Schaeffler biedt al zo'n 40 jaar aan zwenklager-Oplossingen voor windturbines. De componenten voor onshore en offshore gebruik zijn betrouwbaar en ontworpen om de toenemende prestaties van de systemen te weerstaan CO2-voetafdruk gerichte aandacht. Van compacte rotorlagers tot hydrodynamische glijlagers voor de versnelling, trillingsveroorzakende generatorlagers tot bladverstelling en windtracking – Schaeffler-componenten zijn geschikt voor conditiebewaking en efficiënt.

inhoud

• De krachtigste testbank voor windturbinelagers ter wereld
• Conditie- en koppelbewaking voor de windturbine
• ZF windenergie transmissies met aansluiting op de Schaeffler Cloud
• Sensoren voor uitgebreide bewaking van rotorlagers
• Analyse van vet voorkomt lagerschade

De krachtigste testbank voor windturbinelagers ter wereld

06.02.2024/XNUMX/XNUMX | Naarmate windturbines steeds groter worden, komt dit eraan Rotorlager speelt een fundamentele rol als integraal onderdeel van de aandrijflijn. Hier tellen alle krachten en momenten die de wind op de turbine uitoefent bij elkaar op. Als marktleider en strategische ontwikkelingspartner staat Schaeffler voor de uitdaging om actief bij te dragen aan de verdere ontwikkeling van multi-megawattWindturbines bijdragen.

Lindø Offshore Renewables Center

In Lindø, Denemarken, wordt gebouwd LORC (Lindø Offshore Renewables Center) 's werelds krachtigste testbank voor rotorlagers. De investering, die een miljoenenbedrag in de dubbele cijfers waard is, omvat ook financiering uit het Deense Greenlab-programma. Specifieke testprogramma’s zouden al eind 2025 moeten draaien.

LORC werkt aan de bouw van de testbank R&D-testsystemen samen een aanbieder van testbanken voor de windindustrie. Schaeffler heeft de specificaties van de testbank aanzienlijk gedefinieerd en zal de eerste klant zijn die in samenwerking met OEM's zijn rotorlagers voor toekomstige generaties windturbines op de testbank test.

“Wij zijn een belangrijke markt- en technologieleider voor Voorraadtechnologieën in de windenergiesector. Met LORC, een van de meest ervaren testbankoperatoren voor windenergie-aandrijflijnen, hebben we een partner gevonden die ons gaat helpen onze kennis en productprestaties verder uit te breiden”, benadrukt dr. Michaël Pausch, CTO Industrieel Schaeffler. “Dit geeft ons de mogelijkheid om de volgende generaties windturbines met geschikte technologieën te ontwikkelen Testen en methodeontwikkeling.”

Astraios testbank voor zwenklagers

“Met onze draaikranstestbank ‘Astraios’, destijds de krachtigste testbank ter wereld, hebben we sinds 2011 waardevolle inzichten verworven voor de ontwikkeling van lageroplossingen”, zegt Bernd Endres, hoofd van de winddivisie, Schaeffler Industrial. “Met de nieuwe testbank kunnen we nu nieuwe en toekomstige dimensies betreden en bijdragen aan de snellere ontwikkeling van betrouwbare multi-megawatt-systemen.”

Gesloten lustechniek voor lagers van windturbines

Schaeffler biedt al ongeveer 40 jaar betrouwbare zwenklageroplossingen voor onshore en offshore windturbines. Schaeffler-wentellagers zijn wereldwijd in elke tweede tot derde windturbine te vinden. Met Gesloten-lustechniek Het bedrijf hanteert een alomvattende benadering bij de ontwikkeling van lagers voor windenergie.

Naast de pure ontwikkeling van lageroplossingen ondersteunen de experts van Schaeffler de systeemontwikkeling ook door middel van systeemsimulaties en tests Veldmetingscampagnes. De opgedane kennis vloeit terug in de verdere ontwikkeling van klantprojecten, ontwerptools en de ontwikkeling van nieuwe opbergoplossingen. De experts van Schaeffler werken nauw samen met OEM-ontwikkelaars om de betrouwbaarheid van windturbines verder te vergroten en hernieuwbare energiebronnen zoals windenergie zuiniger te maken. De nieuwe proefbank vormt een belangrijke bouwsteen voor de komende decennia.

