Giunti a ingranaggi nelle applicazioni per turbine eoliche: precisione ingegneristica per il futuro delle energie rinnovabili nel Regno Unito.

Rete dentale coronata

I denti del mozzo sono rettificati con un raggio di bombatura preciso, tipicamente da 0,3 a 0,8 mm a seconda del diametro del foro, che consente alla boccola e al mozzo di inclinarsi l'uno rispetto all'altro senza carico sui bordi. In una turbina eolica, la flessione dell'albero del rotore sotto carico asimmetrico delle pale può raggiungere continuamente 0,5°; l'ingranaggio bombato si adatta a questa flessione senza indurre sollecitazioni di flessione nell'albero del generatore, proteggendo sia la pista del cuscinetto del generatore che l'accoppiamento stesso da cedimenti per fatica.

Manicotto flangiato in due pezzi

Una boccola flangiata divisa in due parti, unite da bulloni ad alta resistenza, consente il montaggio e lo smontaggio senza dover spostare i macchinari collegati lungo l'asse dell'albero. Nelle turbine offshore, dove il tempo di accesso viene pagato in base alle ore di utilizzo della nave, questa caratteristica progettuale si traduce in un reale risparmio sui costi. La flangia divisa offre inoltre un comodo punto di ispezione: i tecnici possono separare le due metà della boccola per valutare l'usura dei denti senza dover smontare completamente il dispositivo durante le visite di manutenzione programmate negli impianti del Canale di Bristol o del Mare del Nord.

Lubrificazione a grasso sigillata

Le camere di lubrificazione sigillate, riempite con grasso ad alta viscosità a base di complesso di litio o poliurea, adatto a temperature da -40 °C a +120 °C, garantiscono una lubrificazione continua a film anche nelle condizioni sotto zero tipiche dei siti delle Highlands scozzesi a gennaio. I punti di ingrassaggio posizionati in corrispondenza del diametro del cerchio di passo consentono la rilubrificazione in situ attraverso il pavimento della navicella senza arresto della turbina, preservando i dati di produzione energetica annua (AEP) che gli operatori delle turbine comunicano a National Grid ESO.

Alta densità di coppia

I giunti a ingranaggi offrono il più alto rapporto coppia-diametro di qualsiasi altro tipo di giunto flessibile. Un giunto a ingranaggi con diametro primitivo di 250 mm può trasmettere oltre 500 kNm, il che lo rende l'unica scelta realistica per gli alberi a bassa velocità delle turbine eoliche multimegawatt, dove sia la coppia che l'ingombro sono limitati dalla struttura in acciaio della navicella.

Tolleranza di disallineamento

La capacità di compensare disallineamenti angolari fino a 1,5° per maglia (3° totali in una configurazione a doppio innesto) protegge il generatore e il cuscinetto principale dai momenti flettenti generati dalla flessione della torre e dallo squilibrio di massa del rotore. La capacità di offset parallelo fino a 0,25 mm mantiene la trasmissione stabile anche quando le fondazioni della turbina subiscono cedimenti stagionali nei terreni argillosi soffici tipici dei parchi eolici dell'East Anglia e del Lincolnshire.

Efficienza meccanica >99,5%

In condizioni di lubrificazione adeguate, l'efficienza di trasmissione di un giunto a ingranaggi supera in genere il 99,5% sull'intera gamma di coppia. Per una turbina da 5 MW in funzione per 3.500 ore all'anno, la differenza di efficienza di 0,5% rispetto a un giunto con elementi in gomma consente di recuperare circa 87.500 kWh all'anno, sufficienti ad alimentare 30 famiglie medie del Regno Unito e a migliorare significativamente il costo livellato dell'energia (LCOE) del progetto.

