Nesoljeni junaki vetrne moči: globok potop v blazinice za trenje vetrne turbine
Kritične vloge: več kot le zaviranje
Trenje blazinice v vetrni turbini služijo dvema primarni funkciji:
1. Nadzor sistema YAW: Sistem YAW je odgovoren za vrtenje Nacelle (ohišje, ki vsebuje generator in menjalnik), da rotorske lopatice ohranijo neposredno v veter. To poveča zajem energije in zmanjša asimetrične obremenitve na strukturi. Mehanizem YAW običajno uporablja veliko obročno prestavo in več zavornih zavor. Te zavore delujejo kot objemke in s konstantnim pritiskom prek trenja blazinice držijo nacelle trdno v položaju proti sili vetra. Plazinice morajo zagotoviti močan, statičen oprijem, hkrati pa omogočajo gladke, nadzorovane izdaje in nastavitve brez palice - zdrs (kreten gibanje), ki bi lahko poškodoval menjalnik.
2. Primarni zavorni sistem: Glavna zavora rotorja je kritični varnostni sistem. Njegova glavna vloga je, da rotor spravi na popolno zaustavitev za vzdrževanje, med zasilnimi zaustavitvami (npr. V nevihtnih pogojih) ali kot varnostno kopiranje aerodinamičnega zavornega sistema (rezila). Ta aplikacija zahteva ogromno in takojšnjo odvajanje energije. Trenje mora pretvoriti ogromne količine kinetične energije v toploto, ne da bi propadle, ohranijo stabilen in visok koeficient trenja, tudi ko se temperature med zavornim dogodkom dvigajo.
Znanost materiala: srce zadeve
Ekstremne zmogljivosti zahtevajo, da izključujejo običajne zavorne ploščice v slogu -. Plazinice za trenje vetrnih turbin so napredni kompoziti, ki običajno spadajo v tri kategorije:
Sintrana kovina: izdelana s kombiniranjem kovinskih praškov (kot so železo, baker, jeklo) pod toploto in tlakom. Odlični so pri upravljanju z visokimi temperaturami in razprševanju toplote, vendar so lahko težji na nasprotnih zavornih diskih (ki povzročajo obrabo) in lahko slabo delujejo v zelo hladnem, jednem obalnem okolju.
Organski kompoziti (smola - vezana): Ti uporabljajo ojačitveno matrico materialov (kot aramidna vlakna, steklena vlakna ali mineralna volna), vezana na visoko - temperaturna smola. Na splošno so tišji in nežni na diskih, vendar imajo lahko ožji optimalni temperaturni razpon in se lahko hitreje obrabijo pri težkih obremenitvah.
Keramika - kovinski (Cermet) in napredni kompoziti: to je rezalni rob. Ti materiali mešajo keramične delce za trdoto in toplotno stabilnost s kovinskimi elementi za moč in toplotno prevodnost. Novi organski kompoziti uporabljajo napredna ogljikova in aramidna vlakna. Cilj je material, ki ponuja nizko obrabo, visoko in stabilno trenje, okoljsko odpornost in odlično upravljanje toplote.
Ključni izzivi uspešnosti
Oblikovanje popolne blazinice za trenje je izravnalno dejanje:
Odpornost z bledi: blazinica ne sme izgubiti učinkovitosti ("zbledeti"), ko se segreva.
Stopnja obrabe: Nizka obraba razširja intervali vzdrževanja, ključni dejavnik za oddaljene na morju.
Stabilnost: koeficient trenja mora biti predvidljiv pod vsemi pogoji, da se omogoči natančno delovanje nadzornega sistema.
Okoljska združljivost: Baker, skupna sestavina, se ukine zaradi strupenosti do vodnega življenja. Blazinice morajo prenesti tudi razpršilo soli, vlažnost in UV sevanje.
Prijaznost rotorja: blazinice bi morale zagotoviti učinkovito zaviranje, ne da bi povzročale prekomerno obrabo ali točkovanje na drage zavorne diske.
Prihodnost trenja
Trend za večje turbine in množična širitev vetra na morju narekuje prihodnost tehnologije trenja. Poudarek je na razvoju "pametnejših" ploščic, integriranih s sistemi za spremljanje stanja. Senzorji lahko sledijo obrabi ploščic v resničnem - časa in spremljanju temperature, kar omogoča napovedovanje in odpravo nenačrtovanih izpadov. Poleg tega prizadevanje za trajnost spodbuja raziskave v celoti recikliranih in okoljsko nevtralnih materialov za trenje.
Za zaključek so blazinice za trenje vetrnih turbin odličen primer komponente, kjer inkrementalna, specializirana inovacija prinaša velike koristi za celotno industrijo. Njihova evolucija je ključnega pomena za doseganje zanesljivosti, varnosti in stroškov - učinkovitosti, potrebne za vetrno energijo, da izpolni svoj potencial kot globalni vodja energije.
