Soluciones de rodamientos y servicios para aerogeneradores

Transcripción

1 Soluciones de rodamientos y servicios para aerogeneradores

2 Schaeffler Wind-Power-Standard... es el estándar de calidad para todos los productos y procesos relevantes para la energía eólica,... garantiza la máxima calidad y fiabilidad en todo el mundo, mediante un control del 100 % de todas las características críticas para el funcionamiento,... identifica a todos los rodamientos que hayan sido desarrollados y fabricados de acuerdo con el nuevo estándar. Con ello ofrecemos un sistema integral que aumenta todavía más la fiabilidad de los rodamientos en los aerogeneradores. 2

3 S u s o c i o d e d e s a r r o l l o Fiabilidad made by Schaeffler Schaeffler es uno de los fabricantes líderes de rodamientos en todo el mundo y fabrica rodamientos para aerogeneradores desde hace más de 30 años. Ofrecemos la solución adecuada para cada posición de rodamientos y un sistema integral que sigue incrementando la fiabilidad de los rodamientos en los aerogeneradores, el Schaeffler Wind-Power-Standard (WPOS). Con el objetivo de garantizar los elevados estándares del sector cooperamos estrechamente con los clientes y proveedores en toda la cadena completa de proceso hasta la producción en serie. Gracias a esta cooperación desarrollamos conjuntamente la solución óptima para cada posición de rodamientos, desde el eje del rotor, la multiplicadora y el generador hasta el ajuste de la góndola y las palas. Se tienen en cuenta todos los detalles de los requerimientos del cliente, ya desde las fases iniciales del proyecto. Nuestros exigentes métodos de cálculo y simulación ayudan en la selección de los rodamientos y la documentación. La fase de pruebas tiene lugar en el ASTRAIOS de Schaeffler, uno de los bancos de pruebas para grandes rodamientos más modernos y potentes del mundo. Permite probar en condiciones reales rodamientos con un peso de hasta 15 toneladas y un diámetro exterior de hasta 3,5 metros. Nuestra gama de productos se completa con las grasas especiales para rodamientos y una amplia oferta de servicios y productos relacionados con el mantenimiento y la monitorización del estado. De esta manera se reducen los costes relacionados con el mantenimiento y aumenta la disponibilidad de los aerogeneradores. Los aerogeneradores eficientes exigen unos componentes fiables. Nos gustaría convertirnos en su socio de desarrollo! Los productos FAG e INA que se fabrican de acuerdo con el Schaeffler Wind-Power-Standard están identificados con el distintivo WPOS. 3

4 Todo de una sola fuente La solución óptima para cada posición de rodamientos 4 Animación

5 N u e s t r a o f e r t a Eje del rotor Diseños de rodamientos probados y potentes Rodamientos de rodillos cónicos, rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientos de rodillos cilíndricos y soportes para rodamientos Multiplicadoras Potentes y seguros para cualquier multiplicadora Rodamientos de rodillos cónicos, rodamientos de rodillos cilíndricos con jaula, rodamientos de rodillos cilíndricos sin jaula, rodamientos rígidos a bolas y rodamientos con cuatro puntos de contacto Generador Mayor vida útil gracias al aislamiento eléctrico Rodamientos rígidos a bolas y rodamientos de rodillos cilíndricos con diferentes variantes de aislamiento eléctrico Sistemas de seguimiento y ajuste Asegurar permanentemente el seguimiento del viento Rodamientos con cuatro puntos de contacto de una y dos hileras, con y sin dentado, rodamientos rígidos a bolas, rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientos de rodillos cónicos y casquillos de fricción obturados Condition Monitoring Funcionamiento seguro gracias a la monitorización y diagnóstico remotos Servicios y sistemas de condition monitoring, mediciones individuales offline, monitorización del lubricante Montaje y mantenimiento Servicio profesional para todas las posiciones de rodamientos Herramientas, instrumentos de medición y otros dispositivos profesionales para el montaje y desmontaje de rodamientos, soporte en todo el mundo por parte de técnicos especialistas en montaje de Schaeffler, amplia oferta de formación Diseño de rodamientos Modernos programas de cálculo y simulación y pruebas en condiciones reales Desde el sistema completo hasta el contacto de los elementos rodantes: amplios análisis para el diseño óptimo de los rodamientos Lubricación de los rodamientos Importante para una larga duración de vida Arcanol: grasas probadas para rodamientos, dispositivos de reengrase 5