Conditie- en koppelbewaking voor de windturbine

16.04.2019 april XNUMX | De ontwikkelingspartners Schaeffler en Bonfiglioli hebben een compact Industrie 4.0-oplossingenpakket ontwikkeld. Schaeffler combineert zijn twee beproefde meetsystemen “Smartcheck” en “Torquesense” in een nieuw conditie- en koppelbewakingssysteem.

Während sterft Trillingsanalyse Als met de Smartcheck schade aan de hoofdlagers en andere grote draaikransen zeer vroeg wordt gedetecteerd, kan het precieze koppelsignaal worden gebruikt om onder meer belastingspieken en de frequentie ervan te detecteren en te beperken. Met zijn expertise heeft Bonfiglioli applicatiegebaseerde algoritmen ontwikkeld die het mogelijk maken om deze en andere data te verwerken tot informatie over de gehele bedrijfstijd van een windturbine.

Sensortechnologie beschermt WKA-rotorbladen tegen ijs en beschadiging

De informatie wordt online beschikbaar gesteld in de vorm van rapporten over relevante prestatie-indicatoren, bijvoorbeeld de algemene ‘gezondheidsstatus’ van het bedrijf motorreductoren, mogelijk kritieke bedrijfstoestanden of ongebruikelijk gedrag van de Windvolgsysteem. Over het geheel genomen profiteren klanten van minder ongeplande stilstandtijden als gevolg van overbelasting en, afhankelijk van de belasting, doorgaans langere onderhoudsintervallen dankzij voorspellende monitoring.

Conditie en koppel monitoring

De SmartCheck bewaakt de toestand van lagers, tandwielen en elektromotoren, pompen, ventilatoren en aggregaten op een frequentieselectieve manier op basis van constructiegeluidstrillingen. Met slechts één meetsysteem kunnen abnormale frequenties automatisch worden toegewezen aan de beschadigde componenten. Er zit ook een in het apparaat temperatuursensor geïntegreerd.

De koppel- en snelheidssignalen van de Koppel zeis worden via de Smartcheck beheerd, voorbewerkt en samen met de trillingssignalen beschikbaar gesteld, welke tevens worden geanalyseerd, voor machinebesturing en/of onderhoud. De toevoeging van het condition monitoring systeem met de bedrijfsgegevens Drehmoment en snelheden opent verschillende scenario's: in het eenvoudigste geval kunnen koppelpieken en hun frequentie worden bewaakt, kan de benuttingsgraad worden geëvalueerd en kunnen onderhoudsmaatregelen worden afgeleid op basis van de belasting. De signalen kunnen ook in de bedrijfsstrategie van aandrijvingen worden geïntegreerd en zo koppelbeperkingen of uitschakelingen initiëren.

Het nieuwe systeem is bijzonder geschikt voor Instel- en draaiaandrijvingen in de wind- en scheepsindustrie, in grote kranen, bouw- en mijnbouwmachines met roterende torens en voor lieren. Het koppelsignaal kan hier niet alleen voor bewaking worden gebruikt, maar ook voor zachte en nauwkeurige koppelregeling of spanbandregeling.

Pilootproject voor de windindustrie

Schaeffler ontwikkelt momenteel een eerste proefproject voor azimuth-motorreductoren voor windenergie van Bonfiglioli. In deze applicatie worden de met de Smartcheck gecomprimeerde laadgegevens vergeleken met vooraf gedefinieerde grenswaarden en worden de resultaten vergeleken met behulp van een Poort draadloos verzonden naar Bonfiglioli. Het bewakingssysteem voor motorreductoren is autonoom en niet verbonden met de systeembesturing en kan daarom eenvoudig achteraf worden aangebracht als de motorreductoren worden vervangen.

