SKFs högpresterande cylindriska rullager är särskilt framtagna för växellådor till vindkraftverk. Det nya isärtagbara utförandet ger höga prestanda och förbättrad tillförlitlighet. Samtidigt förenklas inbyggnad, underhåll och reparation.
Drivlinor i vindkraftverk är speciella. Det finns vindkraftverk med eller utan växellåda, och det finns hybridlösningar som visserligen har växellåda, men bara ett eller två utväxlingssteg och ingen högvarvsgenerator. Hittills har de flesta vindkraftverk som byggts, cirka 80 procent, utrustats med växellåda. Övriga är direktdrivande eller av hybridtyp.
För närvarande diskuteras flitigt i branschen om trenden kommer att gå mot direktdrivning eller ej. Kostnaden för energi är den avgörande faktorn. Frågan är alltså vilken drivlinelösning som ger lägst energikostnad. För att avgöra detta krävs god kunskap om vindkraftverkets livscykelkostnader, det vill säga initial investeringskostnad plus drift- och underhållskostnader. Alla kraftöverföringskoncept har sina fördelar och nackdelar. Växellådor kommer därför även i fortsättningen att spela en mycket viktig roll – med det slutgiltiga målet att förbättra vindkraftverkets tillförlitlighet och driftsäkerhet.
Lager i växellådor drabbas ofta av förtida skador och haverier, som leder till oplanerade stopp och höga underhållskostnader. För att undvika detta kan SKF hjälpa till genom att leverera lämpliga produkter.
Situationen i korthet
Planethjulet i växellådor utrustas ofta med cylindriska fullrullager. Dessa lager, som har stor bärförmåga, ger vanligen större friktion än ett lager med hållare gör. Det beror på den direkta kontakten mellan rullarna. I mindre växellådor förefaller sådana lager fungera utmärkt. Eftersom vindkraftverk med åren har blivit större ökar risken för lagerhaveri i förtid på grund av smetning och förslitning.
För att möta behovet av ökad effekttäthet och tillförlitlighet i vindkraftverk lanserade SKF en serie högpresterande cylindriska rullager 2006. Dessa hållarförsedda rullager är tillgängliga i ett antal storlekar i dimensionsserierna 22 och 23. Beroende på typen av hållare kan lager i serie 23 utrustas med upp till två extra rullar. Lager i serie 22 kan ha tre eller flera extra rullar utöver antalet i standardlager av samma storlek.
Högpresterande lager har större radiell bärförmåga och klarar större belastning än motsvarande standardlager.
Nytt lagerutförande
SKF har nu lanserat en ny version av sina högpresterande cylindriska rullager. De nya lagren är isärtagbara, för att möjliggöra separat montering av inner- och ytterringar. Lagren kombinerar fördelarna med separat montering och stor bärförmåga. Genom lanseringen av denna lagerversion bygger SKF vidare på sina tidigare framgångar med högpresterande cylindriska rullager för vindkraftverk.
Det nya lagerutförandet är framtaget mot bakgrund av tillverkares och användares önskemål om lager i den frigående positionen för högvarviga axlar och högvarviga mellanaxlar.
Här erbjuder SKFs nya isärtagbara högpresterande cylindriska rullager enkel montering och demontering och smidigt underhåll av högvarviga axlar till cylindriska kugghjul. Dessutom förbättras tillförlitligheten och driftsäkerheten.
Konstruktionen innefattar en odelad massiv mässingshållare med specialslipade hållarfickor, centrerad på innerringen.
Separat montering tillåts genom att hållaren håller fast rullarna. Därmed kan rullarna inte falla ut i samband med montering och demontering. Ytterringen med rullsats och hållare kan monteras i huset, medan innerringen är separat monterad på axeln för att underlätta montering i efterhand.
Under montering skyddas rullkropparna av hållaren, vilket minskar risken för hanteringsskador. Hållarens rullfickor är slipade för optimal rullrörelse, vilket också underlättar monteringen. Den innerringscentrerade hållaren motverkar risken för glidskador vid höga varvtal i kombination med liten belastning. Den roterande innerringen befinner sig i kontakt med hållaren i zonen utanför rullarnas kontaktzon. Den driver hållaren och förbättrar därmed rörelsemönstret för rullsatsen.
Diverse test av rullglidning har gjorts, i första hand under mycket lätt belastning. Jämfört med lager i utförande NU, som ofta används, har en minskning av rullglidningen på upp till 40−50 procent uppmätts. Detta visar att SKFs nya högpresterande cylindriska rullager kan användas även vid små belastningar utan att skadas. Förutom att ge ökad bärförmåga minskar lagren risken för förtida skador eller lagerhaverier, vilket medför ökad driftsäkerhet.
Uppfyller hårdare krav
Vindkraftverk blir allt större. Enheter på upp till 7,5 MW byggs i dag, och 10 MW-enheter planeras. Denna utveckling, i kombination med att allt fler vindparker byggs till havs eller på avlägsna platser och i aggressiva miljöer, ökar kraven på tillförlitlighet. Växellådshaverier brukar betraktas som ett av de allvarligaste felen som kan uppstå i vindkraftverk. Det är dyrt att reparera eller byta en växellåda, och stilleståndstiden kan bli lång.
För lager i växellådor till vindkraftverk innebär detta att större krav ställs på prestanda och tillförlitlighet. Lagren ska kunna bära större belastning, men får inte växa i storlek. Högpresterande cylindriska rullager erbjuder betydande prestandaförbättringar och högre driftsäkerhet i alla lagringar i en växellåda till ett vindkraftverk.
Den nyutvecklade isärtagbara högpresterande versionen är lämplig för tillverkare, både i nya produkter och för eftermontering i vindkraftverk som drabbats av växelhaveri och behöver en bättre lagringslösning. Gränsmåtten för de nya lagren motsvarar standarden ISO 15, vilket gör utbyte enkelt.
Applikationer
SKFs befintliga utbud av högpresterande cylindriska rullager har med framgång använts för planethjul i växellådor till vindkraftverk. De nya isärtagbara lagren uppfyller dagens krav på inspektionsmöjligheter – som att lager till högvarvsaxlar måste kunna demonteras i kraftverksgondolen. I denna situation underlättar ett isärtagbart cylindriskt rullager uppgiften betydligt.
SKFs isärtagbara högpresterande cylindriska rullager finns i två dimensionsserier för de två monteringslägena (lagren i serie 22 är främst avsedda för högvarviga axlar, och de i serie 23 för högvarviga mellanaxlar). Lagren i båda serierna är framtagna för att uppfylla kraven på stor bärförmåga och isärtagbarhet, samtidigt som risken för glidning och därav följande slitage reduceras. Både serie 22 och 23 täcker ett håldiameterområde från 100 mm till 240 mm.
Den ökade bärförmågan ger högre driftsäkerhetsmarginaler genom att behålla oförändrad geometrisk storlek, eller genom att behålla samma bärförmåga men tillåta ett mindre lager. SKFs olika versioner av isärtagbara högpresterande cylindriska rullager gör det möjligt för kunderna att uppnå hög tillförlitlighet, utmärkta prestanda och förenklat underhåll i sina applikationer.
Av Andreas Urban, försäljningsingenjör, SKF Renewable Energy, Steyr, Österrike
