单向滚针轴承可延长涡轮寿命

单向滚针轴承不对称移动

通过从对称的基线设计切换到不对称的布局（具有减小的迎风（面向转子）的滚子接触角，同时增加滚子长度）实现了新方法。

Bochert表示，缩放和优化过程分两个主要步骤进行，后将上风滚子角度从45度基线值减小到35度，同时将滚子长度增加20％。顺风跑道保持不变。

“显着的结果是，上，下风滚子滚道的使用寿命增加了50％，轴承质量只增加了15％，” Bochert说。

“我们还能够保留原始轴承的螺栓-圆直径，而只是稍微增加了高度。这意味着这种不对称的布局与安装在8MW直驱式涡轮机中的轴承尺寸几乎不变，现在可以容纳新的10MW设计。”

延长轴承寿命的关键因素是两个滚道的大滚子-滚道接触压力大大降低。

而且由于轴承计算固有地总是考虑变形，因此对载荷和载荷分布模式的深入了解至关重要。

“需要对轴承和转子支撑结构，齿轮箱和/或发电机之间的所有接口以及轮毂与叶片轴承和叶片之间的所有组合接口连杆进行最佳匹配，” Bochert说。

“必须解决与刚性和变形行为有关的所有这些相互作用方面，并在必要时在各个涡轮机设计阶段进行调整。”

博彻特举了另一个例子。该公司为带有100米转子的3MW中速齿轮涡轮提供了转子轴承。

该涡轮机概念的进一步发展导致了145米的转子，扫掠面积增加了一倍以上，并且额定功率略微提高了3.2MW。

通过调整设计以保持的负载分配和增强的负载能力，可以保留约2.5米的原始轴承（螺栓圆）。

Bochert表示：“整合的方法和最佳的系统集成是实现坚固耐用的轴承解决方案的关键。”

“这需要我们作为轴承供应商的原始设备制造商与原始设备制造商之间密切合作，并充分透明，以便在涡轮和轴承联合开发期间一起完成所有必要的迭代设计步骤。”

单向滚针轴承复杂条件

该公司研发部负责人BerndLüneburg指出，深入了解复杂动态操作条件下的轴承-滚子行为是开发越来越大的轴承的关键因素。

为了应对这些挑战，该公司开发了其独创的内部诊断辊测量技术。

这是基于每个轴承的“智能”单测量辊，这一原理适用于任何正在开发的新轴承。

吕讷堡说：“用于大型涡轮机的双列圆锥滚子轴承包含直径分别为60-100mm的滚子。”

“测量辊技术概念的一个整体方面是，它始终使用同一批次的内部生产的辊。”

每个单独的测量辊都包含一个传感器，用于实时测量两个轴向位置的变形，以及滑移，倾斜，温度，速度和相对圆周位置。

Lüneburg补充说，每个辊还包含一个微型的永磁发电机，该发电机具有内部电源和数据存储能力，并辅以无线信号传输。

该系统专为长期运行而设计，可在不损失任何轴承负载能力的情况下，对每列滚子测量上述所有特征。

该技术结合了Rothe Erde在轴承和测量方面的专业知识，并在内部测试台上得到验证。

这些测试包括评估滚子倾斜度和非对称滚子压力分布，以及在整个滚道圆周上与计算值进行比较的滚子力测量。

静液压支撑

“这是一个令人振奋的项目，对于在轴承内部进行基本水平的测量非常重要。

Lüneburg说：“该技术仍在优化中，但已集成到我们的轴承开发流程和原型制作中。”

“它将使人们更好地理解系统，包括对关键接口和轴承载荷分布的了解，加快验证速度，进行更准确的寿命预测，并最终开发出更紧凑，更便宜的轴承。”