Schneller zu zuverligen Rotorlagern - Schffler kombiniert Simulation mit Grolagerprfstand

2015-11-17 | 000-006-430 DE-DE

SCHAEFFLER AG, PARIS/SCHWEINFURT

Schaeffler auf der EWEA 2015 in Halle P02-3

Schneller zu zuverl ssigen Rotorlagern - Schaeffler kombiniert Simulation mit Gro lagerpr fstand

Der weltweite Ausbau der Windenergie ist ungebremst. St rkere Anlagen, immer vielf ltigere Anlagenkonzepte und enorm kurze Innovationszyklen erfordern auch neue L sungen f r die Lagerung der Rotoren. Um diese Lager mit der erforderlichen Robustheit und Zuverl ssigkeit in m glichst kurzer Zeit zu entwickeln, kombiniert Schaeffler Simulations- und Berechnungsmethoden mit Messergebnissen, die mit Hilfe des vor vier Jahren in Betrieb gegangenen Gro lager-Pr fstands Astraios gewonnen werden. Wir haben die vergangenen Jahre genutzt, um die Erkenntnisse aus Simulation und Berechnung gro er Windkraft-Lager am Pr fstand zu validieren , berichtet Andreas Mangold, Leiter Strategic Engineering bei Schaeffler. Dadurch k nnen wir das Risiko signifikant reduzieren, dass m gliche Fehler erst im Feld auftauchen.

Daten aus mehreren Jahren Pr fstandsbetrieb

Auf dem Gro lagerpr fstand Astraios untersucht Schaeffler Rotorlagerungen f r Windkraftanlagen der Multi-Megawatt-Klasse. Diese Gro lager haben einen Au endurchmesser von bis zu 3,5 Metern. Als einer der gr ten und modernsten Gro lager-Pr fst nde der Welt ist Astraios in der Lage, die durch den Wind, das Gewicht und die Dynamik erzeugten, wechselnden Belastungszust nde aus dem realen Betrieb von Windkraftanlagen auf die Pr flager aufzubringen - und dies ber ein variables Drehzahlspektrum. In umfangreichen Pr fl ufen mit diversen Konzepten f r die Lagerung der Rotoren gewannen die Ingenieure umfangreiche Daten ber das Verhalten von Gro lagern, das sich im Gegensatz zu kleinen W lzlagern zum Teil deutlich unterscheidet.

Messdaten zur Optimierung der Simulationsmodelle

Die Daten werden von Schaeffler auf vielf ltige Weise genutzt. Zum einen k nnen wir mit den Messungen sicherstellen, dass neu entwickelte Lagerl sungen robust und zuverl ssig die Produktionshallen verlassen , erl utert Mangold. Zum anderen validieren und optimieren wir mit den Daten die Simulationsmodelle: Wir testen in der Praxis und nutzen die Ergebnisse f r die kontinuierliche Weiterentwicklung unserer Simulationswerkzeuge. Denn w hrend Berechnungen zur Lebensdauer kleinerer W lzlager gut auf Gro lager bertragbar sind, so gilt dies nicht f r andere Parameter wie beispielsweise Kinematik oder das Reibmoment. Deswegen m ssen Simulationen in diesen Bereichen anhand von Pr fergebnissen validiert werden. Die mit Hilfe von Astraios gewonnenen Messungen nutzen die Entwickler der Simulationsmodelle, um ihre Berechnungen f r den jeweiligen Lagertyp abzugleichen und zu verfeinern. Aufgrund des so gesammelten Vorwissens k nnen die Ingenieure bei Schaeffler neue Lagerkonzepte f r Windkraftanlagen in sehr kurzer Zeit entwickeln und f r die jeweilige Anforderung optimal auslegen. Auf Basis der abgesicherten Simulationsmodelle k nnen sie au erdem ihre Ergebnisse ber den aktuell gepr ften Durchmesser eines Gro lagers hinaus auf noch gr ere Lager bertragen und ganze Plattformen validieren.

Simulation kompletter Windkraftanlagen

Mit dem neuen Verfahren ist Schaeffler zudem in der Lage, ganzheitliche L sungen f r neue Anforderungen an Windkraftanlagen zu entwickeln, beispielsweise f r den Einsatz v llig neuer Lagertypen. F r eine anwendungsnahe Pr fung ist dabei wichtig, zun chst die richtigen Randbedingungen zu definieren, damit die Belastungen und Verformungen mit der Betriebssituation im Feld bereinstimmen. Mit Hilfe der von Schaeffler entwickelten Software f r Mehrk rpersimulation Simpla sind die Ingenieure in der Lage, eine komplette Windkraftanlage abzubilden und vom Windfeld bis in den W lzkontakt hinein zu untersuchen. Dadurch k nnen sie die richtigen Randbedingungen f r die Validierung am Pr fstand herausfinden. Die Messungen werden wiederum in einem mehrstufigen Prozess in die Simulationsmodelle zur ckgespielt, die dann die Beanspruchung und das kinematische Verhalten eines Gro lagers berechnen. Werden nun beispielsweise Verformungen ermittelt, dann k nnen deren Auswirkungen auf die Funktion des W lzlagers berechnet und am Pr fstand validiert werden. Eine praktische Erkenntnis daraus k nnen Anpassungen in der Auslegung oder Beschichtung eines Lagers, aber beispielsweise auch Empfehlungen zur Schmierung f r verschiedene Betriebssituationen sein. Dies kann vor allem bei Offshore-Windkraftanlagen ein gro er Vorteil sein, da Wartungsarbeiten auf hoher See meist sehr teuer und aufw ndig sind.

LINK:	http://www.ina.de/content.ina.de/en/press/press-releases/press-details...
	See more stories from ina

Most recent headlines