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Auslegung hochbelasteter Drehverbindungen

Blattlager in Windenergieanlagen (WEA) werden vornehmlich durch hohe wechselnde Biegemomente belastet, hervorgerufen durch Gewichts- und Windlasten. Charakteristisch für den Betrieb sind zudem lange Stillstandzeiten und langsame oszillierende Bewegungen durch die Pitchverstellmechanik. Derzeitige Auslegungsmethoden für Wälzlager wie die DIN ISO 281 oder die DIN ISO 76 können aufgrund der ungewöhnlichen Belastung für eine hinreichende Auslegung nicht angewendet werden. Zusätzlich führen neuartige Regelstrategien, wie die Individual Pitch Control (IPC) und größere Rotorblätter zunehmend zu höheren Lasten im Blattlager, wodurch das Risiko für das Auftreten von Schäden durch Ermüdung, Verschleiß oder Kantentragen signifikant erhöht wird.

Die funktionssichere Auslegung von hochbelasteten Drehverbindungen am Beispiel von Rotorblattlagern ist das Ziel des HBDV Projekts. Dazu werden Simulationsmodelle und experimentelle Untersuchungen an Großwälzlagern durchgeführt. Basierend auf dem Gesamtanlagenmodel der (WEA) werden in Zusammenarbeit mit unseren Projetpartnern Simulationsmodelle interdisziplinär angewendet, um auftretende Lastverteilungen und Schadensmechanismen besser zu verstehen. Die Ergebnisse werden durch Verschleiß und Ermüdungsversuche an Lagern in Originalgröße validiert.

Projektinhalte:

  • Ermittlung von Lastkollektiven und kritischen Betriebszuständen mittels MKS
  • Strukturanalyse und Optimierung von Lagerkomponenten
  • Ermüdungstests an Blattlagern in Originalgröße
  • Kinematik- und Lastanalyse des Lagerkäfigs

Laufzeit:

01.07.2018 - 30.06.2021

Verbundpartner:

Fraunhofer IWES Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit der TU Clausthal Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie an der Leibniz Universität Hannover Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien der Uni Bremen
 
 

Assoziierte Projektpartner:

General Electric Renewable Energy Nordex Energy GmbH SE Senvion Vestas Nacelles Deutschland GmbH
 
 

Das Projekt wird gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
 
 

Projektträger:

Projektträger Jülich