Capacità di carico d'urto

I giunti a ingranaggi resistono a coppie d'urto di breve durata pari a 2,5-3 volte la coppia nominale senza subire deformazioni permanenti. Durante raffiche di vento, cali di tensione di rete o azionamenti del freno di emergenza, questo margine di sovraccarico impedisce che un eventuale guasto del giunto propaghi picchi di coppia distruttivi alla corona dentata del cambio, la cui sostituzione è molto più costosa rispetto a quella di un elemento del giunto e che può richiedere fino a sei mesi per essere reperita con l'attuale catena di approvvigionamento del Regno Unito.

Durata di progettazione superiore a 20 anni

Quando la sollecitazione di contatto tra i denti viene mantenuta al di sotto di 1.050 MPa (ISO 6336 Grado 5) e vengono rispettati gli intervalli di lubrificazione, i giunti a ingranaggi raggiungono regolarmente 100.000 ore di funzionamento nelle turbine eoliche. Ciò è in linea con il modello finanziario ventennale su cui si basa la maggior parte dei finanziamenti per i progetti di parchi eolici nel Regno Unito e consente di eliminare la sostituzione dei giunti dal budget di gestione e manutenzione per l'intero periodo di concessione, un argomento convincente nella fase di analisi di fattibilità.

Il collegamento tra l'albero del rotore principale e il pignone di ingresso del riduttore è il giunto di accoppiamento più critico in una turbina eolica. In questa posizione, le velocità di rotazione sono basse – tipicamente da 6 a 20 giri/minuto per una macchina a tre pale da 3 MW – ma le coppie sono enormi, superando frequentemente i 1.500 kNm nelle condizioni di vento nominali. Nelle Pennine dello Yorkshire e nelle Highlands scozzesi, dove le raffiche orografiche possono portare la coppia istantanea a tre volte il valore nominale, il giunto deve gestire contemporaneamente questo shock e compensare la deviazione angolare da 0,3° a 0,8° causata dall'usura dei cuscinetti principali durante i 20 anni di vita utile della turbina. I giunti a ingranaggi della serie GC-WT, dotati di un albero intermedio distanziatore solido e di boccole a doppia flangia, offrono la densità di coppia e la capacità di compensazione del disallineamento necessarie per gestire queste condizioni in modo affidabile. Diversi sviluppatori di energia eolica che gestiscono turbine vicino a Inverness e Harrogate hanno standardizzato questa configurazione in seguito alle prime esperienze con giunti elastomerici che si guastavano in meno di quattro anni a causa dell'effetto combinato di elevata coppia ciclica e irrigidimento del grasso a basse temperature. La possibilità di rilubrificare senza arresto, unita a una durata di progetto che copre l'intera concessione senza necessità di sostituzione programmata, rende il giunto a ingranaggi la scelta dominante in questa posizione della trasmissione nelle flotte eoliche terrestri del Regno Unito.

All'estremità dell'albero ad alta velocità, ovvero il lato di uscita del riduttore che si collega al generatore, le velocità raggiungono i 1.500-1.800 giri/minuto e le coppie si riducono a valori compresi tra 20 e 80 kNm, ma i requisiti di precisione dell'accoppiamento sono, se possibile, ancora più stringenti. L'eccentricità dell'albero del generatore deve rimanere inferiore a 0,05 mm per evitare il precarico dei cuscinetti e l'accoppiamento non deve introdurre alcuna forza radiale durante il normale funzionamento che possa disturbare il traferro tra statore e rotore. Nell'ambiente ostile degli impianti del Mare del Nord (Hornsea One e Hornsea Two operano in presenza di correnti di marea, umidità della zona di spruzzo e venti sostenuti superiori a 25 m/s durante le finestre di manutenzione), gli accoppiamenti a ingranaggi con pacchetti di protezione anticorrosione Offshore C5-M sono diventati il ​​punto di riferimento per i collegamenti tra generatore e riduttore. Il design a manicotto monoblocco utilizzato in questa posizione, combinato con la bilanciatura dinamica di precisione secondo la norma ISO 1940 Grado G2.5, garantisce che le vibrazioni rimangano entro i limiti stabiliti sia dalla certificazione strutturale della navicella del produttore della turbina sia dai requisiti di garanzia dei cuscinetti del produttore del generatore. I team di assistenza che operano dai porti di Aberdeen e Grimsby confermano che questi giunti in genere non presentano usura misurabile dei denti durante le ispezioni a 40.000 ore, consentendo agli operatori di posticipare la sostituzione dei componenti e di mantenere elevati livelli di disponibilità in tutti i loro impianti nel Mare del Nord.

