Schaeffler propose depuis environ 40 ans roulements d'orientation-Solutions pour éoliennes. Les composants destinés à une utilisation onshore et offshore sont fiables et sont conçus pour résister aux performances croissantes des systèmes. Empreinte carbone pleine conscience concentrée. Des roulements de rotor compacts aux paliers lisses hydrodynamiques pour le Boîte de vitesse, des roulements de générateur provoquant des vibrations jusqu'au réglage des pales et au suivi du vent – ​​les composants Schaeffler sont capables de surveillance d'état et efficaces.

L'énergie éolienne de Schaeffler

Contenu

 

Banc d'essai de roulements d'éoliennes le plus puissant au monde

Banc d'essai de roulements pour éoliennes Schaeffler06.02.2024/XNUMX/XNUMX | À mesure que les éoliennes deviennent de plus en plus grandes, cela arrive Roulement de rotor joue un rôle fondamental en tant que partie intégrante de la chaîne cinématique. C’est là que s’additionnent toutes les forces et tous les moments que le vent exerce sur l’éolienne. En tant que leader du marché et partenaire de développement stratégique, Schaeffler est confronté au défi de contribuer activement au développement futur des centrales multi-mégawatts.Éoliennes contribuer.

Centre des énergies renouvelables offshore de Lindø

À Lindø, au Danemark, est en construction à LORC (Lindø Offshore Renewables Center), le banc d'essai le plus puissant au monde pour les roulements de rotor. L'investissement, d'un montant d'un million à deux chiffres, comprend également un financement du programme danois Greenlab. Des programmes de tests spécifiques devraient être opérationnels dès la fin 2025.

LORC travaille à la construction du banc d'essai Systèmes de test R&D ensemble, fournisseur de bancs d'essais pour l'industrie éolienne. Schaeffler a défini de manière significative les spécifications du banc d'essai et sera le premier client à tester ses roulements de rotor pour les futures générations d'éoliennes sur le banc d'essai en coopération avec les équipementiers.

« Nous sommes un leader technologique et un marché clé pour Lagertechnologies dans le secteur de l’énergie éolienne. Avec LORC, l'un des exploitants de bancs d'essais les plus expérimentés pour les groupes motopropulseurs éoliens, nous avons trouvé un partenaire qui nous aidera à élargir davantage notre savoir-faire et les performances de nos produits", souligne Dr. Michael Pausch, CTO Industriel Schaeffler. "Cela nous donne l'opportunité de développer les prochaines générations d'éoliennes avec des Test et le développement de méthodes.

Banc d'essai de roulements d'orientation Astraios

 

« Grâce à notre banc d'essai de roulements d'orientation « Astraios », qui était à l'époque le banc d'essai le plus puissant au monde, nous avons acquis depuis 2011 des informations précieuses pour le développement de solutions de roulements », déclare Bernd Endres, responsable de la Business Unit Eolien chez Schaeffler Industrial. « Grâce au nouveau banc d'essai, nous sommes désormais en mesure d'avancer vers des dimensions nouvelles et futures et de contribuer au développement plus rapide de systèmes multi-mégawatts fiables. »

Ingénierie en boucle fermée pour les roulements d'éoliennes

Schaeffler propose depuis environ 40 ans des solutions de roulements d'orientation fiables pour les éoliennes terrestres et offshore. Les roulements Schaeffler équipent une à trois éoliennes dans le monde. Avec Ingénierie en boucle fermée L'entreprise adopte une approche globale du développement de roulements pour l'énergie éolienne.

Outre le développement pur de solutions de roulements, les experts Schaeffler soutiennent également le développement de systèmes par le biais de simulations et de tests de systèmes. Campagnes de mesures sur le terrain. Les connaissances acquises sont réinvesties dans le développement ultérieur des projets clients, des outils de conception et du développement de nouvelles solutions de stockage. Les experts de Schaeffler travaillent en étroite collaboration avec les développeurs OEM pour accroître encore la fiabilité des éoliennes et rendre plus économiques les énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne. Le nouveau banc d’essai représente une pierre angulaire importante pour les décennies à venir.

Surveillance de l'état et du couple de l'éolienne

Schaeffler Bonfiglioli

16.04.2019 avril XNUMX | Les partenaires de développement Schaeffler et Bonfiglioli ont développé un ensemble de solutions compactes pour l'Industrie 4.0. Schaeffler combine ses deux systèmes de mesure éprouvés « Smartcheck » et « Torquesense » dans un nouveau système de surveillance de l'état et du couple.

Alors que le l'analyse des vibrations Si des dommages sur les roulements principaux et autres grands roulements d'orientation sont détectés très tôt à l'aide du Smartcheck, le signal de couple précis peut être utilisé pour détecter et limiter, entre autres, les pics de charge et leur fréquence. Grâce à son expertise, Bonfiglioli a développé des algorithmes basés sur des applications qui permettent de traiter ces données et d'autres en informations sur toute la durée de fonctionnement d'une éolienne.


Petites pales de rotor WeidmuellerLa technologie des capteurs protège les pales du rotor WKA de la glace et des dommages


Les informations sont mises à disposition en ligne sous forme de rapports sur des indicateurs de performance pertinents, par exemple « l'état de santé » général de l'entreprise. motoréducteurs, états de fonctionnement potentiellement critiques ou comportement inhabituel du Système de suivi du vent. Dans l'ensemble, les clients bénéficient de moins de temps d'arrêt imprévus dus à une surcharge et, en fonction de la charge, d'intervalles de maintenance généralement plus longs grâce à la surveillance prédictive.

Surveillance de l'état et du couple

Le SmartCheck surveille l'état des roulements, des engrenages ainsi que des moteurs électriques, des pompes, des ventilateurs et des groupes de manière sélective en fréquence, en fonction des vibrations sonores solidiennes. Avec un seul système de mesure, des fréquences anormales peuvent être automatiquement attribuées aux composants endommagés. Il y a aussi un dans l'appareil Capteur de température intégré.

Les signaux de couple et de vitesse du Faux à couple sont gérés via le Smartcheck, prétraités et mis à disposition avec les signaux vibratoires, qui sont également analysés, pour le contrôle et/ou la maintenance de la machine. L’ajout du système de surveillance conditionnelle avec les données d’exploitation Couple ainsi que vitesses ouvre plusieurs scénarios : dans le cas le plus simple, les pics de couple et leur fréquence peuvent être surveillés et le degré d'utilisation peut être évalué et des mesures de maintenance peuvent être dérivées en fonction de la charge. Les signaux peuvent également être intégrés dans la stratégie de fonctionnement des entraînements et ainsi déclencher des limitations de couple ou des arrêts.

Le nouveau système est particulièrement adapté pour Entraînements de réglage et rotatifs dans l'industrie éolienne et navale, dans les grandes grues, les machines de construction et minières à tour rotative et pour les treuils. Le signal de couple peut être utilisé ici non seulement pour la surveillance, mais également pour un contrôle du couple ou un contrôle de la bande de tension doux et précis.

Projet pilote pour l'industrie éolienne

Schaeffler développe actuellement un premier projet pilote pour les motoréducteurs de lacet éoliens de Bonfiglioli. Dans cette application, les données de charge compressées à l'aide du Smartcheck sont comparées à des valeurs limites prédéfinies et les résultats sont comparés à l'aide d'un Réseau transmis sans fil à Bonfiglioli. Le système de surveillance des motoréducteurs est autonome et non connecté à la commande du système, il peut donc être facilement installé ultérieurement en cas de remplacement des motoréducteurs.


Mayr énergies renouvelablesAccouplements, freins et surveillance pour l'éolienne


L'objectif de Bonfiglioli avec le nouveau système est de réduire les surcharges Entraînements azimutaux de surveiller, d'augmenter les délais d'exécution des opérations de maintenance et de pouvoir définir des opérations de maintenance en fonction de la charge plutôt que du temps. Pour intégrer le module Torquesense dans le flux de puissance du motoréducteur, il est placé entre le moteur et le réducteur. Cependant, le système de mesure peut également fonctionner dans l'huile lubrifiante et offre des avantages décisifs pour l'intégration dans la transmission, tels que : une précision de mesure élevée (env. 1 % de la plage de mesure), un principe de mesure sans contact, aucune modification de la charge. Capacité et rigidité en torsion grâce à l'arbre du capteur et faible influence de la température. Durée de vie et précision de mesure ainsi que mesure de vitesse intégrée.

Capteurs de couple facilement intégrés

Le Torquesense se compose d'une pièce d'arbre conditionnée magnétiquement et d'un boîtier de capteur. Il n’est pas nécessaire que cela enferme complètement l’arbre. En fonction de la précision et de l'immunité aux interférences souhaitées, des versions à montage unilatéral ou en forme de U sont également possibles. Parce que le principe de mesure sans contact le couple peut également être mesuré de l'extérieur grâce à un boîtier non magnétique.