Koppelingen, remmen en monitoring voor de windturbine

Het doel van Bonfiglioli met het nieuwe systeem is het verminderen van overbelasting Azimut-aandrijvingen om te monitoren, de doorlooptijden voor onderhoudswerkzaamheden te verlengen en onderhoudswerkzaamheden te kunnen definiëren op basis van belasting in plaats van tijd. Om de Torquesense-module te integreren in de krachtstroom van de motorreductor, wordt deze tussen de motor en de versnellingsbak geplaatst. Het meetsysteem kan echter ook in smeerolie functioneren en biedt beslissende voordelen voor integratie in de aandrijflijn, zoals: hoge meetnauwkeurigheid (ca. 1% van het meetbereik), contactloos meetprincipe, geen verandering in de belasting capaciteit en torsiestijfheid door de sensoras en een lage temperatuurinvloed. Levensduur en meetnauwkeurigheid evenals geïntegreerde toerentalmeting.

Koppelingssensoren kunnen eenvoudig worden geïntegreerd

De Torquesense bestaat uit een magnetisch geconditioneerd asstuk en een sensorbehuizing. Deze hoeft de schacht niet volledig te omsluiten. Afhankelijk van de gewenste nauwkeurigheid en storingsimmuniteit zijn ook enkelzijdige montage of U-vormige uitvoeringen mogelijk. Vanwege het meetprincipe contactloos het koppel kan ook van buitenaf worden gemeten via een niet-magnetische behuizing.

Vervolgens kan de sensormodule van buitenaf worden gemonteerd. Met Torquesense zijn afhankelijk van de klant en toepassing asdiameters tot circa 100 mm mogelijk; Er zijn al sensorunits in diverse standaarddiameters. Het meetbereik strekt zich uit van 100 Nm tot 20 kNm. Door hun principe hebben de sensoren een hoge lineariteit en een extreem kleine hysteresis.

ZF windenergie transmissies met aansluiting op de Schaeffler Cloud 

26.11.2018 november XNUMX | Ontwikkelen als onderdeel van een samenwerking ZF Friedrichshafen en Schaeffler nieuwe oplossingen voor het voorspellen van dienstlevens van Overbrenging van windenergie Componenten op basis van werkelijke spanningen tijdens bedrijf. De eersten leveren dit sinds september sensoren en conditiebewakingssystemen voorzagen tandwielkasten voor windenergie in een cloud-to-cloud-oplossing.

Idee van een platform voor tandwielkasten voor windenergie

Het basisidee van het project is om de ZF-softwareoplossing voor tandwielkasten van windturbines samen met de expertise van andere specialisten te combineren in een intelligent systeem Platform beschikbaar stellen. Dit geeft operators van windturbines een totaalbeeld van de tandwielkast van de windturbine.

Schaeffler is hiervoor de aangewezen partner rolling en vertegenwoordigt Analyses van rollagerbelastingen klaar. De beoordeling van de belasting op transmissiecomponenten wordt uitgevoerd door ZF. Het project is ontworpen om open te zijn, zodat andere bedrijven, zoals smeermiddelenexperts of sturens providers kunnen worden geïntegreerd.

Motor- en versnellingsbakontwerp energiezuinig en gratis

In de oplossing die nu is geïnstalleerd, worden voorverwerkte gegevens uit het Conditiebewakingssysteem en andere sensoren worden continu verzonden naar de ZF Cloud en koppel- en snelheidsgegevens worden doorgestuurd naar de Schaeffler Cloud. Een gedetailleerd simulatiemodel van de ZF-transmissie wordt daar geïmplementeerd als een virtuele tweeling. De berekeningsresultaten van de virtuele tweeling worden teruggestuurd naar de ZF-cloud en zijn beschikbaar op het dashboard van de ZF-software voor het bewaken van de transmissiestatus.

Verlengt de planningshorizon voor exploitanten van windparken 

Met een monitoring van de werkelijke belastingen van een windenergie-overdracht, creëren de twee bedrijven de basis voor de ontwikkeling van nieuwe op gegevens gebaseerde modellen. Op basis van de beschikbare ingangsvariabelen wordt de virtual twin in een eerste stap gebruikt om de levensduur en statische belastingsveiligheid van de lagers van de versnellingsbak te evalueren - analoog aan de procedure voor het gecertificeerde ontwerp van de lagers.