Oltre al sistema di propulsione principale, i giunti a ingranaggi sono presenti nei sistemi di azionamento di imbardata e beccheggio che orientano la navicella e regolano l'angolo delle pale. Questi sottosistemi operano a livelli di potenza inferiori, tipicamente da 1 a 15 kW per unità di azionamento, ma il loro ciclo di lavoro è particolarmente impegnativo: gli azionamenti di imbardata eseguono migliaia di correzioni direzionali ogni anno al variare della direzione del vento, e gli azionamenti di beccheggio si attivano durante ogni ciclo di raffica, a volte più volte al minuto nelle zone costiere turbolente lungo la costa gallese o intorno ai Brecon Beacons. Il numero cumulativo di inversioni di carico in una vita utile di 20 anni raggiunge decine di milioni, rendendo la resistenza alla fatica il criterio di progettazione determinante, prima ancora della capacità di coppia massima. I giunti a ingranaggi compatti delle serie GC-S e GC-M, lavorati in acciaio 42CrMo4 e nitrurati a 700-750 HV sulla superficie dei denti, resistono a questo meccanismo di fatica da sfregamento, occupando al contempo il minimo spazio assiale disponibile all'interno del gruppo cuscinetto di imbardata. Gli operatori di turbine nelle West Midlands e in tutto il Galles specificano sempre più spesso questi giunti come sostituti diretti delle apparecchiature originali, notando che il profilo dei denti migliorato e la durezza superficiale riducono gli interventi di manutenzione del sistema di azionamento dell'asse di imbardata fino a 40% rispetto ai vecchi giunti a vite senza fine che erano prevalenti negli impianti dei primi anni 2000.

Il corridoio della produzione avanzata di Sheffield e il polo dell'ingegneria di precisione di Birmingham ospitano diverse delle principali strutture di prova per riduttori di turbine eoliche e produttori di componenti del Regno Unito. In questi ambienti, i giunti a ingranaggi collegano i dinamometri elettrici ai campioni di prova dei riduttori, sottoposti a cicli di vita accelerati di 24 ore a 120% di coppia nominale. Il giunto del banco prova deve gestire rapide inversioni di coppia quando il sistema di controllo alterna tra la modalità motore e quella di generazione, un regime che infligge più cicli di fatica in una settimana di test di quanti ne subisca una turbina eolica in un anno intero. I giunti a ingranaggi selezionati per queste applicazioni utilizzano un profilo del dente modificato con un angolo di pressione maggiore (25° invece dei 20° standard) per aumentare il rapporto di contatto e ridurre le sollecitazioni di flessione alla base del dente durante le inversioni. Diversi produttori di componenti nello Sheffield Advanced Manufacturing Park si affidano a giunti per ingranaggi realizzati su misura da fornitori specializzati con comprovati sistemi di qualità metallurgica, proprio perché una specifica errata del giunto su un banco di prova può distorcere i dati di carico e portare a conclusioni errate sulle prestazioni di un riduttore in condizioni operative reali: un errore costoso quando un singolo modello di riduttore può essere destinato a un parco turbine di 500 unità.

