Neue Wälzlager für Windkraftanlagen mit hoher Leistung

Anbieter zum Thema

SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH

GGB Heilbronn GmbH

Franke GmbH

NSK Deutschland GmbH

Tribologische Trennung der Kontaktflächen

Um das Kriterium der Trennung der Kontaktflächen zu erfüllen, kann man auf eine Beschreibung des Schmierungszustandes zurückgreifen, die sich aus der Theorie der elasto-hydrodynamischen Schmierung ableiten lässt. Danach muss das Verhältnis der vorhandenen zur erforderlichen Betriebsölviskosität größer als 1 sein. Dieses Verhältnis ist bei den Lagern der schnelllaufenden Welle, der schnelllaufenden Zwischenwelle, der langsamlaufenden Zwischenwelle in der Regel größer als 1. Bei der Planetenradlagerung und der Planetenträgerlagerung ist das Verhältnis meist kleiner als 1. Es kann für diesen Fall jedoch der Wert auf 1 gesetzt werden, wenn Schmierstoffe mit nachgewiesenen EP-Additiven verwendet wird.

Die erforderliche Wärmeabfuhr am Wälzlager hängt ab von der Belastung der Lager, dem bauartspezifischen Reibungskoeffizienten, der Lagergröße, der Drehzahl und der Temperatur der Umgebung. Der erforderliche Ölvolumenstrom kann bei Kenntnis der vorgenannten Parameter gut abgeschätzt werden.

Bei der Festlegung der Ölzuführmethode muss die Lagerbauart einschließlich der Käfigkonstruktion beachtet werden, um sicherzustellen, dass das Öl durch das Lager hindurch strömen kann.

Software zur exakteren Lebensdauerberechnung der Wälzlager

Bei der Konstruktion neuer Wälzlagern für Windkraftanlagen kommen rechnergestützte Berechnungs- und Simulationsmethoden zum Einsatz. Sie haben u.a. zum Ziel, die Lebensdauer der Wälzlager möglichst verlässlich prognostizieren zu können. Die Norm DIN ISO 281 gibt hier die wesentlichen Parameter vor: Lagerbelastung, Drehzahl, Tragzahl und Lagerart.

NSK hat auf dieser Basis eine Software mit der Bezeichnung STIFF entwickelt, die neben diesen Parametern auch die exakte innere Geometrie des Lagers, das Betriebsspiel bzw. die Vorspannung, die Verformung des Welle-Wälzlager-Systems, die Lastzone und die Lastverteilung zwischen Wälzkörpern und Laufbahn berücksichtigt.

In diesem Modell sind die Wälzkörper jeweils in Scheiben unterteilt. Für jede Scheibe wird eine modifizierte Referenzlebensdauer ermittelt. Diese angaben werden unter Zuhilfenahme der Zeitanteile jedes Lastfalls aufsummiert. Damit liefert die Software Ergebnisse, die eine kurzfristige Variantenanalyse ermöglichen. Zudem können spezielle Anpassungen des Wälzlagers zeitsparend geprüft werden. (mi)

Hannover Messe 2011: Halle 22, Stand A30

* Ralf Petersen ist tätig im Sektor Wind bei NSK Deutschland in Ratingen

(ID:25334230)