Anspruchsvolle Wälzlager für Windkraftanlagen

Anbieter zum Thema

Über 20 Jahre Erfahrung bei Lagern in Windkraftanlagen

Schon in den 1980er Jahren hat sich NSK damit befasst, Wälzlager für sämtliche wesentlichen Komponenten einer Windkraftanlage zu entwickeln. Neben den Hauptgetriebelagern sind das die Rotorwellenlager, Yaw- und Pitchgetriebelager, Generatorlager sowie die Lager für Nebenaggregate wie Pumpen, Pumpenmotoren und Kühlermotoren.

Somit begleitet man die Entwicklung der Branche schon seit mehr als 20 Jahren. Das ist schon deshalb von Vorteil, weil an die unterschiedlichen Lager im Haupttriebstrang sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt werden. Bei den Rotorwellenlagern kommt es zum Beispiel auf die statische und dynamische Tragfähigkeit sowie auf die Fettgebrauchsdauer und Nachschmierfristen an. Zudem muss neben hohen radialen Belastungen auch die axiale Belastung ohne große axiale Verschiebung aufgenommen werden. Beim Generatorlager ist z. B. auch die Stromisolierung ein wichtiger Faktor.

Neue Konzepte für Hauptgetriebe in Windkraftanlagen

Bei modernen Windkraftanlagen der Megawatt- und Multi-Megawatt-Klassen sorgen überwiegend mehrstufige Planetenradgetriebe bzw. Differentialgetriebe für die nötige Untersetzung des Haupttriebstrangs. Im Getriebe des MW-Leistungsbereichs kommen an verschiedenen Stellen unterschiedliche Wälzlagerarten zum Einsatz.

Der Konstrukteur muss hier nicht nur die jeweils angemessene Lagerbauart auswählen, sondern beispielsweise auch die Art der Lagerung festlegen. Hier stehen die Lagerung mit Fest- und Loslager, eine angestellte Lagerung oder eine schwimmende Lagerung zur Auswahl, die jeweils spezifische Vor- und Nachteile bieten. So besteht bei einer angestellten Lagerung, die eine exakte Führung der Welle insbesondere in axialer Richtung erlaubt, die Gefahr der gegenseitigen Verspannung. Hier muss man also Lagerbauarten wählen, die neben radialen auch in mindestens einer Richtung axiale Kräfte aufnehmen können. Dazu gehören Kegelrollenlager. Ähnliches gilt für die schwimmende Lagerung, bei der die Welle sich axial um einen bestimmten Weg verschieben kann. Angestellte und schwimmende Lagerungen werden beispielsweise bei Lagerkonstruktionen für Planetenträger und Planetenrad eingesetzt.

Bildergalerie

Lebensdauer von über 175 000 Stunden gefordert

Heutige Wälzlagerberechnungen für Windkraftgetriebe setzen sich im allgemeinen aus genormten Berechnungsanweisungen, herstellerspezifischen Berechnungen und teilweise auf ganz spezielle Problemstellungen abgestimmten Analyseverfahren zusammen. Zu den Berechnungszielen gehören Vorhersagen zur Steifigkeit, die Abschätzung des Leistungsverlustes, genaue Berechnungen zur Lagerlebensdauer und die Abschätzung der Betriebssicherheit.

Die geforderte Lebensdauer unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen wie Temperatur, Schmierung, Reinheit des Öles und Lastkollektiv liegt bei mehr als 175 000 Stunden. Bei all diesen Berechnungen arbeiten die Ingenieure der NSK-Geschäftseinheit Wind Energy eng mit den Kunden und mit ihren Kollegen in den Technologiezentren zusammen.

(Teil 3: Geforderte Lebensdauer der Wälzlager realisieren)

(ID:314001)