I grandi complessi eolici terrestri dell'East Anglia, che si estendono tra Norfolk, Suffolk e Lincolnshire, includono alcuni dei siti più produttivi del Regno Unito in termini di produzione energetica annua, grazie ai costanti venti occidentali prevalenti e alla minima turbolenza topografica. In questi impianti ad alta disponibilità, gli azionamenti ausiliari dei generatori, tra cui le ventole di raffreddamento, i motori delle pompe dell'olio e i circuiti di frenatura idraulica, utilizzano giunti a ingranaggi compatti per collegare gli alberi motore ai carichi azionati. Il ruolo del giunto in questo caso è principalmente quello di isolare dalle vibrazioni: l'ingranamento compensa i piccoli disallineamenti che si sviluppano con il tempo a causa dell'allentamento dei supporti del motore, impedendo che le vibrazioni derivanti dall'eccitazione elettromagnetica del motore (che si verifica al doppio della frequenza di alimentazione, ovvero 100 Hz su una rete britannica a 50 Hz) si propaghino nei sistemi fluidici. I giunti a ingranaggi selezionati per queste applicazioni ausiliarie negli impianti dell'East Anglia utilizzano in genere unità della serie GC-S con lubrificazione a bagno d'olio sintetico, che forniscono lo spessore del film lubrificante richiesto a 100 Hz di eccitazione, mantenendo al contempo dimensioni sufficientemente compatte da poter essere alloggiate nel vano apparecchiature ausiliarie della navicella, già di per sé affollato. Gli operatori delle turbine riferiscono che questa specifica ha esteso la durata dei cuscinetti del motore ausiliario da una media di 18 mesi a oltre cinque anni, con una significativa riduzione dei costi di gestione e manutenzione per MWh su portafogli composti da centinaia di turbine.

Capacità di lavorazione di precisione

Ever Power gestisce centri di fresatura e rettifica di ingranaggi a controllo numerico (CNC) in grado di produrre profili dentati con una precisione ISO di grado 5, un livello di qualità che in precedenza avrebbe richiesto l'approvvigionamento da fornitori europei o giapponesi. Deviazioni del passo dentato inferiori a 4 µm ed errori di inclinazione del profilo inferiori a 3 µm vengono regolarmente raggiunti su tutti i lotti di produzione, come verificato dai centri di misura per ingranaggi di Klingelnberg con tracciabilità completa tramite CMM. Queste tolleranze sono esattamente quelle specificate dai produttori di turbine eoliche per i loro componenti di trasmissione certificati e sono ciò che distingue un giunto che dura 20 anni da uno che raggiunge i limiti di usura dei denti in meno di cinque anni.

Servizio completo di ingegneria personalizzata

Il team di ingegneri di Ever Power lavora a partire dagli spettri di carico, dai disegni di installazione e dai requisiti ambientali forniti dal cliente per sviluppare progetti di accoppiamento su misura. Le configurazioni del foro, i profili della sede della chiavetta, le dimensioni del cerchio dei bulloni della flangia, le lunghezze dei distanziali e i sistemi di trattamento superficiale sono tutti configurabili senza vincoli di ordine minimo per i programmi di qualificazione degli OEM di turbine. Il team fornisce analisi di contatto dei denti supportate da FEA e calcoli di durata a fatica ISO 6336 come parte del pacchetto di ingegneria standard, documentazione che supporta la certificazione di tipo DNV-ST-0361 per i componenti eolici nell'ambito del quadro normativo del Regno Unito.

Catena di approvvigionamento affidabile per il Regno Unito

Ever Power mantiene un magazzino doganale di giunti a ingranaggi ad alta velocità di diverse dimensioni in un centro di distribuzione europeo, consentendo consegne in 5-7 giorni agli indirizzi nel Regno Unito per le serie standard e tempi di consegna di 6-8 settimane per i progetti completamente personalizzati. La documentazione di spedizione è conforme ai codici tariffari doganali del Regno Unito e ai requisiti di marcatura CE/UKCA, eliminando gli intoppi amministrativi che ritardano la messa in servizio del progetto. Le consegne di emergenza a magazzino ai centri logistici per l'energia eolica situati nei porti di Hull, Hartlepool e Dundee sono state completate con successo entro 72 ore dall'ordine: un livello di servizio fondamentale quando un guasto imprevisto a un giunto minaccia di mettere fuori servizio una turbina durante un periodo invernale di elevata produzione.

