www.tillverkning-sverige.com
04
'10
Written on Modified on
NKE
Modulärt lagersystem för planetariska växellådor i vindkraftverk
De flesta vindkraftverk använder växellådor för att omvandla den relativt låga rotationshastigheten hos huvudaxeln till de högre hastigheter som krävs för kraftalstring. Designers står inför två stora utmaningar vad gäller utformningen av växellådor. Det första är att de krafter som ett vindkraftverks växellåda måste överföra ständigt ökar, medan själva växellådan måste förbli kompakt. För det andra är dessa växellådor svåra och dyra att designa, tillverka och underhålla.
Kompakta växellådor
Ofta används en- eller tvåstegs planetariska växellådor. De lager som används för denna specifika applikation tillhör de som får ta upp mest belastning. I moderna växellådor används ett integrerat planetariskt lagerarrangemang i vilka cylindriska rullager, utan en yttre ring, är monterade i planetväxlarna där växelns inre formar den yttre lagerbanan. Detta bidrar till att spara utrymme i växellådan men kräver en mycket exakt toleransdefinition, och är en ännu större utmaning för tre eller fyra lager på rad.
Ett modulärt system för att förenkla växellådedesignen
NKE har utvecklat en modulär lösning för växellådor i vindkraftverk som bygger på enradiga cylindriska rullager av RN-serien, och som inte har en yttre ring. Dessa lager är utrustade med en massiv lagerhållare i mässing, som styrs av den inre ringen (MPB).
De enradiga lagren kan samlas i uppsättningar av två, tre eller fyra lager (se bild) för att överensstämma med den individuella belastningen och parametrarna hos en viss växellåda.
Växellådans konstruktion kan därför förenklas; i stället för att använda olika lager för olika planetariska faser, samt för olika typer av växellåda, kan tillverkaren istället använda endast en typ av lager i olika kombinationer.
Det nya konceptet innebär fördelar med en standardisering av de lager som används i programmet, med färre delar och en förenklad logistik. NKE levererar uppsättningar som är klara att installeras. Den tätt toleranssatta totala höjden på varje enskilt lager och deras exakta matchning säkerställer en jämn fördelning av de radiella lasterna. Varje lager innehåller de komponenter som krävs för att säkra dem axiellt i planetariska växlar - såsom låsringar och lösa ribbringar. Vid behov kan den totala bredden hos varje lager anpassas till driftförhållandena och det utrymme med distansringar som monterats mellan de enskilda lagren.
Det modulära konceptet som genomgående används i hela växellådans aggregat har många fördelar: konstruktionen av planetariska lager är förenklad och kan standardiseras för den första och andra växeln samt över olika storlekar på växellådor. Antalet efterfrågade varianter har blivit färre, den modulära utformningen förenklar anpassningen av viktiga egenskaper till kraven för varje växelsteg.
Underhållet minskar. Den odelade solida mässinghållaren ger utmärkt styrning av rullarna även under snabb acceleration. Smörjspåren, som är standard, förbättrar smörjningen av de planetariska växellagren. Även inspektionsspår för endoskopisk kontroll av inre löpbanor är standard.
En känd tysk växellådstillverkare använder redan systemet i växellådor för 1,5 MW, 2 MW och 2,5 MW vindturbiner. NKE har levererat dessa modulära lagersystem med diametrar från 160 mm, 190 mm och 200 mm. Axeldiametern på 220 mm är i planeringsstadiet. Beroende på kundens krav och tillgängligt utrymme används cylindriska rullager av serie 3, 22 och 23 som grund, särskilt när befintliga lagerlösningar ersätts.
NKE är baserat i Österrike. Företagets tekniska service kommer, i samarbete med kunderna, att definiera lämpligt spel i systemet eftersom detta avgörs av axeldiametern och toleranserna av det planetariska hjulet.
Varje lagerdel är förpackad som en enhet och märkt för att inom varje uppsättning förhindra oavsiktliga utbyten av komponenter. Alla apparater genomgår en sträng kvalitetskontroll av de funktionella egenskaperna innan de lämnar NKEs fabrik i Steyr.
Författare:
Daniel Thalmann, Application Engineering NKE Austria GmbH, ansvarar för en förstklassig teknisk support till kunderna.
