Cartea albă
Diagnosticarea oboselii lagărului pentru o mai bună operabilitate a turbinei eoliene
Despre Rohit Voothaluru
Membru al echipei de cercetare și dezvoltare Timken timp de șapte ani, Rohit Voothaluru realizează procesare avansată și modelare computațională pentru fabricarea rulmenților pentru turbine eoliene cu diametru foarte mare. El conduce mai multe proiecte inovatoare de modelare, valorificând progresele în multifizică, modelare la mezo scară și calcul pentru a dezvolta soluții pentru optimizarea procesului de producție. Activitatea sa de pionierat a fost recunoscută de Departamentul Energiei din SUA.
„Cu cât duci la limită mai mult necunoscutele, din punct de vedere ingineresc, cu atât apar mai multe oportunități de a rezolva aceste probleme, de a inova și de a extinde ceea ce este fezabil să fie în fruntea sectoarelor de producție și tehnologie. A fi chemat să rezolv probleme care nu au fost prezente ieri, dar au o importanță critică astăzi – asta mă entuziasmează cu adevărat.”
Rulmenții cutiei de viteze ale turbinei eoliene sunt componente consecutive realizate în principal din oțel martensitic de înaltă rezistență, datorită durabilității excepționale necesare pentru presiunea continuă de mare contact aplicată elementelor de rulare și componentelor căilor de rulare.
În ciuda faptului că sunt soluții excelente de inginerie, oboseala prin contact de rulare (RCF) – caracterizată prin formarea de fisuri la suprafață sau subterană – a reprezentat mai mult de 75% din defecțiunile premature ale lagărelor cutiei de viteze ale turbinei eoliene. Regiunile transformate din microstructura oțelului – „materia de gravare albă” (WEM) așa cum sunt cunoscute în metalurgie pentru aspectul lor alb la microscopie optică – preced de obicei descuamarea și ruperea neașteptate a căilor de rulare.
Aceasta este o problemă semnificativă în tribologie, în general, și în energia eoliană, în special. Deoarece turbinele masive care se află la sute de metri deasupra solului sau plutesc kilometri în larg pentru a genera cantități enorme de putere ar trebui să funcționeze optim cu întreținere minimă, este imperativ să putem prezice formarea WEM – pentru a diagnostica simptomele de oboseală și a reduce potențialul lor de a duce la funcționare. Probleme.
Tocmai despre asta se referă ultima noastră lucrare. Am căutat să înțelegem mai bine mecanismele de formare a WEM și să clarificăm rolul disipării energiei de frecare.
În studiul nostru, emitem ipoteza că o combinație de încărcare multiaxială și modificări ale energiei de frecare subterană ar putea fi factorii determinanți pentru formarea WEM.
Pentru a testa acest lucru, am folosit o nouă analiză parametrică care evaluează deteriorarea la joncțiunea suprafețelor de contact sub forțe oscilante și am folosit un model de calcul pentru a lua în considerare orientarea, dimensiunea și frecarea locală a unei fisuri subterane.
Rezultatele simulării nu doar sprijină ipoteza noastră și observațiile experimentale; ele demonstrează parametrul de deteriorare prin frecare pe care îl introducem ca un predictor util al WEM și un cadru consistent, replicabil pentru evaluarea disipării energiei.
Rezultatele noastre ghidează studiile viitoare și dezvoltăm noi modele care se bazează pe această muncă, toate având ca scop îmbunătățirea fiabilității rulmenților angrenajului pentru o mai bună operabilitate a turbinei eoliene.
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11