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Método de coronación en el soporte de rodamientos de un gran husillo de turbina eólica considerando la flexibilidad de la estructura del sistema de ejes

Autores: Liu, Xiangyang; Niu, Rongjun; Wang, Bin; Zhang, Shuai; Cui, Yongcun; Zhang, Zhanli

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Método de coronación en el soporte de rodamientos de un gran husillo de turbina eólica considerando la flexibilidad de la estructura del sistema de ejes


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Diseño de precisión
Rodamientos
Husillos de turbinas eólicas
Flexibilidad
Modelo de elementos finitos
Método de coronado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para cumplir con el diseño de precisión de los rodamientos en los ejes de grandes turbinas eólicas, se propone un método de coronado de rodamientos en los ejes de turbinas eólicas considerando la flexibilidad de la estructura de soporte. En primer lugar, se construye un modelo de elementos finitos (FE) del sistema de eje con una estructura flexible conectando el eje y el rodamiento a través de ecuaciones de restricción (CE) y algoritmos de restricción multipunto (MPC) y reemplazando los rodillos del rodamiento con elementos de resorte no lineales y amortiguadores. Luego, se utiliza el algoritmo de integración de Newmark para resolver el modelo y analizar el efecto de la rigidez de la estructura en la distribución de carga de los rodamientos. A continuación, se realiza un análisis de convergencia de las secuencias de la distribución de carga del resorte utilizando un filtro de paso alto basado en la transformada rápida de Fourier (FFT) y el error cuadrático medio (RMSE) para obtener un número adecuado de resortes de reemplazo. Finalmente, se construye un submodelo del rodamiento de barlovento con malla estructurada. Con el máximo estrés de Von Mises del perfil del rodillo como objetivo de diseño, se obtienen el coronado logarítmico óptimo del rodillo y su zona de tolerancia bajo las condiciones de trabajo dadas. Los resultados muestran que el modelo FE del sistema de eje propuesto tiene buena convergencia. El modelo FE del sistema de eje que considera la flexibilidad de la estructura de soporte puede obtener distribuciones de carga de rodamientos más precisas y puede realizar el diseño de coronado preciso de los rodillos de rodamiento basado en las condiciones de trabajo reales. Esto proporciona apoyo para el diseño de precisión de los rodamientos en grandes sistemas de ejes.

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