Als bedeutender Hersteller in der chinesischen Wälzlagerindustrie ist LILY Bearing für die Entwicklung verschiedenster anspruchsvoller Drehverbindungen bekannt; dazu gehört auch eine Ausführung, die als zweireihige ...Vierpunkt-Kugeldrehverbindungen.
Die zweireihige Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslösung von LILY Bearing
Kürzlich entwickelte ein Ingenieurteam von LILY Bearing eine maßgeschneiderte Lösung mit zweireihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungen für das Gier- und Pitch-System eines Kunden.
Der Kunde ist hauptsächlich in der Forschung und Entwicklung vonWindenergieanlagen. Die Windenergieanlagen arbeiten dauerhaft im Freien, was äußerst anspruchsvolle Einsatzbedingungen mit sich bringt.
Offensichtlich beeinflussen Temperatur und Luftfeuchtigkeit den Betrieb der Pitchlager in Windenergieanlagen unmittelbar.
Sobald der Wind Stärke 2 oder 3 erreicht, können Windenergieanlagen anlaufen und sich entsprechend der sich ändernden Windrichtung ausrichten. Dafür sind Hochleistungs-Drehverbindungen erforderlich.
Drehverbindungen dieser Art im Gier- und Pitch-System müssen stoßfest, zuverlässig und ansprechfreudig sein sowie über eine gute Schmierung, eine hervorragende Abdichtung und eine lange Lebensdauer verfügen.
Unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen des Kunden setzten die Ingenieure von LILY zweireihige Vierpunkt-Kugeldrehverbindungen des Typs16284001.
Diese Drehverbindungen wurden am Blattfuß sowie am Verbindungsbereich der Nabe montiert.
Dabei wurden die Auslegung der Anlage, die verfahrenstechnischen Besonderheiten sowie die Prüfmethoden berücksichtigt.
Ziel war es, die Ausrichtung der Anlage und die Größe des Blatt-Pitchwinkels zu regeln, damit die Windenergieanlage optimal in den Wind gestellt wird und die Ausgangsleistung innerhalb eines sicheren Bereichs bleibt.
Zudem bewerteten die Ingenieure im Vorfeld die im Betrieb auf die zweireihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungen wirkenden Kräfte und analysierten die Belastungen sowie dieReibmomenteder Lager beim Anlauf.
Nach Angaben der Ingenieure sind die zweireihigen Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen mit spielfreier Auslegung ausgeführt und könnenAxial- und Radiallastensowie hoheKippmomente.
Bei keiner Belastung oder bei reiner Radialbelastung besteht Vierpunktkontakt zwischen den Stahlkugeln und den Innen- sowie Außenlaufbahnen.
Bei axialer Belastung oder Kippmoment stehen die Kugeln in Zweipunktkontakt mit den Innen- und Außenlaufbahnen.
Mechanische Leistungsfähigkeit und Designoptimierung von Drehverbindungen
Die Ingenieure von Lily untersuchten außerdem die Dichtungsleistung der zweireihigen Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen. Ziel war es, die Auslegung der Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen zu präzisieren. So kann die Lebensdauer der zweireihigen Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen mit der Lebensdauer der Windkraftanlage Schritt halten.
Im Hinblick auf die Schmierung zweireihiger Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen setzten die Ingenieure ein spezielles Wärmebehandlungsverfahren ein, da einige Metallpartikel im Schmierstoff die Lebensdauer derDrehverbindungen.
Nach dem vollständigen Anlassen im Rahmen der Wärmebehandlung erreicht die Härte 229HB-269HB.
Dadurch entsteht an der Laufbahnoberfläche eine definierte Druckeigenspannung, und die Empfindlichkeit der Laufbahn gegenüber metallischen Verunreinigungen wird weiter reduziert.
Außerdem kann dadurch sichergestellt werden, dass dieDrehtischlagerStöße ohne Verformung aufnehmen können und sich dadurch die Lebensdauer des Lagers erhöht.
Werkstoffe und Wärmebehandlungsverfahren für anspruchsvolle Einsatzbedingungen
Bei der Auswahl des Ringwerkstoffs für die im Pitch-System eingesetzten zweireihigen Vierpunkt-Kugel-Drehverbindungen wurde der Faktor Extremtemperatur berücksichtigt.
Einige Windkraftanlagen arbeiten in extrem kalten Regionen, in denen die Umgebungstemperatur bei -40℃ oder die Betriebstemperatur bei -20℃ liegen kann.
Zu diesem Zweck vergüteten die Ingenieure zunächst das Material des Bunds der Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslager und führten anschließend einen Schlagzähigkeitsversuch unter simulierten Tieftemperaturbedingungen durch.
Darüber hinaus waren die von doppelreihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslagern im Pitch-System von Windkraftanlagen aufzunehmenden Belastungen komplex.
Zudem können diese Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslager starken Stößen, hohen Lasten sowie Vibrationen ausgesetzt sein.
Aus diesem Grund setzten die Ingenieuredie Oberflächenhärtungfür den Laufbahnbereich ein, der eine Härtete von 55HRC-62HRC aufweist.
Bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten treten im Pitch-System häufig Schwingungen der Rotorblätter auf.
Entsprechend sind auch die Stoßbelastungen auf die doppelreihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslager hoch.
Vor diesem Hintergrund legten die Ingenieure das Spiel der doppelreihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslager im Pitch-System auf null oder auf einen geringeren negativen Spielwert fest. Dadurch lässt sich derLagerverschleißunter Vibrationen reduzieren.
Darüber hinaus ermittelten die Ingenieure nach dem Zusammenbau der doppelreihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslager das Anlauf-Reibmoment im lastfreien Zustand, um Abweichungen im Lagerbetrieb zu verringern.
Professionelle Dienstleistungen und technischer Support von Lily Bearing
Neben hochwertigen doppelreihigen Vierpunkt-Kugeldrehverbindungslagern, die internationalen Normen entsprechen, bietet Lily Bearing seinen Kunden auch professionelle Dienstleistungen auf höchstem Niveau.
Das Fachpersonal unterstützt Kunden bei derkundenspezifischen Auslegung von Lagernund stellt eine professionelle Analyse entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen bereit.
Im Austausch mit den Kunden werden verschiedene technische Parameter wie statische und dynamische Belastungen, Innen- und Außendurchmessertoleranzen sowie Grenzdrehzahlen zusammengeführt, um wirksame und praktikable Lösungen bereitzustellen.
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