Banco di prova per cuscinetti di grandi dimensioni per impianti eolici
Cilindro di prova idraulico Hänchen come cilindro di prova
Ogni anno vengono installati in tutto il mondo circa 40 GW di energia eolica. Vengono utilizzati impianti sempre più grandi: 5 MW sono oggi comuni nel settore offshore, il limite di 6 MW è già stato raggiunto. I cuscinetti ad alte prestazioni di Schaeffler Technologies assicurano che i cuscinetti funzionino in modo affidabile per tutta la loro vita utile. La chiave per l'impressionante qualità di questi cuscinetti, attualmente fino a 3.200 mm di diametro esterno, è il sistema di prova interno ASTRAIOS.
I cilindri di prova idraulici Hänchen come cilindri di prova muovono questo gigante che mette alla prova i cuscinetti volventi. È uno dei banchi di prova per cuscinetti di grandi dimensioni più moderni, grandi e potenti del mondo.
- I cilindri per macchine di prova di Hänchen movimentano una delle più grandi strutture di prova per cuscinetti al mondo.
- Potenti e precisi con i cilindri di prova Hänchen.
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La soluzione di azionamento lineare fornita da Hänchen
- 8 cilindri di prova sincroni - 4 cilindri radiali e 4 assiali
- Serie Hänchen 320 con una potenza fino a 1,5 MN
- Corsa di 1 mm e 7 mm
- Trasduttores di posizione induttivi integrati
- Progettazione e fornitura del blocco valvola
In origine, il banco di prova per cuscinetti di grandi dimensioni ASTRAIOS era destinato a testare tutti i cuscinetti di impianti eolici fino a 3 MW. Il valore è stato successivamente aumentato a 6 MW, poiché la tecnologia offshore prevede l'impiego crescente di impianti di grandi dimensioni. L'impianto specifico per un cliente è stato il punto di partenza. Ogni ciclo di prova di ASTRAIOS rispetta i rispettivi dati chiave dei clienti e il sistema di coordinate per i carichi del Germanischer Lloyd, e tiene conto delle relative forze e dei momenti. Gli impianti hanno cuscinetti con un diametro esterno di 3.200 mm. Il banco di prova, lungo 16 m, largo 6 m e alto 6 m, può ospitare cuscinetti singoli, per rotori e per la regolazione delle pale fino a 3.500 mm di diametro esterno, con un peso massimo di 15 t. In passato erano possibili solo test fino a 700 mm. Con l'attuale impianto, è possibile verificare con elevata precisione i calcoli fino a 7.000 mm tramite estrapolazione.
Otto assi sono impiegati nei test sotto forma di cilindri idraulici per simulare il movimento di beccheggio tridimensionale. 300 kW di potenza elettrica e 600 kW di potenza idraulica consentono di realizzare i seguenti parametri di prova: una coppia di 150 kNm a una velocità nominale di 12,4 min-1 e una velocità massima di 60 min-1. La forza assiale copre l'intervallo di ± 6 MN, la forza radiale ± 4 MN. Le forze di prova derivano dalla pressione del vento per una potenza di 6 MW, dalle forze di taglio dovute a velocità del vento molto diverse al suolo e in altezza, nonché dal momento di beccheggio in caso di raffiche. Agiscono sulla superficie proiettata del rotore e sulle leve delle pale del rotore lunghe oltre 75 m. ASTRAIOS funziona quindi con un momento di beccheggio statico di ± 15 MNm e un momento di beccheggio e imbardata dinamico di ± 5 MNm. Vengono prese in considerazione le grandezze di misurazione forza, momento, velocità, temperatura, portata, posizione, corsa, spostamento, vibrazione e particelle. 300 sensori registrano questi parametri, 100 dei quali a una frequenza di 1 kHz, gli altri da 10 a 100 Hz. Un totale di 8 cilindri di prova sincroni della Herbert Hänchen GmbH eseguono i movimenti lineari.
