Thử nghiệm tiên tiến sự phát triển vòng bi ngoài khơi

Khi các tuabin gió ngoài khơi tăng công suất phát, vòng bi chính cần đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao hơn đối với các thiết bị phát điện. Do đó, điều quan trọng là các vòng bi này phải được thử nghiệm rộng rãi trước khi chúng được lắp đặt ngoài khơi để chúng đạt được tuổi thọ hoạt động cần thiết.

Vào tháng 7 năm 2019, SKF đã vượt qua một mốc quan trọng trên giàn thử trục chính của mình, tăng tốc vòng bi SKF Nautilus lên 30 vòng / phút. Tốc độ quay cao như vậy có thể làm giảm cả thời gian và chi phí kiểm tra độ bền.

Thử nghiệm được thực hiện tại Trung tâm kiểm tra Sven Wingquist (SWTC) hàng đầu trong ngành ở Schweinfurt, Đức. Cơ sở từng đoạt giải thưởng này đã được thiết kế đặc biệt để kiểm tra vòng bi kích thước lớn và đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu của ngành.

Giàn kiểm tra mạnh mẽ
Cơ sở SWTC được thiết kế để tái tạo tất cả các tải trọng có thể tưởng tượng được mà một vòng bi có thể gặp phải trong trường trong suốt vòng đời của nó, ngưng tụ trong vài tuần. Chương trình thử nghiệm tăng tốc này giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc và năng lượng

Thiết bị thử nghiệm trục chính (MSTR), một trong những thiết bị thử nghiệm trong SWTC, là thiết bị thử nghiệm mạnh nhất cho vòng bi kích thước lớn trên thế giới, với khả năng thử nghiệm vòng bi đơn với đường kính ngoài lên đến sáu mét. như lắp ráp mang hoàn chỉnh và các thành phần liên quan. Stefan Engbers, kỹ sư phát triển sản phẩm tại trung tâm phát triển sản phẩm trục chính của tuabin gió, giải thích, MSTR cho phép chúng tôi áp dụng tải trọng gió ứng dụng thực tế với những thay đổi động rất cao. Chúng ta có thể điều tra động lực học vòng bi trong các hoạt động bình thường và cực đoan, trong các điều kiện như bão, hỏng tuabin và hơn thế nữa.

Chế độ kiểm tra đa dạng
Trước MSTR đã có những hạn chế trong việc thử nghiệm do thiếu các giàn thử phù hợp cho vòng bi kích thước lớn cũng như thách thức thử nghiệm các thành phần lớn như vậy. MSTR có thể chạy nhiều thử nghiệm khác nhau, có thể chạy trong vài phút, vài tuần hoặc vài tháng. Giàn khoan có thể đo nhiệt độ tại nhiều vị trí, tải đầu vào, tốc độ và mô men của giàn thử, mô men ma sát của vòng bi, độ rung của ổ trục và thiết lập thử nghiệm, động học con lăn và biến dạng của cấu trúc giàn thử và các bộ phận.

Nhờ các cảm biến thông minh được phát triển bởi SKF, có thể có một cái nhìn trực tiếp bên trong vòng bi. Chúng tôi có thể đo tải của các con lăn và theo đó, đánh giá vùng được tải của vòng bi, theo Eng Engbers. Ngoài ra, chúng ta có thể phát hiện các con lăn đang quay nhanh như thế nào hoặc nếu chúng đang trượt, và nhiều hơn nữa.

Các phép đo này có thể được so sánh với các công cụ mô phỏng SKF, anh ấy tiếp tục, và các phép đo cho thấy mối tương quan rất tốt với nhau, cho phép phát triển hơn nữa các năng lực thử nghiệm và mô phỏng của SKF.

Trên MSTR, vòng bi thử nghiệm được tăng tốc lên tới 30 vòng quay mỗi phút – một mốc quan trọng và hiện là giới hạn của giàn thử. Tốc độ quay nhanh hơn trực tiếp làm tăng số lượng ghi đè trong vòng bi, giúp đáp ứng các yêu cầu của thử nghiệm độ bền trong thời gian ngắn hơn nhiều và đến lượt nó ảnh hưởng đến chi phí và thời gian của chế độ thử nghiệm. Khả năng tạo ra tốc độ cực cao là rất quan trọng đối với các bộ phận vòng bi (ví dụ: các phân đoạn lồng). Do tốc độ quay nhanh hơn, các lực thành phần dựa trên quán tính và tác động của con lăn đến mặt bích và lồng được tăng lên đáng kể. Bộ con lăn, quay với tốc độ khoảng một nửa tốc độ chịu lực, có khối lượng 1,6 tấn – khối lượng của một chiếc xe cỡ trung. Đối với khả năng tăng tốc từ 0 đến 30 r / phút, MSTR có khả năng áp dụng 880 mã lực. Như một hướng dẫn, cánh quạt điển hình cho tuabin gió lớn quay với tốc độ khoảng 5 đến 20 r / phút; đạt tốc độ quay cao hơn giúp giảm thời gian thử nghiệm và kiểm tra các điều kiện khắc nghiệt.