In de volgende stap, naast vermoeidheid, andere Schade mechanismen moet rekening mee worden gehouden. Dit is nodig omdat de levensduur van wentellagers in windenergietoepassingen meestal niet wordt beperkt door klassieke materiaalmoeheid, maar eerder door oppervlakte-geïnduceerde schade zoals overmatige slijtage of vervuiling van het smeermiddel. Schaeffler heeft hiervoor al een algoritme ontwikkeld waarmee het risico op oppervlakte-geïnduceerde schade kan worden berekend.

Tandwielberekening voor tandwieloverbrenging met achtergrondafbeelding

De overdracht en het testen van dergelijke nieuwe procedures voor de staatsvoorspelling van Lagers vooral op het gebied van windenergie is onderdeel van de samenwerking met ZF. Door de rekenresultaten van de Virtual Twin te evalueren op basis van belastingsgegevens, kunnen in de toekomst schadelijke bedrijfsomstandigheden in een vroeg stadium worden opgespoord.

Zo kan de doorlooptijd voor het initiëren worden verkort Onderhoudsmaatregelen op windturbines in vergelijking met de huidige conditiebewakingssystemen. Bovendien kunnen tijdig passende tegenmaatregelen worden genomen om kritische bedrijfstoestanden van een windturbine te voorkomen en zo de levensduur van het lager te verlengen. Dit betekent dat operators van windturbines beschikken over een tool die hun planningshorizon aanzienlijk zal vergroten.

Afstemming van de levensduur van lagers

Gebaseerd op de feitelijke opgebouwde stress die elk Voorraad Na kennis te hebben genomen van krachtoverbrengingen in de wind, zal Schaeffler ook productaanbevelingen kunnen doen die zijn geoptimaliseerd voor het volgende onderhoudsinterval met een relatief lange doorlooptijd. Dit kan een 1: 1 vervanging van het betreffende lager zijn, een upgrade met een coating, een lager met een hogere prestatie Materiaal of een speciale warmtebehandeling. Over de hele reductor gezien kunnen de levensduur van alle lagers in de reductor beter op elkaar worden afgestemd.

Modulaire industriële tandwielkasten voor zware taken

De komende maanden zullen worden gebruikt voor de geïnstalleerde IT-infrastructuur en datatransfer om een ​​windturbine in de praktijk te testen. De ervaring die is opgedaan met de technische, juridische en economische uitdagingen zal worden meegenomen in het volgende seriegebruik.

Schaeffler op de Windenergy 2018

Sensoren voor uitgebreide bewaking van rotorlagers

25.09.2018 september XNUMX | Hoe kunnen typische schadepatronen ontstaan ​​aan wentellagers in windturbines, vooral op de... Rotorlager, vroegtijdig ontdekt of zelfs vermeden? Om deze complexe taak op te lossen, biedt Schaeffler een combinatie van sensoren die de kritische beïnvloedende factoren op deze schadepatronen kunnen monitoren.

Naar de wentellagers erin aandrijflijn en om het algehele systeem verder te verbeteren en de werking van het systeem te optimaliseren, bieden echte bedrijfsgegevens een groot potentieel. Door bijvoorbeeld de verzamelde gegevens te evalueren en te interpreteren kunnen veiligheidsfactoren nauwkeuriger worden bepaald en aangepast aan nieuwe ontwikkelingen. Het bedrijf ontwikkelt ook samen met pilotklanten Sensorconceptenom relevante beïnvloedende factoren op schademechanismen in lagers die nog niet zijn gemonitord, in kaart te kunnen brengen.

Voor de rotorFlens lagers Een dergelijke sensorcombinatie bestaat bijvoorbeeld uit reeds bestaande temperatuur- en trillingssensoren, maar ook uit de vetsensor "Greasecheck", de nieuwe "Loadsense" pin en een eveneens nieuwe glijpadsensor met rollenset.

