Algemeen
Freudenberg asafdichting
Freudenberg heeft een nieuwe afdichting ontwikkeld voor windturbines met grote asdiameter (foto: Freudenberg Sealing technologies).

Betrouwbaarheid en veilige planning staan bij exploitanten van windenergiesystemen bovenaan de lijst van eisen. Dat geldt met name voor de afdichtingen van de hoofdas, waar grote krachten op werken. Freudenberg Sealing Technologies heeft een nieuwe asafdichting ontwikkeld, die lekkage van vetgesmeerde hoofdlagers bij grote asdiameters tegengaat en ook grote bewegingen in de as tolereert.

Voor het opwekken van schone energie worden steeds grotere windturbines gebouwd. Dit bespaart materiaal en bouwkosten in vergelijking met het opstellen van meerdere kleine installaties. Rotoren met een diameter van 180 m zijn geen zeldzaamheid meer.

Tijdens bedrijf van dergelijke grote installaties ontstaan echter grote krachten, die vooral aangrijpen op de rollagers en adichtingen van de hoofdas. Het is dus noodzakelijk de afdichtingsconcepten daarop aan te passen. Freudenberg Sealing Technologies heeft een afdichting voor vetgesmeerde lagers bij grote asdiameters ontwikkeld, die zowel radiaal binnen- als buitenafdichtend kan worden toegepast en zelfs bestand is tegen grote bewegingen van de as.

Constructie van de asafdichting

Conventionele asafdichtingen, die voorspankrachten op de afdichtlip met behulp van een wormveer genereren, stoten qua constructie bij grote diameters op hun grenzen. Bovendien zijn met deze constructie radiaal naar buiten afdichtende oplossingen moeilijk of helemaal niet te realiseren.

De Seventomatic asafdichting voor asdiameters van 1,5 m en groter gebruikt daarom een meanderveer om de noodzakelijke voorspankrachten op te bouwen. De naamgeving is afgeleid van het getal zeven: via een flexibel gewricht wordt een lange verankering verbonden wordt met het statische deel.

Het mooie van de nieuwe constructie is, dat deze consistente lineaire krachten genereert en in vergelijking met andere oplossingen niet gevoelig is voor bewegingen van de as. De asafdichting kan in de standaardgrootte een verschuiving van +/- 4 mm aan zonder aan werking in te boeten. De afdichting is daarmee ook tolerant ten opzichte van productiefouten in de as.

De afdichting wordt geproduceerd uit gehydrogeneerd acrylonitrilbutadieenrubber (HNBR). De basisvorm van de Seventomatic is gebaseerd op de beproefde afdichtingen van het merk voor tunnelboormachines.

Ontwikkeling

Doel van de nieuwe ontwikkeling was het speciale ontwerp van een afdichting voor tunnelboormachines te combineren met een klassieke radiale asafdichting voor de hoofdas van de rotor. Om al bij voorbaat een robuust ontwerp mogelijk te maken werden omvangrijke simulaties gebruikt. Met behulp van de daarbij verkregen datasets werd een mathematisch model opgesteld om het gedrag van de afdichting betreffende de lineaire kracht, de maximale volgmogelijkheid van asbewegingen en excentriciteit te voorspellen.

Daarbij is gebleken dat robuust ontwerp simulaties de eisen zo omvangrijk en doelgericht afdekten, dat aanpassingen aan het echte prototype nauwelijks noodzakelijk bleken. Zo leidden levensduurproeven aan monsters met circa vijftien miljoen lastwisselingen nog tot herkenbare beschadigingen nog naar beperkingen van de functie.

Testen

Andere testen betroffen temperatuurwisselingen tussen -30°C en +100 °C en de stabiliteit bij trillingen van 8 Hz met een amplitude van +/- 3 mm bij 110 °C. Bovendien werden de lineaire krachten op gemonteerde afdichtingen na 240 dagen opslag bij kamertemperatuur en bij +100 °C onderzocht.

De resultaten toonden aan, dat de nieuwe Seventomatic afdichting voor assen in windturbines vanaf 1,5 m doorsnede bestand is tegen de in het lager gebruikte vet, ongevoelig is voor statische en dynamischer escentriciteit en tegelijkertijd een constante lineaire kracht heeft. Daarmee ondersteunt Freudenberg Sealing Technologies de trend naar steeds grotere windturbines voor de efficiënte en betrouwbare opwekking van schone energie.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven