Schaeffler har erbjudit i cirka 40 år svänglager-Lösningar för vindkraftverk. Komponenterna för användning på land och till havs är pålitliga och är designade för att klara systemens ökande prestanda Koldioxidavtryck fokuserad mindfulness. Från kompakta rotorlager till hydrodynamiska glidlager för växel, vibrationsorsakande generatorlager till bladjustering och vindspårning – Schaeffler-komponenter är kapabla och effektiva för tillståndsövervakning.

Schaeffler vindkraft

innehåll

 

Den mest kraftfulla testbänken för vindkraftslager i världen

Schaeffler vindturbinlager testställ06.02.2024/XNUMX/XNUMX | I takt med att vindkraftverken blir allt större kommer detta Rotorlager spelar en grundläggande roll som en integrerad del av drivlinan. Det är här alla krafter och moment som vinden utövar på turbinen summeras. Som marknadsledare och strategisk utvecklingspartner står Schaeffler inför utmaningen att aktivt bidra till vidareutvecklingen av multimegawattVindkraftverk att bidra.

Lindø Offshore Renewables Center

I Lindø, Danmark, byggs kl LORC (Lindø Offshore Renewables Center) världens mest kraftfulla testbänk för rotorlager. Investeringen, som är värd ett mellansiffrigt tvåsiffrigt miljonbelopp, inkluderar även finansiering från det danska Greenlab-programmet. Specifika testprogram bör köras så tidigt som i slutet av 2025.

LORC arbetar med konstruktionen av testbänken FoU-testsystem tillsammans en leverantör av testbänkar för vindindustrin. Schaeffler har avsevärt definierat specifikationerna för testbänken och kommer att vara den första kunden att testa sina rotorlager för framtida generationer av vindturbiner på testbänken i samarbete med OEM-tillverkare.

"Vi är en viktig marknad och teknikledare för Lagerteknologier inom vindkraftsindustrin. Med LORC, en av de mest erfarna testbänksoperatörerna för drivtåg för vindkraft, har vi hittat en partner som kommer att hjälpa oss att ytterligare utöka vårt kunnande och produktprestanda", betonar Dr. Michael Pausch, CTO Industrial Schaeffler. "Detta ger oss möjlighet att utveckla nästa generations vindkraftverk med lämpliga provning Technology och metodutveckling.”

Astraios teststativ för svänglager

 

"Med vårt svänglagertestställ 'Astraios', som var det kraftfullaste teststället i världen vid den tiden, har vi fått värdefulla insikter för utvecklingen av lagerlösningar sedan 2011", säger Bernd Endres, chef för Wind Business Unit, Schaeffler Industrial. "Med den nya testbänken kan vi nu avancera till nya och framtida dimensioner och bidra till en snabbare utveckling av pålitliga multimegawattsystem."

Sluten kretsteknik för vindturbinlager

Schaeffler har erbjudit tillförlitliga svänglagerlösningar för vindkraftverk på land och till havs i cirka 40 år. Schaeffler-rullager finns i varannan till var tredje vindturbin över hela världen. Med Sluten kretsteknik Företaget har ett övergripande synsätt på utvecklingen av vindkraftslager.

Förutom den rena utvecklingen av lagerlösningar stödjer Schaefflers experter även systemutveckling genom systemsimuleringar och tester Fältmätningskampanjer. Kunskapen flödar tillbaka till vidareutveckling av kundprojekt, designverktyg och utveckling av nya lagringslösningar. Schaefflers experter samarbetar nära med OEM-utvecklare för att ytterligare öka tillförlitligheten hos vindkraftverk och för att göra förnybar energi som vindkraft mer ekonomisk. Den nya testbänken utgör en viktig byggsten med hänsyn till de kommande decennierna.

Tillstånds- och vridmomentövervakning för vindkraftverket

Schaeffler Bonfiglioli

16.04.2019 april XNUMX | Utvecklingspartnerna Schaeffler och Bonfiglioli har utvecklat ett kompakt industri 4.0-lösningspaket. Schaeffler kombinerar sina två beprövade mätsystem "Smartcheck" och "Torquesense" till ett nytt tillstånds- och vridmomentövervakningssystem.

Medan vibrationsanalys Om skador på huvudlagren och andra stora svänglager upptäcks mycket tidigt med Smartcheck, kan den exakta vridmomentsignalen användas för att detektera och begränsa bland annat belastningstoppar och deras frekvens. Med sin expertis har Bonfiglioli utvecklat applikationsbaserade algoritmer som möjliggör bearbetning av denna och andra data till information över hela drifttiden för ett vindkraftverk.


