CASE STUDY: Tellerfedern in Windkraftanlagen

Optimierung von Tellerfedern in Windkraftanlagen für eine verbesserte Leistung unter Stoßbelastungen

Situation:

Unser Kunde, ein Hersteller von Windkraftanlagen, stand vor der Herausforderung, die Leistung seiner Turbinen zu verbessern. Federn spielen eine entscheidende Rolle bei der Rotorwellenkonstruktion von Windkraftanlagen, da sie für die Absorption von durch Windkräfte verursachten Lasten und Vibrationen verantwortlich sind.

Durch wechselnde Windverhältnisse ist die Rotorwelle enormen Belastungen und Vibrationen ausgesetzt. Um diese Belastungen aufzunehmen und zu reduzieren, kommt ein Federungssystem zum Einsatz, das in die Rotorwelle integriert ist.

Das Aufhängungssystem besteht aus Tellerfedern, die die wichtige Aufgabe haben, die Belastungen und Vibrationen zu absorbieren und gleichzeitig die strukturelle Integrität der Rotorwelle aufrechtzuerhalten. Die Tellerfedern müssen ein optimales Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Steifigkeit finden, damit sie die richtige Menge an Energie aufnehmen und Vibrationen dämpfen können und gleichzeitig unter den extremen Bedingungen von Windkraftanlagen langlebig und zuverlässig bleiben.

Herausforderung:

Unser Windkraftanlagenhersteller stand vor einer besonderen Herausforderung hinsichtlich der Tellerfedern in der Rotorwelle. Sie stellten fest, dass die vorhandenen Tellerfedern unter den extremen Belastungen und Vibrationen nicht optimal funktionierten, was zu erheblichem Verschleiß führte. Dies führte zu häufigen Wartungseingriffen und erhöhten Kosten für den Austausch der Federn, was sich negativ auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Windkraftanlagen auswirkte.

Lösung:

Um dieser Herausforderung zu begegnen, wurde unser Ingenieurteam hinzugezogen, um eine Lösung zu finden, die die Leistung und Zuverlässigkeit der Tellerfedern verbessern würde. Wir haben eng mit dem Windkraftanlagenhersteller zusammengearbeitet, um die Ursache des Verschleißes zu identifizieren und zu verstehen und dann fortschrittliche Federtechnologien anzuwenden, um diese Probleme zu lösen.

• Materialauswahl: Wir haben fortschrittliche Materialien identifiziert, die die Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit selbst unter extremen Wetterbedingungen verbessern. Dies führte zu einer erhöhten Zuverlässigkeit und einer längeren Lebensdauer der Tellerfedern. Das Material muss den ständigen Belastungen und Vibrationen, die beim Betrieb der Windkraftanlagen auftreten, sowie dem Einfluss von Korrosion und Umwelteinflüssen standhalten.
• Optimierung der Geometrie: Durch fortschrittliche Simulationen und Analysen haben wir die Geometrie der Tellerfedern optimiert, um maximale Belastungen und Vibrationen aufzunehmen. Dies führte zu einer verbesserten Leistung und einem geringeren Verschleiß der Federelemente.

1. 1. Dickenprofil: Durch die strategische Anpassung der Dicke der Tellerfedern können die Steifigkeit und Flexibilität der Feder optimiert werden. Dadurch ist es möglich, ein Gleichgewicht zwischen der Aufnahme von Lasten und Vibrationen bei gleichzeitiger Wahrung der strukturellen Integrität zu erreichen.
   2. Anzahl der Tellerfedern: Die Anzahl der Tellerfedern kann optimiert werden, um eine optimale Last- und Vibrationsverteilung zu erreichen. Dies kann beispielsweise durch das Hinzufügen oder Entfernen von Tellerfedern erreicht werden, je nach den Anforderungen des Windkraftanlagendesigns.

Ergebnisse:

Diese neuen Tellerfedern weisen eine verbesserte Haltbarkeit, geringeren Verschleiß und eine verbesserte Leistung auf, wodurch Wartungseingriffe reduziert und die Lebensdauer der Windkraftanlagen verlängert werden.

• Erhöhte Zuverlässigkeit: Die neue Federtechnologie hat die Ermüdungsfestigkeit und Haltbarkeit der Tellerfedern deutlich verbessert und so ungeplante Ausfallzeiten der Turbinen reduziert.
• Verbesserte Leistung: Die optimierten Tellerfedern absorbieren Belastungen und Vibrationen effektiver und bewahren so die strukturelle Integrität der Turbinen. Dies führt zu einer besseren Leistung und einem höheren Energieertrag.
• Längere Lebensdauer: Die neue Federtechnologie hat die Lebensdauer der Tellerfedern verlängert und so die Wartungskosten und die Notwendigkeit eines häufigen Austauschs reduziert.

Dank unserer technischen Expertise und der Zusammenarbeit mit dem Windkraftanlagenhersteller konnten wir diese Herausforderung erfolgreich meistern und wertvolle Lösungen anbieten, die die Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Tellerfedern in Windkraftanlagen deutlich verbessert haben.

Stehen Sie vor der gleichen Herausforderung? Das Alcomex-Team hilft Ihnen auch gerne weiter!