Optisch sensorsysteem detecteert veranderingen

De vetcontrole is een optische controle Sensorsysteem, waarmee veranderingen in de vettoestand in een vroeg stadium kunnen worden gedetecteerd. De sensorkop, met een diameter van slechts 5 mm, registreert de drie parameters: troebelheid, watergehalte en temperatuur van het vet. Door individuele drempelwaarden voor troebelheid en watergehalte in te stellen, kunnen klanten de toestand van het vet in het bedrijf indelen als goed of slecht. Van bijzonder nut:

Met Greasecheck kunnen exploitanten van windparken dit bepalen nasmeerintervallen Voor nieuwe systemen vervalt de complexe procedure van het nemen van vetmonsters en het analyseren ervan. Door de toestand van het vet voortdurend te monitoren, kunnen operators met onderhoudsmaatregelen reageren op veranderingen in het smeermiddel, mogelijk zelfs voordat er schade aan het lager is opgetreden. Als er voldoende systemen zijn geïnstalleerd, zal het op middellange termijn mogelijk zijn om de nasmeerintervallen op basis van de behoeften in te stellen en zo nog meer onderhoudsinspanningen te besparen.

Schuifsensor voor het bewaken van de voorspanning van de lagers

Bij rotorlagersystemen die vooraf zijn gemonteerd en met een flens aan de omringende constructie zijn bevestigd, heeft de voorspanning van de gebruikte schroefverbindingen een directe invloed op de prestaties en levensduur van het lager, aangezien deze de belastingsverdeling in het lager bepaalt. Om deze schroefvoorspanning te monitoren ontwikkelde Schaeffler de zogenaamde Loadsense Pin. Deze nieuwe sensor is gebaseerd op de Dunnefilmsensoren “Sensotect” en maakt gebruik van de meetmethode van rekstrookjes.

In Laaddetectiepin Dit sensorsysteem is direct op de voorzijde en ook op het buitenoppervlak van een kleine stalen cilinder gecoat voor temperatuurcompensatie. De sensor wordt iets overmaats in een gat in het te meten onderdeel gedrukt en ervaart daardoor dezelfde uitzetting als het omringende materiaal. In tegenstelling tot de bekende gelijmde rekstrookjes wordt de Loadsense-pin direct in de lagerring gestoken.

Daarmee is de vooringenomenheid van de Klier van het flenslager tijdens bedrijf, zodat de schroeven naar wens kunnen worden aangedraaid. Het is niet nodig om de voorbelasting met vaste tussenpozen te controleren. De betrouwbaarheid van het opslagsysteem wordt verhoogd en de onderhoudskosten worden verlaagd.

Roller set slide-way sensor detecteert de bedrijfsomstandigheden op het rotorlager

De inductieve sensor telt hoe vaak een rolelement de sensorkop passeert gedurende een vast aantal rotorasomwentelingen. De rollend proces De contactpartner in het lager behelst – mits correct ontworpen – altijd kleine glijprocessen. Deze microslip tussen de aangedreven lagerring en het wentelelement verandert de omtreksnelheid van het wentelelement en daarmee ook de frequentie waarmee een wentelelement de sensorkop passeert.

Speciaal flenslager maakt 360 graden rotatie van de scanner mogelijk

Wanneer bekend Interne wentellagergeometrie Op basis van het aantal gepasseerde rolelementen kan dan, zelfs als de rotorsnelheid fluctueert, het gemiddelde glijpad en de microslip zeer nauwkeurig worden berekend, waardoor verschillende belasting-, wrijvings- en smeeromstandigheden kunnen worden bepaald. De meting is eenvoudig, uiterst betrouwbaar en maakt het mogelijk conclusies te trekken over de bedrijfsomstandigheden (inclusief de kinematica) van het wentellager.

Concurrentievoordelen voor pilotklanten

Als onderdeel van deze ontwikkelingsprojecten met Schaeffler hebben pilotklanten de mogelijkheid om op basis van de gemeten gegevens de kritische beïnvloedende factoren voor de rotorlagers te bepalen. Naast het middellangetermijndoel om gedefinieerde schademechanismen in rotorlagers te kunnen voorspellen, is het vandaag de dag met deze sensorcombinatie al mogelijk om verschillende ongunstige schademechanismen te detecteren Bedrijfsomstandigheden in het magazijn deze te herkennen en te vermijden door een aangepaste onderhouds- en exploitatiestrategie of in een vroeg stadium tegenmaatregelen te nemen. Ook worden omstandigheden geïdentificeerd die ongunstig zijn voor het lager, die bijvoorbeeld door nasmering kunnen worden verholpen voordat lagerschade ontstaat. Op deze manier kan de levensduur van de rotorlagers kort na de installatie worden verlengd en de bedrijfskosten worden verlaagd.