Weidmueller rotorblad småSensorteknik skyddar WKA -rotorblad från is och skador


Informationen görs tillgänglig online som rapporter om relevanta resultatindikatorer, till exempel företagets allmänna "hälsostatus" växelmotorer, potentiellt kritiska drifttillstånd eller ovanligt beteende hos Vindspårningssystem. Totalt sett drar kunderna nytta av färre oplanerade stillestånd på grund av överbelastning och, beroende på belastning, generellt längre underhållsintervall tack vare prediktiv övervakning.

Tillstånd och momentövervakning

den Smartcheck övervakar tillståndet för lager, växlar samt elmotorer, pumpar, fläktar och aggregat på ett frekvensselektivt sätt baserat på strukturburna ljudvibrationer. Med bara ett mätsystem kan onormala frekvenser automatiskt tilldelas de skadade komponenterna. Det finns också en i enheten temperatursensor integrerade.

Vridmoment- och hastighetssignalerna för Vridmoment lie hanteras via Smartcheck, förbearbetas och görs tillgängliga med vibrationssignalerna, som också analyseras, för maskinstyrning och/eller underhåll. Tillägget av tillståndsövervakningssystemet med driftdata Drehmoment och hastigheter öppnar upp för flera scenarier: I det enklaste fallet kan vridmomenttoppar och deras frekvens övervakas och utnyttjandegraden utvärderas och underhållsåtgärder kan härledas utifrån belastningen. Signalerna kan också integreras i driftstrategin för drivenheter och därmed initiera vridmomentbegränsningar eller avstängningar.

Det nya systemet är särskilt lämpligt för Justerings- och roterande drivningar inom vind- och fartygsindustrin, i stora kranar, entreprenad- och gruvmaskiner med roterande torn och för vinschar. Momentsignalen kan här användas inte bara för övervakning, utan även för skonsam och exakt vridmomentkontroll eller spänningsbandskontroll.

Pilotprojekt för vindindustrin

Schaeffler utvecklar för närvarande ett första pilotprojekt för vindkrafts-azimutväxlade motorer från Bonfiglioli. I den här applikationen jämförs belastningsdata som komprimerats med Smartcheck med fördefinierade gränsvärden och resultaten jämförs med en Gateway överförs trådlöst till Bonfiglioli. Övervakningssystemet för växelmotorer är självförsörjande och inte kopplat till systemstyrningen, så det kan enkelt eftermonteras om växelmotorerna byts ut.


Mayr Renewable EnergysKopplingar, bromsar och övervakning för vindkraftverket


Bonfigliolis mål med det nya systemet är att minska överbelastningar Azimuth-enheter att övervaka, att öka ledtiderna för underhållsverksamheten och att kunna definiera underhållsverksamheten utifrån belastning snarare än tid. För att integrera Torquesense-modulen i växelmotorns kraftflöde placeras den mellan motorn och växellådan. Mätsystemet kan dock även fungera i smörjolja och erbjuder avgörande fördelar för integration i drivlinan, såsom: hög mätnoggrannhet (ca 1 % av mätområdet), beröringsfri mätprincip, ingen förändring av belastningen kapacitet och vridstyvhet på grund av sensoraxeln och låg temperaturpåverkan Livslängd och mätnoggrannhet samt integrerad hastighetsmätning.

Moment sensorer enkelt integrerade

Torquesense består av ett magnetiskt konditionerat axelstycke och ett sensorhus. Detta behöver inte helt omsluta axeln. Beroende på önskad noggrannhet och störningsimmunitet är enkelsidigt monterade eller U-formade versioner också möjliga. Eftersom mätprincipen kontaktlös vridmomentet kan även mätas utifrån genom ett omagnetiskt hölje.

Givarmodulen kan sedan monteras utifrån. Med Torquesense är axeldiametrar på upp till cirka 100 mm möjliga beroende på kund och applikation; Det finns redan sensorenheter i olika standarddiametrar. Mätområdet sträcker sig från 100 Nm upp till 20 kNm. På grund av sin princip har sensorerna en hög linjäritet och en extremt liten hysteres.

