Yüksek güçte rüzgar türbini tasarımı eğilimi üzerine tartışma
Şu anda, ortak rüzgar türbini tasarımı kabaca dört kategoriye ayrılabilir: geleneksel yüksek hızlı motor, doğrudan tahrikli düşük hızlı motor, yarı-doğrudan tahrikli orta hızlı motor ve çok-jeneratör tipi (Şekil 1). Rüzgar türbini tasarımının türü ne olursa olsun, daha yüksek güvenilirlik, daha düşük hammadde tüketimi ve daha hafif kafa kalitesi, her zaman rüzgar türbini tasarımının optimize edilmesinin odak noktası olmuştur. Gelişmiş ünite tasarımını ölçen göstergelerden biri olan güç üretimi / kafa kalitesi (kW / kg), daha yüksek rüzgar türbini tasarımlarıyla daha verimli güç üretimi elde edilmesine yardımcı olan yüksek güçlü rüzgar türbini tasarımlarının sürekli optimizasyonunda bir itici faktördür.
Şu anda, yüksek güçlü rüzgar türbinlerinin tasarım eğilimi hakkında birçok fikir vardır. Bir bakış açısı, küçük ve orta güç rüzgar türbinlerinin yüksek hızlı motorlarla geleneksel tasarımı benimseyebilmeleri, orta-büyük güç rüzgar türbinlerinin doğrudan sürücüleri kullanabilmeleridir. Tasarım daha büyüktür ve daha büyük rüzgar türbinleri yarı-doğrudan tahrik tasarımları için uygundur. Bu rüzgar türbini tasarımlarının güç aralığı kesinlikle tanımlanmamıştır. Ancak hangi tasarım olursa olsun, rulman her zaman iletim zincirinde önemli bir rol oynar ve optimizasyonu iletim zincirini geliştirir.
Mil yatakları, dıştan değişen kuvvetlere, eğilme momentlerine ve darbe yüklerine maruz kaldığından, bu, rulmanların tasarımı, seçimi ve montajı için yüksek talepler getirir. Mevcut tasarımlarda, 1 MW'tan az veya 1,5 MW gibi küçük, düşük güçlü rüzgar türbinleri daha fazla küresel makaralı rulmanlara ve daha orta ve yüksek güçlü rüzgar türbinlerine sahiptir. Mil yatağı olarak konik makaralı rulman kullanılır. Eğer mil yatağı oynak makaralı rulmanlar kullanıyorsa, tek bir oynak makaralı mil yatağının 3 noktalı rulman tasarımı mı, yoksa iki oynak makaralı mil yatağının 4 noktalı rulman tasarımı mıdır? Büyük bir eksenel kuvvete maruz bırakıldığında, tek bir kolon yükü meydana gelebilir ve radyal ve eksenel açıklığın varlığından dolayı (Şekil 2'de gösterildiği gibi), rüzgar türbini frenlendiğinde veya diğer eksenel yükler değişirken çalışma yönünü değiştirirken koşul, ana şaft ve onun arkasında bağlı gezegen taşıyıcı, yatağı destekleyen taşıyıcı üzerinde darbeye neden olabilecek eksenel yönde eğilebilir ve iç halka dişli ve dişli kutusu muhafazası bütünleşik olarak bağlı olduğundan, planet dişli ve Gezegen taşıyıcısı, eksenel olarak yan yana hareket ederek, planet dişli dişlerinin aşınmasına neden olur.
Mil çözümü şunları içerir: tek sıralı konik makaralı yatak taşıyıcısı, tekli çift dış bilezikli süper büyük konik makaralı rulman, çift iç bilezikli konik makaralı rulman artı silindirik makaralı rulman kombinasyonu (Şekil 3'te gösterildiği gibi). Her üç çözüm de, konik makaralı rulmanların önceden sıkılması, ana milin eksenel ve radyal türbülansının etkisinin ortadan kaldırılması, önceden sıkıştırılmış konik makaralı rulmanların yatak alanının optimize edilmesi ve yuvarlanma gerilmesinin azaltılması ile tek sıralı kuvvet problemini çözebilir. Nihayetinde sistemin sertliğini iyileştirir. Bunlar arasında, çift kabinli konik makaralı yatak ve silindirik makaralı yatak kombinasyon şeması, konik makaralı yatağın üstün kompozit yatak kapasitesini ve silindirik makaralı yatağın üstün radyal taşıma kapasitesini birleştirir; tek çift dış halka süper büyük konik makaralı rulman şeması, kompozit yük taşıma kapasitesini ve etkin destek açıklığını optimize etmek, devrilme momentlerine direnme yeteneğini geliştirmek ve tüm makinenin yapısal tasarımını daha kompakt hale getirmek için Büyük koniklik açısı tasarımını geçer; ve tek sıralı konik makaralı rulman çapraz montaj şeması, fabrika yatağının boyutunu azaltır ve maliyetleri düşürür. Her üç çözüm de yüksek güçlü rüzgar türbini iğlerine uygulanmıştır.
Şanzıman çözümü
Yüksek güçlü rüzgar türbinleri için ana vites kutusunun optimize edilmiş tasarımı, çoklu gezegensel bölünmelerin kullanılmasını gerektirir. Timken entegre esnek pim planet dişli takımı (Şekil 4'te gösterilmiştir) hattın güvenilirliğini iyileştirmek için en iyi çözümlerden biridir. Dişli ve yatak dış halkasının entegre tasarımı, dış halkayı çalıştırma olasılığını ortadan kaldırırken, daha fazla iç alan sağlarken, yük taşıma kapasitesini geliştirmek için daha fazla ve daha büyük makaralar tasarlar. İki sıra konik merdanenin önceden sıkıştırılmasıyla, sadece yatak alanı optimize edilemez, aynı zamanda silindir kayma olasılığı ve stresi azaltılabilir ve yük iki kolonda daha eşit olarak dağıtılabilir. Esnek pim tasarımı, planet çark takımının, esnek bir ofset üretmesini ve diş yüzlerinin yüksek derecede birbirine geçmesini ve düzgün bir temas sağlamasını sağlar.
