24

p pohony I automatizace I pøevody I tribologie

JAK ZVÝŠIT VÝKON příbřežních větrných elektráren Pro ložiska používaná v turbínách větrných elektráren jsou klíčové dva faktory: výkon turbíny a požadavek na dlouhou životnost i za nepříznivých podmínek. To platí zvláště pro příbřežní elektrárny, u nichž se používají stále výkonnější turbíny. NSK proto nedávno začala vyrábět ložiska pro turbíny o výkonu 9,5 MW a již nyní vyvíjí ložiska pro větrné turbíny příbřežních elektráren o výkonu 12 MW. Není to ovšem jen výkon, který klade na ložiska větrných elektráren velké požadavky. U moře bývá velká rychlost větru, a proto jsou rotor a následně celý mechanismus turbíny vystaveny velkému statickému i dynamickému namáhání. V pobřežních větrných turbínách musí hlavní ložiska odolávat zatížení až 1 MN, v příbřežních ještě více.

T+T T e c h n i k a a t r h 1 2 / 2 0 1 8

Prodlužující se životnost j

d

Rostou také požadavky na trvanlivost a životnost ložisek větrných elektráren. Pro pobřežní elektrárny výrobci obvykle udávají, že ložiska musí mít životnost 175 000 hodin, tj. 20 let. Ovšem vzhledem k vyšším investičním nákladům a obtížnému přístupu k příbřežním elektrárnám je u nich požadována životnost 25 let, což je pro velké dynamické namáhání obtížně splnitelná podmínka.

Hlavní ložiska

d

Je zřejmé, že na výběr ložisek má největší vliv jejich zatížení. Ve větrných turbínách s přímým náhonem se jako hlavní ložiska stále častěji používají dvouřadá kuželíková ložiska. Ve srovnání s válečkovými ložisky, která se často používala dříve, mají kuželíková ložiska výhodu nastavitelného předpětí, které umožňuje dosahovat velké tuhosti mechanismu. Tato ložiska mají vnitřní průměr až 2,7 m, což klade velké požadavky na koncepci jejich konstrukce i výroby. U turbín s převodovkou je hmotnost dílů navíc kompenzována skutečností, že generátor může být menší. Existují různé přístupy k návrhu hlavních ložisek turbín

v každé výkonnostní třídě. Turbíny do výkonu 5 MW obvykle využívají soudečková ložiska, zatímco u turbín o výkonu 6 MW a větším se dává přednost sestavě dvou kuželíkových ložisek nebo jednomu dvouřadému kuželíkovému ložisku v kombinaci s ložiskem válečkovým.

Integrovaná ložiska g

d

U větrných turbín s převodovkou se v současné době nejčastěji používá dvounebo třístupňová planetová převodovka. Často jde o kombinaci jednoho stupně s planetovými koly a druhého s ozubenými koly se šikmými zuby. Již několik let se trend ubírá směrem k tzv. integrovaným planetovým převodovkám. Pro tyto převodovky vyvinula společnost NSK (v těsné spolupráci s výrobci převodovek) víceřadá kuželíková a válečková ložiska bez vnějšího kroužku. Jako vnější oběžná dráha valivých prvků v tomto případě slouží díry v planetových kolech. V některých případech se používají také čtyřřadá integrovaná válečková ložiska. V kombinaci se čtyřmi planetovými koly v jednom převodovém stupni tak jedna sada ložisek představuje celkem šestnáct řad valivých prvků. Aby byla všechna