Le module capteur peut alors être monté de l’extérieur. Avec Torquesense, des diamètres d'arbre allant jusqu'à environ 100 mm sont possibles en fonction du client et de l'application ; Il existe déjà des capteurs de différents diamètres standards. La plage de mesure s'étend de 100 Nm jusqu'à 20 kNm. Grâce à leur principe, les capteurs présentent une linéarité élevée et une hystérésis extrêmement faible.

Transmissions d'énergie éolienne ZF avec connexion au Schaeffler Cloud 

Réducteurs éoliens Schaeffler

26.11.2018 novembre XNUMX | Développer dans le cadre d’une coopération ZF Friedrichshafen ainsi que Schaeffler de nouvelles solutions pour prédire la durée de vie des Transmission d'énergie éolienne Composants basés sur les contraintes réelles en fonctionnement. Les premiers le fournissent depuis septembre capteurs et les systèmes de surveillance de l'état ont équipé des engrenages éoliens d'une solution cloud à cloud.

Idée de plateforme pour réducteurs éoliens

L'idée de base du projet est de combiner la solution logicielle ZF pour les réducteurs d'éoliennes avec l'expertise d'autres spécialistes dans un système intelligent. Plate-forme mettre à disposition. Cela donne aux opérateurs d'éoliennes une vue agrégée de la boîte de vitesses de l'éolienne.

Schaeffler est le partenaire privilégié pour ici roulant et représente Analyses des charges des roulements à rouleaux prêt. L'évaluation des contraintes sur les composants de la transmission est réalisée par ZF. Le projet est conçu pour être ouvert afin que d'autres entreprises telles que des experts en lubrifiants ou pilotageLes fournisseurs peuvent être intégrés.


Calcul de l'engrenage Neugart kConception de moteurs et de boîtes de vitesses économes en énergie et gratuites


Dans la solution maintenant installée, les données prétraitées du Système de surveillance de l'état et d'autres capteurs sont transmis en continu au ZF Cloud et les données de couple et de vitesse sont transmises au Schaeffler Cloud. Un modèle de simulation détaillé de la transmission ZF y est implémenté en tant que jumeau virtuel. Les résultats du calcul du jumeau virtuel sont retransférés dans le cloud ZF et sont disponibles sur le tableau de bord du logiciel ZF pour surveiller l'état de la transmission.

Étend l'horizon de planification pour les exploitants de parcs éoliens 

Jumeau virtuel Schaeffler ZF


Avec un suivi de la charges réelles d'une transmission d'énergie éolienne, les deux sociétés créent la base pour développer de nouveaux modèles basés sur des données. Sur la base des variables d'entrée disponibles, le jumeau virtuel est utilisé dans un premier temps pour évaluer la durée de vie et la sécurité de charge statique des roulements de la boîte de vitesses - analogue à la procédure de conception certifiée des roulements.

Dans l'étape suivante, en plus de la fatigue, d'autres Mécanismes de dommages doit être pris en compte. Cela est nécessaire car la durée de vie des roulements dans les applications d'énergie éolienne n'est généralement pas limitée par la fatigue classique des matériaux, mais par des dommages induits par la surface tels qu'une usure excessive ou une contamination du lubrifiant. Schaeffler a déjà développé un algorithme pour cela qui peut être utilisé pour calculer le risque de dommages induits par la surface.


Calcul de la transmission GWJ kCalcul des engrenages avec graphique de fond


Le transfert et le test de ces nouvelles procédures pour le prédiction d'état à partir de Roulements en particulier dans le domaine de l'énergie éolienne fait partie de la coopération avec ZF. En évaluant les résultats du calcul du jumeau virtuel sur la base des données de charge, les conditions de fonctionnement qui seront préjudiciables à l'avenir peuvent être identifiées à un stade précoce.

Ainsi, il sera possible de réduire le délai de mise en route Mesures de maintenance sur les éoliennes par rapport aux systèmes de surveillance de l'état actuels. De plus, des contre-mesures appropriées peuvent être initiées à temps pour éviter les états de fonctionnement critiques d'une éolienne et ainsi prolonger la durée de vie du roulement. Cela signifie que les exploitants d'éoliennes auront à leur disposition un outil qui élargira considérablement leur horizon de planification.