6 E j e d e l r o t o r Diseños probados y potentes de rodamientos Apoyo del buje Como variante de rodamiento ajustado se han instalado dos rodamientos de rodillos cónicos. El apoyo alternativo fijo/libre está formado por un rodamiento de rodillos cónicos y un rodamiento de rodillos cilíndricos apareados. Sistemas de un único rodamiento Todas las fuerzas generadas por el viento afectan directamente a los rodamientos en el eje del rotor. Los rodamientos de rozamiento reducido de Schaeffler son utilizados en los mecanismos de transmisión de los aerogeneradores más modernos en todo el mundo, desde equipos de 220 kw hasta los actuales modelos multi-megavatio. Desarrollamos el rodamiento más eficiente para cada aplicación en cooperación con nuestros clientes. Los resultados de los tests en condiciones reales realizados en el banco de pruebas ASTRAIOS para grandes rodamientos (ver página 13) se integran en el diseño de los rodamientos. Apoyos del eje La solución clásica y probada en múltiples aplicaciones es un apoyo fijo/libre con rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientos de rodillos cilíndricos o rodamientos de rodillos cónicos. Este tipo de diseños combinan la absorción de fuerzas y momentos en un único rodamiento de varias hileras. La ejecución del apoyo como rodamiento de rodillos cónicos de dos hileras se rige según las condiciones de aplicación. Las dimensiones de los grandes rodamientos llegan hasta un ancho de 400 mm y un diámetro exterior de mm. Las unidades premontadas con construcciones anexas y sistemas de obturación reducen los costes de logística y montaje. Soportes de rodamientos en el rotor Los soportes de rodamiento, calculados con los métodos más modernos, garantizan la mejor absorción posible de las fuerzas y momentos. Resistentes al desgaste gracias a los elementos rodantes recubiertos con black oxide (Durotect B): Rodamientos oscilantes de rodillos FAG 6 Conozcan el producto de forma interactiva!

7 M u l t i p l i c a d o r a s Potentes y seguros para cualquier multiplicadora Las influencias altamente dinámicas con cargas máximas extremas y cargas mínimas, importantes alternancias de carga y cambios de temperatura extremos, constituyen los retos a afrontar por los rodamientos en los aerogeneradores. La mejor solución son los rodamientos de elevada seguridad estática y ejecución dinámica fiable, de acuerdo con las normas internacionales ISO e IEC Nuevos cálculos de simulación La deformación elástica del soporte de la multiplicadora puede constituir un esfuerzo para los rodamientos. Los picos de carga pueden también ser resultado de los procesos de frenado u otras influencias de la unidad de control de los aerogeneradores. Los nuevos cálculos de simulación respecto al comportamiento dinámico del tren de transmisión permiten precisar el planteamiento de las cargas y complementan los enfoques utilizados hasta ahora que han resultado de las analogías y mediciones. Elevada capacidad de carga, reducido rozamiento Los rodamientos de rodillos cilíndricos de alto rendimiento combinan las ventajas de los rodamientos sin jaula con las de los que incorporan jaula, gracias a la ejecución especial de ésta. Estos rodamientos pueden proporcionar un aumento importante de la capacidad de carga en comparación con rodamientos con jaula estándar. Rentabilidad y funcionamiento seguro Los rodamientos de rodillos cónicos para los ejes de multiplicadora de alta velocidad, listos para el montaje y con un diseño optimizado, permiten un montaje sencillo y reducen los gastos logísticos. El ajuste del juego del rodamiento se realiza mediante unos anillos intermedios adaptados. Gracias al efecto de los distintos ángulos de contacto de las dos hileras del rodamiento es posible optimizar la distribución de la carga y el rozamiento. Con elevada capacidad de carga y rozamiento reducido: Rodamientos de rodillos cilíndricos de alto rendimiento para ruedas planetarias Listos para el montaje: Rodamientos de rodillos cónicos FAG para ejes de multiplicadora de alta velocidad 7

