипников ветроэнергетических установок – сравнение результатов экспериментов с имеющимися моделями» . Обсуждения науки о ветроэнергетике : 1–16. дои : 10.5194/вес-2017-20 .
- ^ Босаньи, Э.А. (1 апреля 2003 г.). «Индивидуальное управление шагом отвала для снижения нагрузки». Ветроэнергетика . 6 (2): 119–128. Бибкод : 2003WiEn....6..119B . дои : 10.1002/ср.76 . ISSN 1099-1824 .
- ^ Швак, Фабиан; Пригге, Феликс; Полл, Герхард. «Работа трения в качающихся подшипниках – моделирование радиально-упорного шарикоподшипника в сухих условиях и малых амплитудах» . Исследовательские ворота . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Стаммлер, Матиас; Томас, Филипп; Рейтер, Андреас; Швак, Фабиан; Опрос, Герхард (2020). «Влияние механизмов снижения нагрузки на нагрузки и движения лопастей ветроэнергетических установок» . Ветроэнергетика . 23 (2): 274–290. дои : 10.1002/ср.2428 . ISSN 1099-1824 .
