Компания Schaeffler объявила о создании самого большого и мощного испытательного стенда для больших подшипников. Стенд стоимостью 7 миллионов евро, расположенный на заводе Schaeffler’s Schweinfurt в Германии, позволяет проводить испытания в реальных условиях для подшипников весом до 15 тонн и с внешними диаметрами до 3,5 м. Такой широкий диапазон параметров позволяет воспроизводить большое множество условий эксплуатации.
Стенд назван в честь греческого божества звездного неба Астрея, который является отцом ветров Борея, Нота, Зефира и Эвра. Этот стенд будет в основном использоваться для проведения испытаний на подшипниках ротора для многомегаватных ветряных двигателей, таким образом помогая сократить время отладки ветряных двигателей, а также улучшить надежность, безопасность и экономическую эффективность будущих конструкций ветряных двигателей.
Стенд, разработка которого заняла практически два года, также поможет улучшить понимание систем ветряных двигателей и взаимосвязи между компонентами приводной системы. Кроме того, стенд поможет правильно представить работу ветряного двигателя и его техническое обслуживание.
Ранее на церемонии торжественного открытия Maria-Elisabeth Schaeffler, партнер группы Schaeffler, охарактеризовала стенд Астрей как «логический шаг по направлению к дальнейшему развитию возобновляемой энергии в качестве стратегического сектора развития для группы».
Стенд будет давать возможность реалистично имитировать статические и динамические нагрузки, которые действуют на
подшипники ротора и опорные кольца в ветряных двигателях мощностью до 6 МВт. Функциональные испытания позволят лучше понять кинематику роликовых подшипников, температурные зависимости и поведение их при трении, а также процессы нагрузки и деформации. Более 300 датчиков на испытательном стенде и подшипниках будут использоваться для сбора данных.
Четыре радиальных и четыре осевых гидравлических цилиндра будут воссоздавать нагрузки и моменты сил, которые могут существовать в ветряном двигателе. Радиальные цилиндры имитируют вес втулки ротора с лопатками ротора, в то время как осевые цилиндры формируют ветряные нагрузки.
Роторы и втулка на большом ветряном двигателе могут весить более 100 тонн. Этот вес действует на подшипник и создает статическую радиальную нагрузку и статический «наклонный» момент. Цилиндры испытательного стенда должны быть очень мощными, чтобы имитировать такие нагрузки.
Радиальные цилиндры могут создавать силы до 1 МН, что эквивалентно 100 тоннам веса, в то время как осевые цилиндры создают силы до 1,5 МН, чтобы имитировать статические осевые нагрузки и моменты, наклонный и вызывающий вращение вокруг вертикальной оси.
Различные скорости ветра имитируются при использовании приводного механизма с планетарной коробкой передач. Типичные скорости составляют от 4 до 20 об./мин., хотя также возможна имитация и гораздо более высоких скоростей.
Ветер редко дует в течение длительного времени с одной и той же скоростью или в одном и том же направлении, а обычно действует с различной интенсивностью и на различные точки турбины. При этом создаются различные моменты на втулке ротора, зависящие от положения лопаток ротора. Например, если ветер действует на верх или низ лопаток ротора, то это создает динамический наклонный момент. А когда он дует более сильно сбоку лопаток ротора, то создается момент, вызывающий вращение вокруг вертикальной оси.
Постоянно меняющиеся условия, в которых дует ветер, означают, что ветряные двигатели подвергаются крайне сложным нагрузкам. Система, названная Сара (Автоматическая система Schaeffler для приложений НИОКР) контролирует измерительную программу, а также процессы открыто-замкнутых управлений циклами на испытательном стенде.
Кроме созданных заданных значений в зависимости от ветряной нагрузки, Сара также контролирует все детали испытательного стенда, включая динамические сервоцилиндры. Она измеряет и записывает все данные, отвечает за телеизмерительные системы, отображает все целевые, текущие и предельные значения, а также оценивает все результаты измерений.
