12FTM07-2012
Validación de un modelo de caja de engranajes de turbina eólica colaborativa de confiabilidad de caja de cambios NREL

Estándar No.
12FTM07-2012
Fecha de publicación
2012
Organización
AGMA - American Gear Manufacturers Association
Alcance
"Las cajas de cambios en la industria eólica han tenido mala reputación debido a importantes problemas de confiabilidad. Ha habido una larga lista de problemas; por ejemplo, temperamento de molienda@ inclusiones de material@ grietas axiales en los rodamientos@ mala distribución de carga en el eje?disposiciones de rodamientos@ desalineación significativa de los engranajes@ fluencia del anillo del rodamiento@ raspaduras del engranaje@ micropicaduras en los engranajes y rodamientos; todos los cuales son problemas comunes y a menudo en serie. Ha habido mejoras en los últimos años para algunos de los productos@, pero no es raro que los sitios eólicos construidos tan recientemente como en 2008, tener entre un 20 y un 40 % de cajas de engranajes que requieren un reemplazo de componente (como un piñón de alta velocidad o un cojinete de eje intermedio) ya (para 2012) y entre un 5 y un 10 % de fallas completas en las cajas de engranajes. Un programa importante para la industria@ " "The Gearbox Reliability Collaborative"" (GRC)@ ha sido financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. y dirigido por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable durante varios años para ayudar a la industria a mejorar la confiabilidad de este componente clave. La colaboración ha reunido a fabricantes@ academia@ laboratorios nacionales@ consultores de ingeniería y proveedores de software de engranajes y rodamientos como parte de un programa para modelar@ construir@ simular y probar cajas de engranajes con el objetivo de mejorar la confiabilidad y reducir el costo de la energía. El equipo de NREL ha instrumentado dos cajas de engranajes con más de 125 canales @ para mediciones tales como distribuciones de carga de dientes planetarios @ tensiones del aro del engranaje anular @ distribución de carga del cojinete planetario @ órbita solar y deflexión del portador. Luego fueron sometidos a un riguroso régimen de pruebas tanto en la torre como en el dinamómetro NREL de 2,5 MW. Romax Technology ha colaborado en el grupo de análisis GRC y ha desarrollado modelos detallados de simulación por computadora de la caja de cambios, incluida la macro y micro?geometría del engranaje@, la macro y micro?geometría@ del rodamiento, la rigidez estructural de la carcasa de la caja de cambios@, las holguras del sistema del portador y del engranaje anular@ y precargas@ y condiciones límite circundantes (como el eje principal@, el cubo del rotor y la bancada). El modelo se utiliza para la simulación precisa de las deflexiones de todo el sistema y la predicción de las condiciones de contacto resultantes de los engranajes y rodamientos bajo diversas condiciones de carga. El objetivo de este artículo es una comparación entre la medición y la simulación de parámetros clave, incluidas las distribuciones de carga de engranajes, la deflexión anular y el movimiento del sol. Se describirán los resultados de la simulación que son sólidos y aquellos que son sensibles a parámetros difíciles de predecir que incluyen efectos significativos de las variaciones de fabricación y ensamblaje. Se describirán las lecciones aprendidas sobre la mejor manera de aplicar herramientas de ingeniería asistidas por computadora para mejorar la confiabilidad de la caja de engranajes de las turbinas eólicas".



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