Faruk Duskunovic, ansvarar tillsammans med sitt team på NKE för designen av de angivna produkternas funktioner och nya idéer för både standardlager och specifika lager.
Bild 1: Fyrfaldig planetväxel med uppsättning från NKE.
Bild 2: Genomskärning av en två-stegs planetväxel med fasen hos ett cylindriskt kugghjul. (Källa: Romax / NKE)
Ofta används en- eller tvåstegs planetariska växellådor. De lager som används för denna specifika applikation tillhör de som får ta upp mest belastning. I moderna växellådor används ett integrerat planetariskt lagerarrangemang i vilka cylindriska rullager, utan en yttre ring, är monterade i planetväxlarna där växelns inre formar den yttre lagerbanan. Detta bidrar till att spara utrymme i växellådan men kräver en mycket exakt toleransdefinition, och är en ännu större utmaning för tre eller fyra lager på rad.
Ett modulärt system för att förenkla växellådedesignen
NKE har utvecklat en modulär lösning för växellådor i vindkraftverk som bygger på enradiga cylindriska rullager av RN-serien, och som inte har en yttre ring. Dessa lager är utrustade med en massiv lagerhållare i mässing, som styrs av den inre ringen (MPB).
De enradiga lagren kan samlas i uppsättningar av två, tre eller fyra lager (se bild) för att överensstämma med den individuella belastningen och parametrarna hos en viss växellåda.
Växellådans konstruktion kan därför förenklas; i stället för att använda olika lager för olika planetariska faser, samt för olika typer av växellåda, kan tillverkaren istället använda endast en typ av lager i olika kombinationer.
Det nya konceptet innebär fördelar med en standardisering av de lager som används i programmet, med färre delar och en förenklad logistik. NKE levererar uppsättningar som är klara att installeras. Den tätt toleranssatta totala höjden på varje enskilt lager och deras exakta matchning säkerställer en jämn fördelning av de radiella lasterna. Varje lager innehåller de komponenter som krävs för att säkra dem axiellt i planetariska växlar - såsom låsringar och lösa ribbringar. Vid behov kan den totala bredden hos varje lager anpassas till driftförhållandena och det utrymme med distansringar som monterats mellan de enskilda lagren.
Det modulära konceptet som genomgående används i hela växellådans aggregat har många fördelar: konstruktionen av planetariska lager är förenklad och kan standardiseras för den första och andra växeln samt över olika storlekar på växellådor. Antalet efterfrågade varianter har blivit färre, den modulära utformningen förenklar anpassningen av viktiga egenskaper till kraven för varje växelsteg.
Underhållet minskar. Den odelade solida mässinghållaren ger utmärkt styrning av rullarna även under snabb acceleration. Smörjspåren, som är standard, förbättrar smörjningen av de planetariska växellagren. Även inspektionsspår för endoskopisk kontroll av inre löpbanor är standard.
En känd tysk växellådstillverkare använder redan systemet i växellådor för 1,5 MW, 2 MW och 2,5 MW vindturbiner. NKE har levererat dessa modulära lagersystem med diametrar från 160 mm, 190 mm och 200 mm. Axeldiametern på 220 mm är i planeringsstadiet. Beroende på kundens krav och tillgängligt utrymme används cylindriska rullager av serie 3, 22 och 23 som grund, särskilt när befintliga lagerlösningar ersätts.
NKE är baserat i Österrike. Företagets tekniska service kommer, i samarbete med kunderna, att definiera lämpligt spel i systemet eftersom detta avgörs av axeldiametern och toleranserna av det planetariska hjulet.
Varje lagerdel är förpackad som en enhet och märkt för att inom varje uppsättning förhindra oavsiktliga utbyten av komponenter. Alla apparater genomgår en sträng kvalitetskontroll av de funktionella egenskaperna innan de lämnar NKEs fabrik i Steyr.
Författare:
Daniel Thalmann, Application Engineering NKE Austria GmbH, ansvarar för en förstklassig teknisk support till kunderna.
Faruk Duskunovic, ansvarar tillsammans med sitt team på NKE för designen av de angivna produkternas funktioner och nya idéer för både standardlager och specifika lager.
Bild 1: Fyrfaldig planetväxel med uppsättning från NKE.
Bild 2: Genomskärning av en två-stegs planetväxel med fasen hos ett cylindriskt kugghjul. (Källa: Romax / NKE)