8 G e n e r a d o r Mayor vida útil gracias al aislamiento eléctrico Rodamientos con recubrimiento Insutect, recubrimiento de cerámica de óxido de aluminio altamente resistente al desgaste, protege contra una descarga de corriente de hasta voltios, incluso en ambientes húmedos. Insutect E, recubrimiento de plástico reforzado con fibra de vidrio, ofrece un aislamiento contra las corrientes de alta frecuencia con un grosor de capa superior a 1 mm. Rodamientos híbridos Los generadores en los aerogeneradores están expuestos a elevadas vibraciones, lo que genera un efecto especialmente negativo en la jaula del rodamiento, y el lubricante debe soportar esfuerzos elevados. Además, los rodamientos están expuestos a elevadas velocidades y temperaturas así como al riesgo de descarga de corriente. Aislamiento eléctrico en los rodamientos de generadores El paso de corriente puede causar daños graves en las pistas de rodadura de los anillos de rodamientos (cráteres de fusión, formación de estrías), lo que representa unos elevados gastos de reparación. Por este motivo, recomendamos adoptar medidas preventivas. En muchos casos es suficiente montar rodamientos con aislamiento eléctrico. Schaeffler ofrece varias soluciones: Los rodamientos híbridos con elementos rodantes de cerámica ofrecen una protección máxima contra el paso de corriente. Además, el uso de rodamientos híbridos resulta en una mayor vida útil de la grasa. Son indicados para altas velocidades y cuentan con unas características buenas de funcionamiento de emergencia. Todos los rodamientos con aislamiento eléctrico tienen las mismas dimensiones y capacidades de carga que los rodamientos sin aislamiento y son intercambiables 1:1. Solución económica: Insutect protege los grandes rodamientos de forma permanente contra el paso de corriente eléctrica. 8 Los rodamientos aislados eléctricamente están disponibles con anillos con recubrimiento o como rodamientos híbridos con elementos rodantes de cerámica.

9 Seguimiento del viento Asegurar permanentemente el seguimiento del viento Rodamientos pitch El ángulo de la pala se suele adaptar óptimamente a la velocidad del viento a través del rodamiento de regulación por cambio del ángulo de paso (pitch) con el objetivo de regular la potencia del aerogenerador. Las cargas elevadas generadas por la solicitación dinámica de las palas del rotor deben derivarse con seguridad al buje del rotor, pasando por las pistas de rodadura y tornillos de fijación. Se suelen instalar rodamientos con cuatro puntos de contacto de una y dos hileras con jaula, equipados con dentado interior, exterior o sin dentado según el sistema de accionamiento utilizado. Estos rodamientos deben garantizar, como componente esencial del sistema de seguridad del equipo, que las palas del rotor puedan ajustarse con seguridad y uniformidad, independientemente de las condiciones de servicio. Gracias al diseño optimizado de los rodamientos y a los sistemas de mantenimiento adaptados al aerogenerador y las condiciones de servicio, se consigue una elevada duración de vida útil y una gran fiabilidad. Rodamientos acimutales Se requiere una corona giratoria resistente para adaptar la posición de la góndola al sentido del viento de la mejor manera posible. Las cargas debidas al viento y las fuerzas de inercia dinámicas se transmiten de forma segura y fiable a la cabeza de torre, a través de las pistas de rodadura y los tornillos de fijación. Se montan rodamientos de contacto angular con cuatro puntos de contacto de una o dos hileras con dentado interior o exterior. Schaeffler ofrece los rodamientos para los dispositivos de orientación necesarios para el ajuste del ángulo de pala y de la góndola de una sola fuente: Eje de entrada rodamientos rígidos a bolas Planetas rodamientos de rodillos cilíndricos sin jaula Eje de salida rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientos de rodillos cónicos Accionamientos acimutales y de ajuste de las palas Los aerogeneradores están equipados con un sistema seguidor activo del viento. Resistentes y fiables: Rodamientos pitch con sistema anticorrosión (recubrimiento de cinc y color) 100 % libres de mantenimiento: Casquillos de fricción INA con Elgoglide en sistemas hidráulicos para el ajuste del ángulo de las palas 9

10 C o n d i t i o n M o n i t o r i n g Funcionamiento seguro gracias a la monitorización y diagnóstico remotos críticos de la góndola se rige según las condiciones individuales del aerogenerador. Cuando se alcanzan unos valores límite previamente establecidos se activa una alarma, los datos son automáticamente transferidos al Centro de Servicio a través de la red de telefonía fija, por radiotransmisión o módem de satélite. Tras un análisis detallado se proponen medidas concretas al cliente con las cuales será posible evitar las paradas no programadas de la instalación y los costosos daños consiguientes. Aumenta la seguridad de planificación y se puede programar el cambio de componentes con antelación. Mediciones puntuales offline La monitorización permanente de los rodamientos en los aerogeneradores es una condición básica para mejorar su rentabilidad. En Schaeffler, los expertos de Industrial Aftermarket (IAM) se encargan de esta tarea. Condition Monitoring online con WiPro WiPro s es un sistema que se ha adaptado a las necesidades de los aerogeneradores. Mide principalmente las vibraciones y monitoriza, de forma opcional, el par, la temperatura, la calidad del aceite y otros parámetros de medición. La disposición de los sensores en los puntos Onshore y offshore: Schaeffler ofrece diferentes sistemas para la monitorización online de los parques eólicos Ofrecemos la medición individual de los datos de vibraciones y temperaturas mediante dispositivos portátiles de diagnóstico, como entrada alternativa en el mundo de la monitorización de aerogeneradores. Monitorización del lubricante Con la utilización de sensores de grasa y aceite aumenta la disponibilidad de los aerogeneradores. Schaeffler recomienda FAG GreaseCheck como sensor de grasa. Su característica especial: Permite efectuar un reengrase basado en el estado del equipo en vez de basarse en intervalos temporales con lo cual se previene el engrase excesivo. Para monitorizar el aceite se utiliza el sensor de aceite Wear Debris Check. Permite detectar con antelación el desgaste y los daños en los rodamientos a través de las partículas de abrasión. 10