Un'azienda di Hull specializzata nella manutenzione e nell'ammodernamento di turbine eoliche, che opera nell'estuario dell'Humber e nella parte meridionale del Mare del Nord, si è rivolta a Ever Power nel 2022 per un problema cronico di affidabilità del sistema di trasmissione. Una flotta di 44 turbine, originariamente commissionate nel 2008, presentava guasti ai giunti dell'albero principale con una frequenza media di tre all'anno. I giunti originali a dischi elastomerici faticavano a sopportare la combinazione di elevate variazioni di coppia ciclica e infiltrazioni di salsedine attraverso le guarnizioni usurate della navicella, causando il degrado dell'elastomero e la formazione di crepe da fatica sui dischi entro 24-30 mesi da ogni sostituzione. I fermi macchina imprevisti dovuti ai guasti dei giunti costavano all'operatore circa 380.000 sterline all'anno in termini di mancati ricavi da produzione e costi di noleggio di imbarcazioni di emergenza.

Il team di ingegneri di Ever Power ha condotto un'analisi completa dello spettro di carico utilizzando i dati SCADA a intervalli di dieci minuti forniti dall'operatore, ricavando l'effettiva distribuzione della coppia su 14 anni di funzionamento sul campo. L'analisi ha confermato che i picchi di coppia si verificavano con una frequenza 2,3 volte superiore rispetto a quanto previsto dal progetto originale dell'accoppiamento, a causa delle modifiche apportate al software di controllo nel 2015, che avevano aumentato la reattività della turbina ai fronti di raffica. Ever Power ha progettato un accoppiamento GC-WT 475 personalizzato, con un foro di 475 mm, rivestimento offshore Zn-Ni + PTFE, riempimento con grasso poliureico a lunga durata e un nipplo di ingrassaggio dedicato accessibile dalla passerella della navicella, e ha fornito un lotto pilota di otto unità per l'installazione sul campo. Dopo 18 mesi di funzionamento senza guasti sulle turbine pilota, l'operatore si è impegnato in un ammodernamento della flotta di 44 turbine, realizzato in tre campagne di manutenzione programmate nell'arco di due stagioni invernali, coordinate per ridurre al minimo le interruzioni di rete durante i periodi critici di elevata produzione del quarto e primo trimestre. L'intero progetto, dalla consegna del primo giunto alla messa in servizio finale della turbina, è stato completato nei tempi previsti e nel rispetto del prezzo unitario concordato, con la logistica coordinata tramite il terminal merci King George Dock di Hull.

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"All'inizio del 2023 abbiamo sostituito i giunti elastomerici originali di otto turbine con la serie GC-WT di Ever Power e da allora non abbiamo avuto alcun fermo imprevisto relativo alla trasmissione. La qualità del contatto dei denti è visibilmente superiore a quella dei giunti rimossi: il profilo bombato è lavorato con una precisione che si può percepire durante un'ispezione manuale. Il pacchetto anticorrosione per applicazioni offshore non ha mostrato segni di ruggine bianca all'ispezione a 18 mesi, il che è francamente notevole considerando l'ambiente salino dell'Humber. I tempi di consegna di Ever Power sono stati rispettati esattamente come promesso e i loro ingegneri sono stati reperibili telefonicamente non appena abbiamo avuto domande tecniche."

— Direttore operativo, appaltatore di servizi per turbine eoliche, Hull

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“Il servizio di personalizzazione è stato ciò che ha distinto Ever Power dagli altri fornitori che abbiamo valutato. Non si sono limitati a offrirci un componente a catalogo e a dirci di adattarlo, ma hanno eseguito un'analisi completa dello spettro di coppia utilizzando i nostri dati SCADA e hanno dimensionato il giunto in base al nostro carico di lavoro effettivo, anziché a un picco teorico. Il report FEA che ci hanno fornito era sufficientemente dettagliato da poter essere inserito direttamente nella nostra documentazione di estensione di tipo DNV senza modifiche. Abbiamo specificato posizioni personalizzate per i nippli di ingrassaggio, accessibili dal nostro passaggio pedonale, e loro hanno realizzato esattamente ciò che desideravamo. I prezzi erano competitivi anche rispetto alle alternative standard provenienti dall'Estremo Oriente.”