ZF-vindkraftöverföringar med anslutning till Schaeffler Cloud 

Schaeffler vindkraftväxlar

26.11.2018 november XNUMX | Utvecklas som en del av ett samarbete ZF Friedrichshafen och Schaeffler nya lösningar för att förutsäga tjänsteliv för Överföring av vindkraft Komponenter baserade på faktiska spänningar under drift. De första har levererat detta sedan september sensorer och tillståndsövervakningssystem utrustade vindkraftväxlar till en moln-till-moln-lösning.

Idé om en plattform för vindkraftväxellådor

Grundidén med projektet är att kombinera ZF-mjukvarulösningen för vindkraftsväxellådor tillsammans med expertis från andra specialister i ett intelligent system Plattform att göra tillgänglig. Detta ger operatörer av vindkraftverk en sammanställd vy av vindkraftväxellådan.

Schaeffler är den föredragna partnern här rullande och representerar Analyser av rullager redo. Bedömningen av belastningen på transmissionskomponenter utförs av ZF. Projektet är utformat för att vara öppet så att andra företag som smörjmedelsexperter eller styrningleverantörer kan integreras.


Neugart växelberäkning kMotor och växellåda design energieffektiv och kostnadsfri


I den lösning som nu har installerats, förbehandlade data från System för övervakning av tillstånd och andra sensorer överförs kontinuerligt till ZF-molnet och moment- och hastighetsdata vidarebefordras till Schaeffler-molnet. En detaljerad simuleringsmodell av ZF-överföringen implementeras där som en virtuell tvilling. Beräkningsresultaten för den virtuella tvillingen överförs tillbaka till ZF-molnet och finns tillgängliga på instrumentpanelen i ZF-programvaran för övervakning av överföringsstatus.

Förlänger planeringshorisonten för vindkraftsförare 

Schaeffler ZF virtuell tvilling


Med en övervakning av faktiska laster av en vindkraftöverföring skapar de två företagen grunden för att utveckla nya databaserade modeller. Baserat på tillgängliga ingångsvariabler används den virtuella tvillingen i ett första steg för att utvärdera livslängden och den statiska belastningssäkerheten för växellådans lager - analogt med proceduren för den certifierade utformningen av lagren.

I nästa steg, förutom trötthet, andra Skademekanismer måste beaktas. Detta är nödvändigt eftersom livslängden på rullande lager i vindkraftsapplikationer vanligtvis inte är begränsad av klassisk materialutmattning, utan av ytinducerad skada såsom överdrivet slitage eller smuts i smörjmedlet. Schaeffler har redan utvecklat en algoritm för detta som kan användas för att beräkna risken för ytinducerad skada.


Beräkning av GWJ-överföring kVäxelberäkning för växellåda med bakgrundsbild


Överföring och testning av sådana nya förfaranden för statens förutsägelse av rullager särskilt inom vindkraftområdet är en del av samarbetet med ZF. Genom att utvärdera beräkningsresultaten för Virtual Twin utifrån belastningsdata kan driftsförhållanden som är skadliga i framtiden identifieras tidigt.

Det är således möjligt att minska ledtiden för initiering Underhållsåtgärder på vindkraftverk jämfört med dagens system för tillståndsövervakning. Dessutom kan lämpliga motåtgärder initieras i god tid för att förhindra kritiska driftstillstånd för en vindturbin och därmed förlänga lagrets livslängd. Detta innebär att vindkraftsoperatörer kommer att ha ett verktyg till sitt förfogande som kommer att utvidga deras planeringshorisont avsevärt.

Inriktning av lagerens livslängd

Baserat på den faktiska ackumulerade stress som var och en Lager I vindkraftsöverföringsupplevelsen kommer Schaeffler också att kunna erbjuda produktrekommendationer som är optimerade för nästa underhållsintervall med en relativt lång ledtid. Detta kan vara ett 1: 1-utbyte av respektive lager, en uppgradering med en beläggning, ett lager med högre prestanda Material eller en speciell värmebehandling. Sett över hela växeln kan livslängden för alla lager i växeln bättre matchas med varandra.


Getriebebau Nord industriella växlarModulära industriella växlar för tunga uppgifter


De närmaste månaderna kommer att användas för den installerade IT-infrastrukturen och dataöverföringen för att testa en vindkraftverk i praktiken. Erfarenheterna med sina tekniska, juridiska och ekonomiska utmaningar kommer att införlivas i den efterföljande serieanvändningen.

