Eolico
Le turbine eoliche sono macchine enormi. Ormai vengono costruite molte turbine da 2 megawatt, con pale che possono raggiungere i 40 metri di lunghezza e un rotore collocato a un’altezza compresa fra 60 e 100 metri. Il peso totale è di oltre 200 tonnellate. Pertanto, i cuscinetti utilizzati nelle turbine eoliche sono molto grandi, con un diametro del foro compreso fra 100 e 700 mm, per arrivare fino a 2 metri in alcuni casi.
Pochissimi produttori al mondo, fra cui NSK; offrono una fornitura stabile di questi cuscinetti di grandi dimensioni. Queste aziende devono garantire sia la capacità produttiva, sia la fornitura di servizi commerciali e tecnici in tutto il mondo, perché l’industria delle turbine eoliche sta crescendo su scala globale.
NSK è entrata in questo mercato nella seconda metà degli anni Novanta, fornendo il settore eolico in Europa. In quegli anni, il mercato era monopolizzato da aziende europee. Oggi NSK fornisce anche cuscinetti negli Stati Uniti, in Cina, in India e in altri Paesi.
NSK è nota come uno dei principali fornitori di cuscinetti. Attualmente, nove dei primi dieci costruttori di turbine eoliche a livello mondiale usano cuscinetti prodotti da NSK, che offre quindi un contributo concreto alla tutela dell’ambiente.
Esperienza e tecnologia di NSK
Poiché la manutenzione delle turbine è un’attività complessa, i cuscinetti utilizzati per produrre energia dal vento richiedono un’affidabilità eccezionale.
Con altezze di decine di metri, in alcuni casi anche oltre 100 metri, e progettate per durare oltre 20 anni, le turbine eoliche devono essere costruite in modo da vivere a lungo, e questo vale anche per i cuscinetti. NSK progetta cuscinetti per turbine eoliche utilizzando tecnologie avanzate di simulazione a computer e sfruttando una conoscenza approfondita dei materiali e dei trattamenti termici. Inoltre, collaudiamo e valutiamo accuratamente i cuscinetti in condizioni reali.
NSK vanta in questi ambiti tecnologici competenze di alto livello fra i costruttori di cuscinetti di tutto il mondo. Continueremo a rispondere alle esigenze e alle aspettative dell’industria eolica assicurando la continua evoluzione dei nostri prodotti e delle nostre capacità.
Condizioni operative: carichi radiali e assiali elevati
I carichi dinamici che agiscono sul rotore generano un alto livello di sollecitazione meccanica sui componenti di trasmissione della turbina eolica. Il sistema dei cuscinetti principali deve assorbire carichi sia radiali sia assiali, compresi i momenti flettenti dell’albero rotore. Nelle trasmissioni integrate, il mozzo del rotore è collegato direttamente al generatore o al riduttore. La velocità di rotazione normalmente è compresa fra 5 e 20 rpm. Le turbine più piccole girano più veloci e quelle più grandi più lentamente.
Oggi gli alberi del rotore sono caratterizzati da montaggi di vario tipo. Le turbine eoliche fino a 3 MW hanno spesso una combinazione di due cuscinetti a rulli. Cosiddetto supporto su tre punti con un solo cuscinetto a rulli, questo è spesso usato per turbine più piccole; il riduttore collegato è utilizzato come contro cuscinetto.
Le nostre innovazioni:
Condizioni operative: Carichi variabili
Un riduttore principale di una turbina eolica serve per convertire la bassa velocità del rotore in velocità elevata del generatore. I riduttori che vengono spesso usati nelle turbine di classe megawatt comprendono almeno un riduttore epicicloidale ed uno o due ingranaggi cilindrici a denti dritti. Le condizioni operative per le turbine eoliche generano un’elevata domanda di cuscinetti utilizzati su alberi individuali e componenti di riduttori.
I continui cambiamenti di velocità del vento fanno si che i cuscinetti vengano sottoposti a continue variazioni di carico. Le turbine si spengono quando non c'è vento oppure se ci sono venti molto forti; in altri casi sono ferme o vanno a bassissima velocità. Le procedure di avvio e di arresto sollecitano i cuscinetti a forti carichi. Qando la turbina è ferme, si verificano carichi concentrati che possono causare delle brinellature. Il funzionamento a velocità molto bassa è particolarmente problematico, il riduttore lavora molto lentamente e spesso senza carico. Ciò impedisce un'adeguata continua lubrificazione, provocando uno slittamento maggiore dei componenti.
Un altro fattore è il peso del riduttore che deve essere ridotto al minimo, dato che l'unità viene montata ad un'altezza fino a 120 metri. I cuscinetti devono essere progettati in maniera adeguata in base a queste specifiche.
I cuscinetti sono progettati da ingegneri esperti che utilizzano sofisticati strumenti di calcolo e di simulazione: nella fase di progettazione vengono valutate le condizioni estreme di lavoro, cicli di carico, lubrificazione, deformazione e risposta termica. Questo consente una progettazione sicura per creare e ottenere la durata desiderata utilizzando componenti con costi ottimizzati.