— Ingegnere meccanico capo, fornitore di servizi di gestione e manutenzione per impianti eolici offshore, Grimsby

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"Da dodici anni ci riforniamo di giunti a ingranaggi per i banchi prova delle turbine eoliche presso il nostro stabilimento di Sheffield, e la serie GC-M di Ever Power è il primo prodotto che abbiamo trovato in grado di soddisfare costantemente le nostre specifiche di bilanciamento G2.5 a 1.500 giri/min senza richiedere ulteriori correzioni in fase di ricezione della merce. L'opzione dell'angolo di pressione di 25° che offrono per i nostri regimi di prova ad alta inversione di rotazione è stata un vero e proprio elemento distintivo dal punto di vista tecnico: nessun altro fornitore che abbiamo contattato era in grado di soddisfare tale modifica entro i tempi di consegna standard. La loro documentazione di qualità è completa e tracciabile, il che è di fondamentale importanza quando convalidiamo i risultati per i clienti OEM di turbine."

— Ingegnere collaudatore senior, Centro di validazione dei riduttori, Sheffield Advanced Manufacturing Park

Quale tipo di giunto a ingranaggi è più adatto per l'albero principale di una turbina eolica offshore multimegawatt nel Regno Unito?

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Per le turbine eoliche offshore nel Regno Unito, in particolare quelle che operano negli ambienti del Mare del Nord come Hornsea o Dudgeon, un giunto a ingranaggi a doppio innesto della serie GC-WT con pacchetto di protezione anticorrosione offshore C5-M è la scelta appropriata. È necessario un giunto dimensionato per la coppia di picco effettiva dello spettro di carico SCADA (non solo la coppia nominale), un profilo dei denti bombato che sopporti un disallineamento angolare di almeno 1,5° per ingranaggio e una lubrificazione a grasso di poliurea sigillato con accesso al nipplo di ingrassaggio in situ. La documentazione di conformità DNV-ST-0361 è in genere richiesta per i componenti offshore nell'ambito degli accordi di finanziamento di progetti nel Regno Unito.

Quanto costa in genere un giunto di trasmissione personalizzato per una turbina eolica e quali fattori influenzano il prezzo nel mercato britannico?

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Il prezzo di un giunto a ingranaggi per turbine eoliche varia significativamente in base alla coppia nominale, al diametro del foro, al livello di protezione dalla corrosione e alla necessità di una progettazione completamente personalizzata o all'adattamento di una serie standard. Per un preventivo indicativo su un'unità GC-WT su misura per la vostra specifica applicazione, vi preghiamo di contattare direttamente il nostro team di [email protected] fornendoci il modello della vostra turbina, la potenza nominale e il diametro dell'albero principale. Rispondiamo entro un giorno lavorativo e in genere possiamo fornire un preventivo dettagliato, inclusa la documentazione FEA, entro cinque giorni lavorativi dalla ricezione dei vostri dati di carico.

Quale fornitore britannico di giunti per ingranaggi è in grado di fornire componenti per turbine eoliche certificati DNV, con protezione dalla corrosione in ambiente offshore e consegne rapide?

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Ever Power produce giunti a ingranaggi conformi agli standard ISO 6336 e DNV-ST-0361, con tracciabilità completa dei materiali e documentazione di certificazione. Gli articoli della serie standard sono disponibili in magazzino doganale europeo per la consegna in 5-7 giorni ai centri logistici del Regno Unito, tra cui Hull, Hartlepool e Dundee. I progetti personalizzati per applicazioni offshore vengono generalmente consegnati entro 6-8 settimane dalla conferma dell'ordine. Il nostro team collabora direttamente con i produttori di turbine eoliche e con i fornitori di servizi di manutenzione e gestione in tutto il Regno Unito e può fornire la documentazione conforme alle normative UKCA, se necessario.