Schaeffler på Windenergy 2018

 

Sensorer för omfattande övervakning av rotorlager

Schaeffler sensorsystem rotorlager25.09.2018 september XNUMX | Hur kan typiska skademönster uppstå på rullager i vindturbiner, speciellt på... Rotorlager, upptäckt tidigt eller till och med undvikit? För att lösa denna komplexa uppgift erbjuder Schaeffler en kombination av sensorer som kan övervaka de kritiska påverkande faktorerna på dessa skademönster.

Till rullningslager in drivtåg och för att ytterligare förbättra det övergripande systemet och optimera systemdriften, erbjuder verkliga driftsdata stor potential. Genom att till exempel utvärdera och tolka insamlade data kan säkerhetsfaktorer bestämmas mer exakt och anpassas till ny utveckling. Företaget utvecklas även tillsammans med pilotkunder Sensorkonceptför att kunna registrera relevanta påverkande faktorer på skademekanismer i lager som ännu inte övervakats.

För rotornFlänslager En sådan sensorkombination består till exempel av redan etablerade temperatur- och vibrationssensorer samt fettsensorn "Greasecheck", den nya "Loadsense"-tappen och en lika ny rullset glidbanassensor.

Det optiska sensorsystemet upptäcker förändringar

Fettkontrollen är en optisk sådan Sensorsystem, som kan användas för att upptäcka förändringar i fetttillståndet i ett tidigt skede. Sensorhuvudet, som bara är 5 mm i diameter, registrerar de tre parametrarna grumlighet, vattenhalt och temperatur i fettet. Genom att sätta individuella tröskelvärden för grumlighet och vattenhalt kan kunderna klassificera fettets tillstånd i företaget som bra eller dåligt. Av särskild användning:

Med Greasecheck kan vindkraftsoperatörer avgöra eftersmörjningsintervaller För nya system undviks det komplexa förfarandet att ta fettprover och analysera dem. Genom att ständigt övervaka fettets tillstånd kan operatörer reagera på förändringar i smörjmedlet med underhållsåtgärder, eventuellt även innan skador på lagret har inträffat. Om tillräckligt många system installeras kommer det på medellång sikt att vara möjligt att ställa in eftersmörjningsintervallen utifrån behov och därmed spara ännu mer underhållsarbete.

Gleitwegsensor för övervakning av lagerförspänningen

När det gäller rotorlagersystem som är förmonterade och flänsade till den omgivande strukturen, har förspänningen på de använda skruvförbanden en direkt inverkan på lagrets prestanda och livslängd, eftersom den bestämmer lastfördelningen i lagret. Schaeffler utvecklade det så kallade loadsense-stiftet för att övervaka denna skruvförspänning. Denna nya sensor är baserad på Tunnfilmssensorer "Sensotect" och använder mätmetoden för töjningsmätare.

När Ladda avkänningsstift Detta sensorsystem är belagt direkt på framsidan och även på utsidan av en liten stålcylinder för temperaturkompensation. Sensorn trycks in något överdimensionerad i ett hål i komponenten som ska mätas och upplever därmed samma expansion som det omgivande materialet. Till skillnad från de välkända limmade töjningsgivarna sätts Loadsense-tappen direkt in i lagerringen.

Med det, partiskheten av Gland av flänslagret under drift så att skruvarna kan dras åt vid behov. Det finns ingen anledning att kontrollera förspänningen med fasta intervall. Lagringssystemets tillförlitlighet ökar och underhållskostnaderna minskar.

Rullset glidvägssensor upptäcker driftsförhållandena på rotorlagret

Den induktiva sensorn räknar hur ofta ett rullande element passerar sensorhuvudet för ett fast antal rotoraxelvarv. De rullande process Kontaktpartnern i lagret involverar alltid – om den är rätt utformad – små glidprocesser. Denna mikroslip mellan den drivna lagerringen och rullelementsatsen förändrar rullelementsatsens periferihastighet och därmed också frekvensen med vilken ett rullelement passerar sensorhuvudet.


Rodriguez flänslagerSpeciellt flänslager möjliggör 360 graders skannerrotation


När känt Inre rullagergeometri Den genomsnittliga glidbanan och mikroslirningen kan sedan beräknas mycket exakt utifrån antalet passerade rullelement, även när rotorhastigheten fluktuerar, och kan därför användas för att bestämma olika belastnings-, friktions- och smörjförhållanden. Mätningen är enkel, extremt tillförlitlig och gör det möjligt att dra slutsatser om driftsförhållandena (inklusive kinematik) för rullagret.

