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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

ANTRIEBSTECHNIK I TITEL

ANTRIEBSTECHNIK I TITEL Klaus Sausele Zu den aktuellen Trends bei Wälzlagern in Windenergieanlagen gehören die Verwendung anwendungsspezifischer Sonderwerkstoffe und -ausführungen, die Integration von Wälzlagern in Antriebskomponenten sowie die realistische Simulation und Berechnung der Lebensdauer im Betrieb. All diese Trends verfolgen das Ziel, höchste Lebensdauer und eine Senkung der Gesamtbetriebskosten zu erreichen. Schlüsselkomponente Wälzlager Höhere Zuverlässigkeit senkt Gesamtbetriebskosten von Windenergieanlagen Die Windtechnik gehört zu den anspruchsvollsten Anwendungsbereichen von Wälzlagern. Die Lager sind teilweise sehr groß, sie werden hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt, und die Umge-bungsbedingungen sind sehr ungünstig für Präzisionskomponenten der Antriebstechnik. Unter diesen Vorzeichen stellt eine An lagenlebensdauer von 175 000 Stunden oder zwanzig Jahren bei kaum möglichem Zugang zu den Lagern die Wälzlager-Entwickler vor große Herausforderungen. Klaus Sausele, Sector Manager Wind Energy, NSK Deutschland GmbH, Ratingen Erschwerend kommt hinzu, dass es spezifische Schadensbilder gibt, gegen die Vorkehrungen getroffen werden müssen. Zudem fordern neueste Projekte sogar eine noch längere Anlagenlebensdauer als die bisher üblichen zwanzig Jahre. Anpassung des Qualitätsstandards Als einer der internationalen „Top Three“ der Wälzlagerhersteller bietet NSK ein umfassendes Programm an Wälzlagern, die dezidiert für den Einsatz in Windenergieanlagen entwickelt wurden. Das Unternehmen hat bereits 2003 den „Wind Standard U303“ für Wälzlager definiert und 2008 an die gestiegenen Anforderungen angepasst. Durch die hohen Kosten des Austauschs von Komponenten des Antriebstrangs „Uptower“ sowohl bei Onshore-Anlagen, insbesondere aber bei Offshore-Windparks, haben Qualitätsprüfungen bei Wälzlagern für WEA einen ganz besonderen Stellenwert. Daher wird NSK im Rahmen der Messe Wind Energy 2016 in Hamburg den abermals auf die aktuellen Anforderungen erweiterten Wind-Standard vorstellen. Die Basis ist hierbei die Rückverfolgbarkeit aller Komponenten jedes einzelnen mit einer Seriennummer versehenen Lagers. Alle maßgeblichen Prozessparameter – von der Stahlschmelze über maschinelle Bearbeitungen und die Wärmebehandlung bis zur Montage – werden für 20 Jahre gespeichert. Hinzu kommen zerstörungsfreie 36 Der Konstrukteur 9/2016

SERVOFLEX DIE PERFEKTE SERVOKUPPLUNG Die Servoflex ist auf die anspruchsvollen Anforderungen moderner Servomotoren entwickelt. 01 Integration ist im Trend: Zweireihiges Kegelrollenlager als Planetenlager 02 Integriertes vierreihiges Zylinderrollenlager als Planetenlager Prüfungen, um Schleifbrand, Oberflächendefekte und Gefügestörungen im Werkstoff auszuschließen. Weitere wichtige Bausteine dieses Standards sind Dokumentation, Prozesssicherheit, Konservierung, Verpackung und die akkurate Kontrolle zur Vermeidung der Belastung mit kleinsten Verschmutzungspartikeln. Werkstoffe und Auslegung Die Werkstoffentwicklung wurde von NSK mit dem Ziel vorangetrieben, die Lebensdauer von WEA-Wälzlagern zu erhöhen und deren Ausfallwahrscheinlichkeit weiter Hoch entwickelte Berechnungs- und Simulationswerkzeuge schaffen die Basis für eine anforderungsgerechte Konstruktion Dynamische Antriebsaufgaben mit häufigem Start-Stopp- und Reversierbetrieb, bei denen eine absolute Positioniergenauigkeit im Vordergrund steht, sind ihr Metier. zu senken. Zu erwähnen ist hier der patentierte Sonderwerkstoff AWS-TF (Anti White Structure-Tough), der zuverlässig das Risiko von Schäden durch White Etching Cracks (WEC) minimiert. Auch eine eigens entwickelte Oberflächenbehandlung (Black Oxide Coating; BOC) reduziert die Wahrscheinlichkeit, mit der dieses Schadensbild auftritt. Als wirkungsvolle Maßnahmen zur generellen Steigerung von Tragzahl und Lebensdauer der Wälzlager hat sich die von NSK entwickelte Wälzlagerstahlgüte STF (Super- Tough) bewährt. Sie schafft die Voraussetzung für lange Lagerlebensdauer auch bei Feuchtigkeit und ins Lagerinnere eindringenden Partikeln. Bei der Auswahl und Optimierung von Wälzlagern können die Techniker im europäischen Wind Energy Team von NSK auf jahrzehntelange Erfahrung und hohe Forschungs- und Entwicklungskompetenz zurückgreifen. Nicht nur in den zentralen SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH www.schmidt-kupplung.com

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