Analyse van vet voorkomt lagerschade

20.09.2012 september XNUMX | De vetsensor FAG Vetcontrole van Schaeffler wordt gebruikt om vet te analyseren tijdens de werking van windturbines. Het kan schade veroorzaken aan de rolling kan tijdig worden voorkomen en worden omgeschakeld van tijdgestuurde naar vraaggestuurde smering. De eerste toepassingen van de sensor bij toonaangevende fabrikanten van windturbines en grote windparkexploitanten zijn al succesvol.

Deze methode maakt een enorme tijd- en kostenbesparing mogelijk, vooral voor systemen die moeilijk toegankelijk en kritisch zijn. Ongeveer 90% van alle wentellagers wordt met vet gesmeerd. Is de glijmiddel versleten of vuil, schade aan de wentellagers is onvermijdelijk. Om dit te voorkomen is het monitoren van de toestand van het vet terwijl het systeem in werking is, een essentiële veiligheidsfactor voor de systeembeheerder. Omdat de werkelijke toestand van het smeermiddel momenteel alleen kan worden bepaald door middel van complexe verwijderingen en kosten- en tijdrovende laboratoriummetingen, wordt meestal gekozen voor de methode van het gericht oversmeren van het wentellager. Verhoogde buigarbeid en de daaruit voortvloeiende hogere lagertemperatuur kunnen echter ook een negatief effect hebben op de werking van de wentellagers.

Dankzij de online monitoring met de FAG Grease Check is de gebruiker altijd op de hoogte van de toestand van het vet en hoeft hij pas in te grijpen als het vet niet meer voldoet aan de fysische eigenschappen die nodig zijn voor een betrouwbare smering.

De sensor hoofd met een diameter van slechts 5 mm wordt direct in het smeermiddel ingebed. Met behulp van de optische infraroodreflectiemethode kunnen vier parameters worden gedetecteerd: watergehalte, troebelheid, thermische of mechanische slijtage en temperatuur. Intelligente evaluatie-elektronica genereert een analoog signaal dat de gebruiker snel en eenvoudig informeert over de toestand van het vet. Als er een drempelwaarde wordt ingesteld, kan er direct een signaal worden afgegeven of de vettoestand goed of slecht is. Dit betekent dat als er plotselinge veranderingen in de vettoestand optreden, er onmiddellijk passende maatregelen kunnen worden genomen, waaronder een noodstop.

Misschien ben je ook geïnteresseerd in...

Profielrailgeleiding met behulp van moderne gieterijtechnologie van Laempe

Korte cyclustijden, robuustheid en finesse kenmerken de kernschietmachine LHL300-1700 van Laempe Mössner Sinto GmbH...

Kunstmatige intelligentie | trends en ontwikkelingen

Kunstmatige intelligentie (AI) zal ons leven veranderen op manieren die we nooit voor mogelijk hadden gehouden. Het...

Planetaire tandwieloverbrenging + spanningsgolfoverbrengingsprecisie van Schaeffler

Precisietandwielen hebben een grote invloed op de dynamiek, positionering en herhalingsnauwkeurigheid of de...

Spindellager | De krachtige Vacrodur-elementen

Ontdek de wereld van spindellagers van Schaeffler, de marktleider in lagertechnologie. Of het nu voor...

lineaire gids | Nauwkeurig, licht, duurzaam

Met een lineaire geleiding kunnen lineaire of rechtlijnige bewegingen in machines en...

Additive manufacturing op multi-materiaal 3D-printers

Op Automatica 2023 presenteerde de Schaeffler Group een nieuw type additive manufacturing-systeem voor...