Calcolare la durata di esercizio attraverso il software STIFF di NSK, Cuscinetti a rulli conici serie HR, Serie EM & Serie EW cuscinetti a rulli cilindrici ad elevata capacità di carico
I cuscinetti a rulli conici della Serie HR ed i cuscinetti a rulli cilindrici della Serie EM ed EW di NSK rappresentano la soluzione ideale per i riduttori principali dato che garantiscono la massima affidabilità nonostante i carichi variabili. Inoltre offrono anche un coefficiente di carico elevato. Possono anche essere disposti in maniera diversa – disposizione autoallineante/in supporto libero o disposizione flottante.
Si ottiene una maggior durata di esercizio utilizzando il rivestimento BOC (rivestimento di ossido nero) e materiali brevettati: il rivestimento di ossido nero è il metodo standard per ridurre il rischio di sfaldamento strutturale (White Structure Flaking - WSF) nei cuscinetti. Per particolari esigenze è anche disponibile lo speciale materiale brevettato AWS-TF (Anti White Structure-Tough) per evitare in modo affidabile danni causati da incisioni strutturali al di sotto della superficie della pista di rotolamento.
Condizioni operative: passaggio di corrente elettrica
Il ruolo di un generatore in una turbina eolica è di convertire energia meccanica in energia elettrica. Fattori come l’asimmetria magnetica o l’uso di inverter spesso generano correnti elettriche che vengono dissipate nello spazio tra il rotore e lo statore. Queste correnti si spostano attraverso i cuscinetti. Lo scambio frequente ed improvviso delle cariche attraverso una pellicola molto sottile di lubrificante può provocare danni alle piste di rotolamento ed ai corpi volventi (formazione di micro crateri). La corrosione elettrica si verifica se il cuscinetto è soggetto a queste scariche per una certe quantità di tempo.
Cuscinetti radiali rigidi a sfere standard, cuscinetti a sfere con rivestimento in ceramica & cuscinetti ibridi per evitare la corrosione elettrica
I cuscinetti radiali rigidi a sfere standard non possono sostenere i carichi meccanici nei generatori. Ad ogni modo, i cuscinetti radiali rigidi a sfere con rivestimento in ceramica ed i cuscinetti ibridi di NSK sono la soluzione ottimale dato che non sono soggetti a corrosione elettrica.
Questi cuscinetti radiali rigidi a sfere hanno un rivestimento isolante che separa elettricamente il cuscinetto dal rivestimento (statore). Nonostante lo spessore del rivestimento sia solo di alcuni decimi di millimetro, ha una tensione di rotture di diversi migliaia di volt.
Con elementi volventi in ceramica, i cuscinetti ibridi servono anche per isolare elettricamente lo statore ed il rotore in maniera efficace.
Le nostre innovazioni:
Cuscinetti a sfere con rivestimento in ceramica
Condizioni operative: carico statico elevato
I riduttori di imbardata movimentano la navicella verso il vento o la spostano. Servono per posizionare l’impianto così che l’area del rotore sia verticale rispetto al vento. I riduttori di beccheggio servono per aggiustare le pale del rotore per sfruttare al massimo l’energia cinetica.
Dopo che le pale del rotore o della navicella sono state angolate, gli azionamenti rimangono spesso nella stessa posizione per diverse ore. In questo periodo, gli azionamenti devono sostenere vibrazioni notevoli e variazioni del carico.
Cuscinetti a rulli conici della Serie HR, Serie EM & Serie EW cuscinetti a rulli cilindrici ad elevata capacità di carico
NSK offre un’ampia gamma di cuscinetti a rulli conici e cilindrici con coefficienti di carico statico elevati che possono essere utilizzati per realizzare azionamenti per ogni classe di potenza.
Le nostre innovazionui:
Cuscinetti Orientabili a Rulli Serie NSKHPS
Cuscinetti Serie TF
Progettati per garantire una resistenza eccezionale in condizioni gravose di contaminazione, uniscono una maggiore durata ad una resistenza superiore a usura, grippaggi e calore. >>
Cuscinetti Radiali Orientabili a Rulli con Gabbia in Ottone
I cuscinetti radiali orientabili a rulli con gabbia in ottone sono progettati per sopportare carichi elevati e molto altro... >>
Cuscinetti Orientabili a Rulli - Serie NSKHPS
La Serie NSKHPS (High Performance Standard) comprende cuscinetti fabbricati con materiali purissimi per velocità e carichi elevati. >>
Cuscinetti a Rulli - Serie EW
Capacità di carico elevata e gabbia in acciaio stampato ad alte prestazioni. >>
Cuscinetti a Rulli - Serie EM
Valori di carico elevati e funzionamento silenzioso con gabbia mono pezzo lavorata di precisione. >>
Cuscinetti a Sfere con Rivestimento in Ceramica
Ottimali per le applicazioni che sono suscettibili a danni provocati da corrosione elettrica >>
Extend Bearing Life with Tough Steel
NSK Solutions for the Wind Industry
NSK - Storie di Successo
Riparmiare sui costi è il riferimento del nostro successo. Esempi di Storie di Successo NSK... >>
Risoluzione dei problemi
Non lasciate che i cuscinetti si guastino prematuramente o improvvisamente. Risparmiate fatica e denaro con gli strumenti di risoluzione dei problemi di NSK. >>
Richiesta tecnica
Cercate una nuova soluzione? Compilate il modulo di richiesta tecnica e un tecnico di NSK vi fornirà assistenza al più presto possibile. >>
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