Con quale frequenza è necessario sostituire il grasso del giunto degli ingranaggi di una turbina eolica in funzione nello Yorkshire o in Scozia?

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Per le turbine eoliche terrestri in climi freddi come le Highlands scozzesi o i siti Pennini nello Yorkshire, il grasso per giunti a ingranaggi a base di poliurea con una viscosità di olio minerale pari o superiore a ISO VG 680 dovrebbe essere riapplicato ogni 12-18 mesi in caso di giunti sigillati. Nelle turbine dotate di ingrassatori accessibili dalla passerella della navicella, questa operazione può essere eseguita durante le visite di manutenzione annuali senza smontare il giunto. Nei siti in cui le temperature invernali scendono regolarmente al di sotto di -15 °C, si consiglia di utilizzare un grasso sintetico a base di PAO con un punto di scorrimento di -40 °C per evitare l'indurimento del grasso che altrimenti comprometterebbe la lubrificazione degli ingranaggi durante i periodi di avviamento a freddo.

Dove posso trovare un fornitore affidabile di giunti di trasmissione nel Regno Unito in grado di gestire un progetto di ammodernamento di una flotta di 40 o più turbine eoliche?

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I programmi di ammodernamento delle flotte richiedono un fornitore dotato sia della capacità produttiva necessaria per garantire una qualità costante anche in grandi quantità, sia delle competenze di gestione del progetto per coordinare le consegne scaglionate in base alle finestre di manutenzione programmate. Ever Power ha gestito con successo programmi di ammodernamento di flotte per operatori eolici del Regno Unito, tra cui un progetto di 44 turbine nell'estuario dell'Humber, coordinato tramite il terminal merci King George Dock di Hull. Contattateci al numero [email protected] per discutere i prezzi per le flotte, la pianificazione delle consegne scaglionate e il supporto ingegneristico incluso negli accordi di fornitura.

Qual è il disallineamento angolare massimo che un giunto a ingranaggi può sopportare quando collega un riduttore di una turbina eolica a un generatore nel Regno Unito?

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Un giunto a ingranaggi a singolo innesto con profilo dentato standard bombato può compensare un disallineamento angolare fino a 1,5° sotto carico continuo. In una configurazione a doppio innesto, in cui vengono utilizzati due ingranaggi in serie con un albero distanziatore intermedio, la capacità di disallineamento totale aumenta a 3,0°. Per il collegamento dell'albero ad alta velocità tra l'uscita del riduttore e il generatore di una turbina eolica da 3-5 MW, il disallineamento angolare totale raramente supera 0,3° in condizioni stazionarie, quindi un design a singolo innesto con raggio di curvatura standard è adeguato nella maggior parte dei siti onshore del Regno Unito. Le applicazioni offshore, dove la deflessione della navicella sotto carichi estremi indotti dalle onde è più pronunciata, possono beneficiare del design a doppio innesto come margine di sicurezza.

Quando dovrei considerare la sostituzione del giunto di trasmissione di una turbina eolica anziché la sua rilubrificazione durante un intervento di manutenzione nell'East Anglia?

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La decisione di sostituire anziché lubrificare nuovamente dipende dalla profondità di usura dei denti rispetto al profilo originale. Se l'usura del fianco del dente supera 15% dello spessore originale del dente, o se la vaiolatura copre più di 25% dell'area attiva del fianco del dente, si raccomanda la sostituzione indipendentemente dalla vita utile nominale del giunto. Il monitoraggio della firma vibrazionale, in particolare un aumento delle armoniche alla frequenza di ingranamento a 2 o 3 volte la frequenza di passaggio del dente nei dati dell'accelerometro della navicella, è un indicatore precoce affidabile di contatto dei denti compromesso che giustifica un'ispezione visiva. Per gli operatori dell'East Anglia che gestiscono turbine con oltre 15 anni di servizio, la sostituzione preventiva del giunto durante le revisioni programmate del riduttore è generalmente più conveniente rispetto alla risposta a un guasto imprevisto durante un periodo invernale di elevata produzione.