Kiến thức thu được trong các chiến dịch thử nghiệm này cung cấp cơ sở vững chắc cho sự phát triển ứng dụng và sản phẩm trong tương lai, điều này sẽ cho phép SKF ở vị trí tốt nhất trong lớp trong sản phẩm và trong ngành, ông giải thích Juergen Re Richt, nhà tài trợ và quản lý dự án, trung tâm phát triển sản phẩm trục chính và ứng dụng trung tâm năng lực. Thử nghiệm trục chính của Chính sẽ ảnh hưởng đến ngành công nghiệp bằng cách rút ngắn thời gian phát triển thành chuỗi, độ bền sản phẩm cao hơn và giảm chi phí và rủi ro, Giám đốc SWTC Thomas Zika cho biết thêm.

Chiến dịch thử nghiệm hiện tại sẽ được hoàn thành vào cuối năm 2020 và các kế hoạch sẽ bao gồm việc trao đổi vòng bi, bạc đạn thử nghiệm với một loại khác có hình dạng bên trong khác. Các chiến dịch thử nghiệm cho năm 2021 và hơn thế nữa đang chuẩn bị sử dụng MSTR theo cách tối ưu nhất.

Con đường đến tương lai
Cho đến nay, thử nghiệm đã cho phép so sánh dữ liệu thử nghiệm được thu thập trong một số điều kiện hoạt động mô phỏng. Bây giờ, chúng tôi rất hài lòng với dữ liệu mà chúng tôi đã thu thập được. Chúng tôi vẫn có những kỳ vọng cao cho các chiến dịch thử nghiệm sắp tới. Việc kiểm tra các giới hạn này là rất quan trọng đối với sự phát triển tuabin mạnh mẽ, đặc biệt là khi các tuabin gió chuyển sang lớp công suất 15 MW và xa hơn cho tương lai.

Việc thử nghiệm vòng bi, bạc đạn Nautilus sẽ tiếp tục bằng cách áp dụng động lực học cao, tải trọng gió thực tế và tải độ bền và chu kỳ thử nghiệm sẽ chạy liên tục trong vài tuần.

Ngoài việc kiểm tra ổ bi Nautilus, các loại vòng bi khác sẽ được thử nghiệm trên các giàn khoan trong SWTC, bao gồm bốn giàn thử nghiệm. Điều này sẽ bao gồm thử nghiệm vòng bi lăn hình trụ kích thước lớn, nhiều hàng, vòng bi lăn đơn hàng, vòng bi lăn hình cầu, vòng bi CARB và các loại vòng bi khác.

Vòng bi SKF Nautilus
SKF Nautilus là một người khổng lồ trong thế giới vòng bi, với đường kính ngoài lên tới bốn mét, và trọng lượng lên tới 14 tấn. Nó được sử dụng làm vòng bi chính cho các tuabin gió ngoài khơi với công suất 8 MW. Là một vòng bi chính, nó mang trọng lượng của cánh quạt và cánh quạt cũng như điều chỉnh lực gió tác động lên cánh quạt.

SKF Nautilus là vòng bi côn hai hàng theo cách sắp xếp quay lại (còn gọi là sắp xếp O). Nó thực hiện công việc của hai vòng bi đơn để hệ thống truyền lực hoàn chỉnh có thể được thiết kế nhỏ gọn hơn. Ngoài ra, đối với các bố trí vòng bi đặc biệt, ổ bi SKF Nautilus có thể được tích hợp vào hộp số, mặc dù nó vẫn là ổ trục cho trục chính.

Vòng bi SKF Nautilus trong các ứng dụng gió dự kiến ​​sẽ có tuổi thọ hơn 20 năm, vì vậy khả năng kiểm tra chúng kỹ lưỡng là rất quan trọng.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

error: Content is protected !!