Eficiență
Rezolvarea defecțiunilor timpurii la rulmenții arborelui principal
De ce este rulmentul TDI un favorit al industriei energiei eoliene
Pe măsură ce industria energiei eoliene crește, crește și cererea pentru piesele și serviciile care o fac posibilă. Investițiile Timken în domeniul eolian din ultimii 15 ani dau roade pentru companie, iar veniturile din energia eoliană au crescut la cu o CAGR de 17% în ultimii 5 ani, mai mult decât dublu față de rata de creștere a industriei.
Timken deservește industria printr-o gamă largă de produse, cum ar fi acoperiri, sisteme de lubrifiere și produse de control al torsiunii. Cu toate acestea, rulmenții proiectați joacă un rol central în activitatea lor din industria energiei eoliene, rulmentul cu role interioare dublu conice (TDI) fiind o recomandare de top.
Am vorbit cu Caleb Chovan, inginer principal de aplicații și susținător al sectorului energiei eoliene, pentru a ne explica de ce tehnologia TDI este atât de revoluționară.
„Unul dintre cele mai bune aspecte ale muncii mele este că am libertatea de a proiecta și de a pune produse noi și inovatoare pe piață.” Caleb Chovan, inginer mecanic principal
Î: De ce a fost dezvoltat rulmentul TDI inițial pentru turbinele eoliene?
Chovan: Rulmentul TDI s-a născut dintr-o problemă majoră cu care se confrunta industria. Multe soluții de echipament original (OE) erau echipate cu un rulment cu role sferice (SRB) pentru arborele principal, iar când turbinele au ajuns la o dimensiune de 1,5 MW, acei rulmenți au început să se defecteze mult mai devreme decât era prevăzut.
Înlocuirea lor era extrem de costisitoare, implicând uneori o taxă de service pentru macara de 150.000 de dolari – o cheltuială masivă și neprevăzută pentru orice companie care încearcă să facă bani dintr-o turbină eoliană care ar fi trebuit să dureze 20 de ani, dar care s-a defectat după doar șase sau opt ani.
Unul dintre clienții noștri, un producător de energie eoliană din Statele Unite, avea un număr mare de astfel de turbine instalate în parcuri eoliene din diferite părți ale țării. Inginerii noștri au lucrat cu ei pentru a dezvolta un rulment cu role conice care să poată înlocui rulmentul cu role sferice original și să poată oferi performanțe îmbunătățite.
Î: Inginerii Timken au fost premiați pentru munca lor în domeniul acoperirilor. De ce să nu puneți un strat de acoperire pe un SRB de schimb?
Chovan: Acoperirea Timken ES302 poate prelungi semnificativ durata de viață a rulmentului fără a modifica designul acestuia și aceasta este cu siguranță o opțiune pentru rulmenții arborelui principal. Învelișul de protecție adaugă un nivel secundar de apărare pentru a încetini procesul de uzură cauzat de derapajul dintre role și calea de rulare. Acest derapaj cauzează uzura excesivă a rulmentului și poate cauza defectarea prematură a rulmentului.
Înlocuirea rulmentului SRB cu un TDI, pe de altă parte, este menită să elimine derapajul rolelor și să prelungească și durata de viață a rulmenților cutiei de viteze. SRB-urile, prin construcție, au un mic joc în ele, ceea ce poate duce la un arbore principal flotant care se poate mișca axial. Când se mișcă prea mult, aplică sarcini neintenționate pe cutia de viteze, care se află chiar în spatele rulmentului arborelui principal.
Când trecem la un rulment TDI, putem crea un sistem rigid fără niciun joc în rulment – blocând practic acel rulment pe loc și forțându-l să susțină toate sarcinile pe care este proiectat să le susțină. Deci, niciuna dintre aceste sarcini nu este transferată la rulmenții cutiei de viteze. Lucrăm cu clienții pentru a decide ce soluție este cea mai potrivită în situația lor specifică.
Rulmentul TDI este proiectat pentru a elimina derapajul rolelor din arborii principali ai turbinei eoliene.
Î: Cum au rezistat rulmenții TDI pe teren de-a lungul timpului?
Chovan: Am inspectat un prototip după ce a funcționat timp de doi ani și era în stare excelentă – părea aproape nou-nouț. Alte două au fost îndepărtate recent după cinci ani și jumătate de funcționare, deoarece turbinele în care rulau au fost modernizate cu echipamente cu mai mulți megawați. Datele inițiale indică faptul că acești rulmenți ar fi rezistat mult mai mult decât rulmenții OE originali dacă echipamentul nu ar fi fost modernizat.
Industria trece printr-o schimbare continuă, radicală, așa că poate dura mult timp pentru a demonstra eficiența unei noi tehnologii. Este clar însă faptul că rulmenții TDI de la Timken au devenit mai populari în rândul clienților noștri din industria energiei eoliene, care îi folosesc din ce în ce mai mult pentru a înlocui rulmenții defecți din flotele lor de turbine.
În acest sens, lucrăm în prezent la o nouă versiune a TDI care va transforma procesele de întreținere a turbinelor din domeniu. Aștept cu nerăbdare să discut mai multe despre asta cu clienții.
Î: Cum e să lucrezi în domeniul energiei eoliene, în această etapă istorică?
Chovan: Este o industrie cu adevărat tânără – și care crește atât de repede. Electricitatea globală generată de vânt a crescut cu 11% în 2020. Toată lumea se luptă să găsească cele mai bune soluții, așa că este incredibil de interesant și satisfăcător să contribui la toate acele idei concurente care ajută la alimentarea tot mai multor locuințe și întreprinderi din întreaga lume cu energie fără emisii de carbon.
A fost interesant de urmărit: Pe măsură ce scad costurile, apar mai multe investiții și, brusc, ne aflăm aici, cu o industrie care are sens nu numai din perspectiva climatică, ci și din perspectiva viabilității afacerii.
Last Updated: 2021/11/19
Published: 2021/05/13