11 Montaje/mantenimiento Servicio profesional para todas las posiciones del rodamiento El servicio de montaje de Schaeffler proporciona un soporte rápido y fiable en todo el mundo. El amplio know-how sobre rodamientos y los amplios conocimientos sobre energías renovables permiten ofrecer un servicio profesional para todas las posiciones de rodamientos en los aerogeneradores. Con ello se optimizan los costes de montaje y desmontaje, se evitan las paradas no programadas y se reducen los costes de mantenimiento. Un programa completo de herramientas, instrumentos de medición y lubricantes facilita los trabajos de mantenimiento y reparación y ayuda a prevenir posibles daños en los rodamientos. También es posible alquilar los dispositivos. Schaeffler es su socio competente para las soluciones orientadas al cliente. Las estrategias de servicio individuales y los cursos de formación basados en la práctica les ayudan en la manipulación de los rodamientos y aumentan de esta manera considerablemente la duración de vida útil de los rodamientos. Montaje profesional = menores costes + mayor disponibilidad de los equipos Dispositivo de calentamiento de media frecuencia para calentar grandes rodamientos y componentes para el montaje y desmontaje 11

12 D i s e ñ o d e r o d a m i e n t o s Modernos programas de simulación y cálculo Desde el sistema completo hasta el contacto de los elementos rodantes La parada de un aerogenerador genera elevados costes. Por lo tanto, ya en la fase de planificación y diseño deben tenerse en cuenta todos los parámetros de influencia. Utilizamos los programas más modernos de simulación y cálculo para garantizar una selección óptima de los rodamientos. Simulación multicuerpo La simulación híbrida multicuerpo representa el comportamiento dinámico de los aerogeneradores completos. El modelo permite mejorar los diferentes componentes del tren de potencia, así como el diseño completo del equipo desde la fase de desarrollo. Desde el sistema completo hasta el contacto de los elementos rodantes: Amplios análisis para el diseño óptimo de los rodamientos Bearinx El software Bearinx ofrece la posibilidad de modelar y calcular todos los tipos de rodamientos y ejes complejos, sistemas de ejes e incluso el tren de potencia completo. Se calculan y se pueden representar en forma de tablas y gráficos las reacciones de apoyo, las solicitaciones internas de los rodamientos, las tensiones de comparación de los ejes así como los valores característicos más importantes. El cálculo preciso incluye, por supuesto, también la distribución de las cargas sobre los elementos rodantes, hasta la presión de contacto teniendo en cuenta el perfil de los elementos rodantes. Analógicamente al esfuerzo de los diversos con- 12 tactos de rodadura, Bearinx calcula la duración de vida útil del rodamiento con la mayor precisión posible hasta ahora. Con Bearinx online ofrecemos a nuestros clientes la posibilidad de realizar el cálculo de unos sistemas de eje complejos y con varios puntos de apoyo desde su puesto de trabajo. FEM Para unos análisis más detallados, es posible calcular la influencia de la construcción anexa sobre el rodamiento, y viceversa, utilizando cálculos FEM. CABA El software CABA3D MBS permite efectuar un análisis dinámico de los rodamientos. Teniendo en cuenta todos los grados de libertad se determinan los recorridos de fuerza y movimiento de los elementos rodantes y los anillos, en los que se basan los resultados (p.ej. fricción) para cada unidad de tiempo. Con CABA3D es posible, entre otros, calcular la potencia de rozamiento transferida y el comportamiento de aceleración de los elementos rodantes cuando entren en la zona de carga. Telos El programa de simulación Telos en 3D permite analizar el contacto individual de los elementos rodantes. Es posible estudiar cualquier contacto de los elementos rodantes en condiciones generales de lubricación y distinguir entre los rodamientos con y sin recubrimiento.

