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Wälzlager

Zuverlässige Rotorenlager von Timken

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Vorzüge von Kegelrollenlager-Konstruktionen

Eine Hauptwellenkonstruktion mit vorgespannten Kegelrollenlagern (TRB) verbessert die Leistung des Antriebsstranges. Kegelrollenlager optimieren die Systemstabilität und -steifigkeit sowie die Lastverteilung zwischen den Reihen. Die Wechselwirkungen zwischen Rollkörper und Laufbahn werden vorhersehbarer. Es bestehen mehrere Konfigurationsmöglichkeiten.

Einreihige Kegelrollenlager

Das weit verbreitete Lagersystem mit zwei einreihigen Kegelrollenlagern (2-TS) ermöglicht eine wirtschaftliche Lösung, mit dem ein ganzes System mit zwei vorgespannten Kegelrollenlagern ausgestattet werden kann. Die rotor- und generatorseitigen Lager werden so ausgelegt, dass sie die Lasten durch Variation des Kontaktwinkels und der Lagerkapazität wie erforderlich aufnehmen können. Aufgrund des großen effektiven Lagerabstandes sind diese Lager im Normalfall kompakt und wirtschaftlich dimensionierbar.

Die 2-TS-Hauptwellen-Lageranordnung bietet eine wirtschaftliche Kegelrollenlagerlösung mit kompakter Konstruktion.
Die 2-TS-Hauptwellen-Lageranordnung bietet eine wirtschaftliche Kegelrollenlagerlösung mit kompakter Konstruktion.
(Bild: Timken)

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Zweireihige Kegelrollenlagerkonstruktionen

Das TNA-Lager mit großem Durchmesser, das bei Verwendung eines Abstandsringes zwischen den Innenringen auch TDO-Lager genannt wird, ist wegen seiner Felderfahrung und der einfachen Montage zu einer attraktiven Lageroption geworden. Die steilen Kontaktwinkel schaffen hohe Kippsteifigkeit in einem kleinen axialen Bauraum, um die Kipp- und Giermomente aufzunehmen. Die Lagerkomponenten können mit Dichtungen und Schmierung zu Lagereinheiten zusammengefasst werden, um die Montage zu vereinfachen. Die werkseingestellte Vorspannung soll eine einfache Montage garantieren. Die kompakte Axialkonstruktion bietet den Turbinenbauern die Möglichkeit einer Reduzierung der Gondel-Gesamtlänge. Der Lagerdurchmesser steigt mit zunehmender Turbinengröße (ca. 3,2 m Außendurchmesser für 5 MW). Diese Konstruktionen eignen sich besonders für direkt angetriebene Windturbinen, aber auch für Getriebekonstruktionen.

Die steilen Kontaktwinkel eines TDO schaffen hohe Kippsteifigkeit in einem kleinen axialen Bauraum, um die Kipp- und Giermomente aufzunehmen. Das Lager kann durch Hinzufügen von Dichtungen und Schmierung auch als Lagereinheit eingesetzt werden.
Die steilen Kontaktwinkel eines TDO schaffen hohe Kippsteifigkeit in einem kleinen axialen Bauraum, um die Kipp- und Giermomente aufzunehmen. Das Lager kann durch Hinzufügen von Dichtungen und Schmierung auch als Lagereinheit eingesetzt werden.
(Bild: Timken)

Ein einzelnes, vorgespanntes TDI bietet eine hohe Tragkraft und nimmt die Kombination aus Radial- und Axialkräften wie ein Pendelrollenlager auf. Das TDI garantiert eine Lastverteilung über beide Lagerreihen und toleriert im Vergleich zu einer TDO-Konstruktion größere Fluchtungsfehler. Außerdem vermindert die Lagervorspannung Effekte wie Anschmierungen, Micropitting und Rutschen.

Anders als ein Pendelrollenlager kann ein TDI-Lager höhere Lasten aufnehmen und eine gleichmäßige Lastverteilung garantieren, was den Verschleiß verringert.
Anders als ein Pendelrollenlager kann ein TDI-Lager höhere Lasten aufnehmen und eine gleichmäßige Lastverteilung garantieren, was den Verschleiß verringert.
(Bild: Timken)

Zusammenfassung

Begründet in der Forderung nach einer Verbesserung der Gesamtleistung arbeiten Windturbinen- und Lagerhersteller gemeinsam an zuverlässigeren Hauptwellensystemen. Verbesserte Technologien ermöglichen Nachrüstoptionen für die bestehenden Pendelrollenlager in Turbinen mit 3-Punkt-Lagerungen. Die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen für Offshore-Turbinen begünstigen die Verwendung von vorgespannten Kegelrollenlagern. Diese Optimierungen der Hauptwellenkonstruktion können die Zuverlässigkeit des gesamten Antriebsstrangsystems verbessern und zu einer Verringerung der Gesamtbetriebskosten führen. (br)

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