Alignement de la durée de vie des roulements

Sur la base du stress réel accumulé que chacun Lager Après avoir appris les transmissions de puissance dans le vent, Schaeffler sera également en mesure de proposer des recommandations de produits optimisées pour le prochain intervalle de maintenance avec un délai de livraison relativement long. Cela peut être un échange 1: 1 du roulement respectif, une mise à niveau avec un revêtement, un roulement avec une performance plus élevée Matières ou un traitement thermique spécial. Vue sur l'ensemble du réducteur, la durée de vie de tous les roulements du réducteur peut être mieux adaptée les unes aux autres.


Engrenages industriels Getriebebau NordRéducteurs industriels modulaires pour tâches lourdes


Les prochains mois seront consacrés à l'infrastructure informatique installée et au transfert de données tester en pratique une éolienne. L'expérience acquise avec ses défis techniques, juridiques et économiques sera intégrée dans l'utilisation de la série ultérieure.

Schaeffler sur le Windenergy 2018

 

Capteurs pour la surveillance complète des paliers de rotor

Palier de rotor du système de capteurs Schaeffler25.09.2018 septembre XNUMX | Comment des dommages typiques peuvent-ils se produire sur les roulements des éoliennes, en particulier sur... Roulement de rotor, détecté tôt ou même évité ? Pour résoudre cette tâche complexe, Schaeffler propose une combinaison de capteurs capables de surveiller les facteurs d'influence critiques sur ces types de dommages.

Vers les roulements dans groupe motopropulseur et pour améliorer encore l'ensemble du système et optimiser son fonctionnement, les données d'exploitation réelles offrent un grand potentiel. Par exemple, en évaluant et en interprétant les données collectées, les facteurs de sécurité peuvent être déterminés plus précisément et adaptés aux nouveaux développements. L'entreprise développe également en collaboration avec des clients pilotes Concepts de capteursafin de pouvoir enregistrer les facteurs d'influence pertinents sur les mécanismes d'endommagement des roulements qui n'ont pas encore été surveillés.

Pour le rotorPalier à bride Une telle combinaison de capteurs se compose, par exemple, de capteurs de température et de vibrations déjà installés ainsi que du capteur de graisse « Greasecheck », de la nouvelle goupille « Loadsense » et d'un tout nouveau capteur de trajectoire de descente à rouleaux.

Le système de capteur optique détecte les changements

Le contrôle de la graisse est optique Système de capteurs, qui peut être utilisé pour détecter à un stade précoce des changements dans l’état des graisses. La tête du capteur, de seulement 5 mm de diamètre, enregistre les trois paramètres que sont la turbidité, la teneur en eau et la température de la graisse. En définissant des valeurs seuils individuelles pour la turbidité et la teneur en eau, les clients peuvent classer l'état de la graisse dans l'entreprise comme bon ou mauvais. D'une utilité particulière :

Avec Greasecheck, les exploitants de parcs éoliens peuvent déterminer intervalles de relubrification Pour les nouveaux systèmes, la procédure complexe consistant à prélever des échantillons de graisse et à les analyser est supprimée. En surveillant constamment l'état de la graisse, les opérateurs peuvent réagir aux changements de lubrifiant par des mesures de maintenance, éventuellement même avant que le roulement ne soit endommagé. Si suffisamment de systèmes sont installés, il sera possible à moyen terme de définir les intervalles de relubrification en fonction des besoins et ainsi d'économiser encore plus d'efforts de maintenance.

Gleitwegsensor pour surveiller la précharge des roulements

Dans le cas de systèmes de roulements de rotor préassemblés et bridés sur la structure environnante, la précharge des raccords vissés utilisés a une influence directe sur les performances et la durée de vie du roulement, car elle détermine la répartition de la charge dans le roulement. Schaeffler a développé ce que l'on appelle la broche Loadsense pour surveiller cette précharge de vis. Ce nouveau capteur est basé sur le Capteurs à couches minces « Sensotect » et utilise la méthode de mesure des jauges de contrainte.

Quand Goupille de détection de charge Ce système de capteurs est revêtu directement sur la face avant ainsi que sur la surface extérieure d'un petit cylindre en acier pour la compensation de température. Le capteur est légèrement surdimensionné dans un trou du composant à mesurer et subit ainsi la même expansion que le matériau environnant. Contrairement aux jauges de contrainte collées bien connues, la goupille Loadsense est insérée directement dans la bague de roulement.

Avec elle, le biais de la Gland du palier à bride pendant le fonctionnement afin que les vis puissent être serrées selon les besoins. Il n'est pas nécessaire de vérifier la précharge à intervalles fixes. La fiabilité du système de stockage est augmentée et les coûts de maintenance sont réduits.