13 Tests en condiciones reales en el banco de pruebas ASTRAIOS de Schaeffler ASTRAIOS es uno de los bancos de pruebas para grandes rodamientos más modernos y potentes del mundo. Permite realizar pruebas de funcionamiento en condiciones reales a grandes rodamientos con un peso de hasta 15 toneladas y un diámetro exterior de hasta 3,5 metros utilizando un amplio programa de simulación. Con ASTRAIOS, Schaeffler realiza una contribución importante al diseño rápido y fiable de los aerogeneradores y aumenta su rentabilidad y seguridad. ASTRAIOS simula las cargas y momentos reales que se generan en los aerogeneradores, para los rodamientos de rotor y las coronas giratorias en aerogeneradores hasta 6 MW. Es posible probar todos los sistemas de apoyo del rotor. Más de 300 sensores montados en los rodamientos de ensayo ofrecen información que se evalúa para diferentes análisis. La tecnología de medición y control es llevada a cabo con SARA, el sistema de automatización para aplicaciones I+D de Schaeffler. Nuestros expertos analizan los datos y mejoran los modelos de cálculo mediante comparación con los resultados del examen. Simulación de un aerogenerador en condiciones reales Ver vídeo 13

14 Lubricación de los rodamientos Importante para una larga duración de vida La lubricación ejerce una gran influencia sobre la fiabilidad y la duración de vida de los rodamientos. La selección de la grasa adecuada, la capacidad de rendimiento del aceite, el efecto de los aditivos, la limpieza y el cumplimiento de los intervalos de lubricación definidos también inciden en la calidad y duración del sistema. Lubricación con grasa Los rodamientos principales en los aerogeneradores consumen grasas especiales Arcanol que están sometidas a amplios tests antes de su homologación. Con ello, las grasas Arcanol siempre presentan una elevada calidad permanente. Las grasas típicas para los rodamientos principales son Arcanol 14 LOAD400 y, para menores temperaturas, Arcanol LOAD460. Para incrementar la duración de vida útil de los rodamientos, las pistas de rodadura de los rodamientos pitch y acimutales están lubricadas con Arcanol MOTION2. Dispositivos de relubricación Nuestro programa abarca diferentes sistemas de lubricación que suministran automáticamente las cantidades adecuadas de grasa a los rodamientos. Para los rodamientos principales cabe la posibilidad de diseñar equipos de relubricación en casos individuales. FAG CONCEPT8 puede ser utilizado para realizar una relubricación automática de los rodamientos pitch y acimutales así como los correspondientes engranes. Su característica especial: Las diferentes bombas del CONCEPT8 pueden controlarse por separado. Esto elimina la necesidad de distribuidores de grasa adicionales, evitando sobresfuerzos sobre la grasa. El montaje es sencillo y económico. Bombas calefactables permiten la aplicación a bajas temperaturas. La generación de presión hasta 70 bares garantiza una alimentación fiable de los rodamientos con grasa. Los engranes pueden protegerse, además, contra el desgaste elevado mediante unos piñones de lubricación. Además, Schaeffler también ofrece soluciones para la lubricación con aceite. Diríjanse a nuestros técnicos especialistas!

15 X-life. Mejores resultados medibles X-life es el sello de calidad Premium de las marcas INA y FAG. Los productos X-life se caracterizan por una mayor duración de vida útil gracias a unas mayores capacidades de carga dinámica en comparación con el estándar anterior. Con ello se abren unas posibilidades de diseño totalmente nuevas y se realiza una importante contribución a la mejora de la rentabilidad total del equipo. Este rendimiento optimizado es el resultado de unas sofisticadas y modernas tecnologías de producción y unos diseños interiores mejorados. Ello lleva a unas superficies mejoradas y más equilibradas y a una distribución óptima de las cargas en el rodamiento. 15

16 En este enlace encontrarán información complementaria sobre las actividades de Schaeffler en el sector de la energía eólica. Todos los productos, aplicaciones y servicios. PWE / ESP-ESP / / Printed in Spain Schaeffler Iberia, S.L.U. C/ Foment, 2 Polígono Ind. Pont Reixat Sant Just Desvern Barcelona Internet marketing.es@schaeffler.com Tel Fax Todos los datos se han confeccionado y analizado cuidadosamente. Sin embargo, no nos hacemos responsables de posibles datos erróneos o incompletos. Nos reservamos el derecho a efectuar modificaciones técnicas. Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG Edición: 2014, Julio Reservados todos los derechos. Prohibida la reproducción, total o parcial, sin nuestra autorización