Konkurrensfördelar för pilotkunder

Som en del av dessa utvecklingsprojekt med Schaeffler har pilotkunder möjlighet att bestämma de kritiska påverkande faktorerna för rotorlagren baserat på uppmätta data. Förutom det medelfristiga målet att kunna förutsäga definierade skademekanismer i rotorlager, är det redan idag möjligt med denna sensorkombination att upptäcka flera ogynnsamma sådana. Driftförhållanden i lagret att känna igen och undvika dem genom en anpassad underhålls- och driftstrategi eller att initiera motåtgärder i ett tidigt skede. Även förhållanden som är ogynnsamma för lagret identifieras, vilket kan åtgärdas till exempel genom eftersmörjning, innan lagerskador börjar. På så sätt kan livslängden på rotorlagren ökas och driftskostnaderna minskas kort efter installationen.

Analys av fett förhindrar lagerskador

Schaeffler fettsensor20.09.2012 september XNUMX | Fettsensorn FAG Fettkontroll från Schaeffler används för att analysera fett under drift av vindkraftverk. Det kan orsaka skada på rullande kan förebyggas i god tid och bytas från tidsstyrd till behovsstyrd smörjning. De första applikationerna av sensorn hos ledande tillverkare av vindkraftverk och stora vindkraftsoperatörer visar redan framgång.

Denna metod möjliggör enorma tids- och kostnadsbesparingar, särskilt för system som är svåråtkomliga och kritiska. Cirka 90 % av alla rullager är smorda med fett. Är smörjmedel slitna eller smutsiga, rullagerskador är oundvikliga. För att förhindra detta är övervakning av fetttillståndet medan systemet är i drift en väsentlig säkerhetsfaktor för systemoperatören. Eftersom smörjmedlets faktiska tillstånd för närvarande endast kan fastställas genom komplexa borttagningar och kostnads- och tidskrävande laboratoriemätningar, väljs vanligtvis metoden för riktad översmörjning av rullagret. Ökat böjningsarbete och den resulterande ökade lagertemperaturen kan dock också ha en negativ inverkan på rullningslagrens funktion.

Tack vare onlineövervakning med FAG Grease Check är användaren alltid informerad om fettets tillstånd och behöver bara ingripa när fettet inte längre uppfyller de fysiska egenskaperna som krävs för tillförlitlig smörjning.

den sensorhuvud med en diameter på endast 5 mm är inbäddad direkt i smörjmedlet. Med den optiska infrarödreflektionsmetoden kan fyra parametrar detekteras: vattenhalt, grumlighet, termiskt eller mekaniskt slitage och temperatur. Intelligent utvärderingselektronik genererar en analog signal som snabbt och enkelt informerar användaren om fettets tillstånd. Om ett tröskelvärde sätts kan en signal matas ut direkt om fetttillståndet är bra eller dåligt. Det innebär att om plötsliga förändringar i fetttillståndet inträffar kan lämpliga åtgärder vidtas omedelbart, inklusive nödstopp.

Du kanske också är intresserad av...

Profilskena styrning med modern gjuteriteknik från Laempe

Profilskena styrning med modern gjuteriteknik från Laempe

Korta cykeltider, robusthet och finess kännetecknar kärnskjutningsmaskinen LHL300-1700 från Laempe Mössner Sinto GmbH...
Artificiell intelligens | trender och utvecklingar

Artificiell intelligens | trender och utvecklingar

Artificiell intelligens (AI) kommer att förändra våra liv på sätt som vi aldrig trodde var möjligt. Den...
Planetväxel + töjningsvågsprecision från Schaeffler

Planetväxel + töjningsvågsprecision från Schaeffler

Precisionsväxlar har ett betydande inflytande på dynamiken, positioneringen och repetitionsnoggrannheten eller...
spindellager | Vacrodur högpresterande element

spindellager | Vacrodur högpresterande element

Upptäck spindellagervärlden från Schaeffler, marknadsledaren inom lagerteknik. Vare sig för...
linjär guide | Exakt, lätt, hållbart

linjär guide | Exakt, lätt, hållbart

Med linjär styrning, linjära eller rätlinjiga rörelser i maskiner och...
Additiv tillverkning på multimaterial 3D-skrivare

Additiv tillverkning på multimaterial 3D-skrivare

På Automatica 2023 presenterade Schaeffler Group en ny typ av additiv tillverkningssystem för...