効率
メインシャフトベアリングの早期故障の解決
TDIを風力エネルギー向けとして気に入っている理由
風力エネルギー産業が成長するにつれて、それを可能にする部品やサービスの需要も高まっています。過去15年間のティムケンの風力への投資は、同社に利益をもたらしてきました。風力エネルギーの収益は過去5年間で17％のCAGR(年平均成長率)を記録し、これは業界全体の成長率の2倍以上です。
ティムケンは、コーティング、潤滑システム、ねじれ制御製品など、さまざまな製品を通じて業界にサービスを提供しています。高度加工ベアリングは風力エネルギー発電で中心的な役割を果たしますが、中でもテーパ付き2列内輪（TDI）メインシャフトローラベアリングが主な推奨製品となっています。
風力エネルギー部門をサポートする主任機械エンジニアであるカレブ・チョヴァンに、TDIが変革をもたらす理由についての考えを語ってもらいました。
「私の仕事の最も良い点は、新しく革新的な製品を自由に設計して市場に出せることです」。カレブ・チョヴァン、主任機械エンジニア
質問: そもそも、風力タービン用としてTDIベアリングが開発されたのはなぜですか？
チョヴァン：TDIは、業界が直面している大きな問題から生まれました。多くの相手先ブランド供給（OE）ソリューションには、メインシャフト用の自動調心ローラベアリング（SRB）が付属していましたが、タービンのサイズが1.5MWになると、これらのベアリングは予定よりもはるかに早く故障し始めました。
交換には非常に費用がかかり、15万ドルのクレーンサービス料がかかることもあります。20年続くはずだったのに、6〜8年で故障するのは、風力タービンで収益を上げようとする企業にとって、計画外の莫大な費用です。
私たちの顧客の1つである米国の風力発電会社は、国のさまざまな地域の風力発電所にそのようなタービンを多数設置していました。当社のエンジニアは彼らと協力して、元の球面ベアリングに取って代わり、パフォーマンスを向上させるテーパ付きローラベアリングを開発しました。
質問：ティムケンのエンジニアは、コーティング作業で賞を受賞しています。交換用SRBにコーティングを施すだけではだめだったのですか？
チョヴァン：ティムケンES302コーティングは、ベアリングの設計を変更せずにベアリングの寿命を大幅に延ばすことができます。それは確かにメインシャフトベアリングにおける選択肢の1つです。保護コーティングは、ローラとレースウェイの間の滑りによって引き起こされる摩耗プロセスを遅くするための、第2の防御線としては役立ちます。その滑りはベアリングレースの過度の摩耗を引き起こし、早期のベアリング故障を引き起こします。
一方、SRBをTDIに置き換えることは、ローラの滑りをなくし、ギアボックスのベアリングの寿命を延ばします。SRBは設計上、わずかな遊びがあり、メインシャフトが浮き、軸が動いてしまう可能性があります。動きすぎると、メインシャフトベアリングのすぐ後ろにあるギアボックスに意図しない負荷がかかります。
TDIに切り替えると、ベアリングに遊びがまったくない堅固なシステムができます。基本的に、ベアリングを所定の位置に固定して、強制的に、設計された全ての荷重をベアリングに伝達するのです。したがって、これらの荷重がギアボックスのベアリングに伝達されることはありません。お客様と協力して、どのソリューションがお客様の使用に最も適しているかを判断します。
TDIベアリングは、風力タービンのメインシャフトのローラの滑りをなくすように設計されています。
質問: TDIベアリングの現場での耐久性はどうでしたか？
チョヴァン：2年間稼働した後、1つのプロトタイプを検査しましたが、状態は良好で、ほとんど新品のように見えました。他の2つは、5年半の稼働期間の後、タービンがより大きい出力のものにアップグレードされたため、最近取り外しました。初期のデータによると、これらのベアリングは、機器がアップグレードされていなかったら、元のOEベアリングよりもはるかに長持ちしたであろうことが示されました。
業界は絶え間なく変革を遂げているため、新しいテクノロジーを証明するには長い時間がかかる可能性があります。風力エネルギーの顧客の間で、ティムケンのTDIの人気が高まっていることは明らかです。風力エネルギーの顧客は、タービン群全体で故障したベアリングを交換する際に、TDIをますます使用するようになっています。
これらの方針に沿って、現在、現場でのタービン保守プロセスに変革をもたらす新しいバージョンのTDIに取り組んでいます。それについてお客様ともっとお話しできるのをとても楽しみにしています。
質問：歴史の中で、今という時代に、風力エネルギー分野で働くとはどんなものですか？
チョヴァン：本当に若い産業ですが、とても急速に成長しています。風力発電による世界の発電量は、2020年に11％増加しました。誰もが最善の解決策を見つけるために競争しています。世界中のより多くの家庭や企業に、炭素排出量の少ない電力をもたらすための数多くの競合するアイデアがあります、その中で貢献できることは、信じられないほど難しいことでもありますが、やりがいがあります。
見ていて楽しいです：コストが下がるにつれ、より多くの投資が向けられるようになりました。すると突然、天候のためだけでなく、ビジネス観点からも理にかなった業界になったのです。
Last Updated: 2021/11/19
Published: 2021/05/13