Quattro cilindri radiali idraulici e quattro cilindri assiali sono fissati al telaio di carico. Essi generano i carichi e i momenti reali che si verificano in un impianto eolico. Un impianto di pompaggio con i livelli di potenza 200 kW, 400 kW e 600 kW aziona questi attuatori. La frequenza di base dell'impianto è di 1 Hz, con la sovrapposizione delle forze si hanno vibrazioni fino a 10 Hz. In questo caso, i cilindri radiali simulano il peso del mozzo del rotore con le pale del rotore di oltre 100 t. Essi lavorano tipicamente con una corsa di 7 mm. Ciascuno di questi cilindri radiali della serie 320 di Hänchen ha una potenza di 1 MN. I cilindri assiali generano con una potenza di 1,5 MN i carichi del vento, che consistono nel carico assiale statico e nei momenti dinamici di beccheggio e imbardata. La corsa di soli 1 mm dimostra l'elevata capacità prestazionale della guarnizione a fessura anulare flottante Servofloat® di Hänchen utilizzata. Un'aumentata abrasione è stata eliminata ottimizzando gli anelli raschiatori. “In questo e in altri compiti abbiamo avuto una collaborazione molto buona e costruttiva con Hänchen anche dopo la vendita e il montaggio”, sottolinea Korn.
I cilindri per macchine di prova, che vengono regolati tramite forza e corsa, sono in definitiva unità di azionamento lineare complete. Un elemento importante sono i trasduttores di posizione induttivi integrati. Anche il blocco valvole, costruito in modo molto complesso, svolge un ruolo importante. Lo specialista di idraulica di Ostfildern vicino a Stoccarda è stato responsabile dell'integrazione dell'intera unità di azionamento lineare. Questo sofisticato concetto complessivo ha permesso una messa in servizio senza pre-messa in servizio. “Tutto ha funzionato subito”, sottolinea il responsabile della costruzione degli impianti di prova. “Questa è un'ingegneria di altissimo livello.”
La buona collaborazione delle due aziende è stata la base per un banco di prova superlativo, che ha suscitato scalpore in tutto il mondo. Schaeffler come committente è un fornitore leader a livello mondiale di cuscinetti volventi e prodotti lineari, nonché un rinomato fornitore dell'industria automobilistica per componenti e sistemi di precisione in motore, cambio e telaio. Con circa 79.000 dipendenti in tutto il mondo e un fatturato di circa 11,2 miliardi di euro, Schaeffler è una delle più grandi aziende industriali a conduzione familiare. Anche la Herbert Hänchen GmbH, fondata nel 1925, è un'azienda a conduzione familiare che, con 210 dipendenti, fornisce cilindri idraulici ai suoi clienti in tutto il mondo dal 1952. Per molte aree di applicazione, gli specialisti di azionamenti offrono soluzioni di serie, senza dover ricorrere a costose costruzioni speciali con elevato rischio di prototipi.
© Hänchen 2014
La nostra competenza come produttori di banchi e macchine di prova
Progetti complessi interni e per i clienti rendono oggi Hänchen un fornitore affidabile e di qualità di complete macchine di collaudo. In questo si riflette il nostro pluriennale sviluppo di competenze, iniziato con la costruzione di cilindri, ampliato con componenti elettronici e sistemi di azionamento completi. Nel frattempo, Hänchen offre ai suoi clienti macchine complete, inclusi assi di azionamento, dispositivi anticaduta, telaio ed elementi della macchina.
- Vasta esperienza nella costruzione di macchine speciali di macchine speciali idrauliche ed elettriche
- Esperienza nella progettazione e realizzazione sistematica e personalizzata di progetti per i clienti
- Tecnologia di misurazione, controllo e regolazione, regolazione in tempo reale, acquisizione dei valori misurati, sensori, connessione bus di campo e valutazione
- Sviluppo di software modulare proprietario, inclusa l'interfaccia grafica per il controllo e la regolazione, nonché la comunicazione a livello di processo
- Ampi concetti di sicurezza fino a PLe in conformità alla Direttiva Macchine, conformità CE, software di sicurezza
- Innumerevoli progettazioni nel settore della costruzione di banchi di prova e dello sviluppo di macchine di prova complesse