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