Le capteur de voie de roulement à rouleaux détecte les conditions de fonctionnement sur le palier du rotor

Le capteur inductif compte la fréquence à laquelle un élément roulant passe devant la tête du capteur pour un nombre fixe de tours de l'arbre du rotor. Le processus de laminage Le partenaire de contact dans le roulement implique toujours – s'il est correctement conçu – de petits processus de glissement. Ce micro-glissement entre la bague de roulement entraînée et l'ensemble d'éléments roulants modifie la vitesse périphérique de l'ensemble d'éléments roulants et donc également la fréquence à laquelle un élément roulant passe devant la tête du capteur.


Paliers à bride RodriguezLe palier à bride spécial permet une rotation du scanner à 360 degrés


Quand on le sait Géométrie du roulement interne La trajectoire de glissement moyenne et le microglissement peuvent alors être calculés très précisément à partir du nombre d'éléments roulants passés, même lorsque la vitesse du rotor fluctue, et peuvent donc être utilisés pour déterminer différentes conditions de charge, de frottement et de lubrification. La mesure est simple, extrêmement fiable et permet de tirer des conclusions sur les conditions de fonctionnement (y compris la cinématique) du roulement.

Avantages concurrentiels pour les clients pilotes

Dans le cadre de ces projets de développement avec Schaeffler, les clients pilotes ont la possibilité de déterminer les facteurs d'influence critiques pour les roulements de rotor sur la base des données mesurées. Outre l'objectif à moyen terme de pouvoir prédire des mécanismes d'endommagement définis dans les roulements de rotor, il est déjà possible aujourd'hui, grâce à cette combinaison de capteurs, d'en détecter plusieurs défavorables. Conditions de fonctionnement dans l'entrepôt les reconnaître et les éviter grâce à une stratégie de maintenance et d’exploitation adaptée ou initier des contre-mesures à un stade précoce. Les conditions défavorables au roulement sont également identifiées et peuvent être corrigées, par exemple par une relubrification, avant que les dommages au roulement ne commencent. De cette manière, la durée de vie des roulements du rotor peut être augmentée et les coûts d'exploitation réduits peu de temps après l'installation.

L'analyse de la graisse évite d'endommager les roulements

Capteur de graisse Schaeffler20.09.2012 septembre XNUMX | Le capteur de graisse Contrôle de graisse FAG de Schaeffler est utilisé pour analyser la graisse lors du fonctionnement des éoliennes. Cela peut endommager le roulant peuvent être évités à temps et commutés d'une lubrification commandée par le temps à une lubrification commandée par la demande. Les premières applications du capteur chez les principaux fabricants d'éoliennes et les grands exploitants de parcs éoliens sont déjà couronnées de succès.

Cette méthode permet d’énormes économies de temps et d’argent, en particulier pour les systèmes difficiles d’accès et critiques. Environ 90 % de tous les roulements sont lubrifiés avec de la graisse. Est le lubrifiant usés ou sales, les dommages aux roulements sont inévitables. Pour éviter cela, la surveillance de l'état de la graisse pendant le fonctionnement du système est un facteur de sécurité essentiel pour l'opérateur du système. Étant donné que l'état réel du lubrifiant ne peut actuellement être déterminé que par des retraits complexes et des mesures en laboratoire coûteuses et longues, la méthode de surgraissage ciblé du roulement est généralement choisie. Cependant, un travail de flexion accru et l'augmentation de la température des roulements qui en résulte peuvent également avoir un effet négatif sur le fonctionnement des roulements.

Grâce à la surveillance en ligne du FAG Grease Check, l'utilisateur est toujours informé de l'état de la graisse et ne doit intervenir que lorsque la graisse ne répond plus aux propriétés physiques requises pour une lubrification fiable.

Le tête de capteur d'un diamètre de seulement 5 mm est intégré directement dans le lubrifiant. Grâce à la méthode de réflexion optique infrarouge, quatre paramètres peuvent être détectés : la teneur en eau, la turbidité, l'usure thermique ou mécanique et la température. L'électronique d'évaluation intelligente génère un signal analogique qui informe l'utilisateur rapidement et facilement de l'état de la graisse. Si une valeur seuil est définie, un signal peut être émis directement indiquant si l'état des graisses est bon ou mauvais. Cela signifie qu'en cas de changements soudains dans l'état des graisses, des mesures appropriées peuvent être prises immédiatement, y compris un arrêt d'urgence.

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