ES2904643T3 - Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes - Google Patents

Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes Download PDF

Info

Publication number
ES2904643T3
ES2904643T3 ES19198673T ES19198673T ES2904643T3 ES 2904643 T3 ES2904643 T3 ES 2904643T3 ES 19198673 T ES19198673 T ES 19198673T ES 19198673 T ES19198673 T ES 19198673T ES 2904643 T3 ES2904643 T3 ES 2904643T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
bearing
support structure
shaft
bearing arrangement
housings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19198673T
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Moeskjaer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Original Assignee
Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Gamesa Renewable Energy AS filed Critical Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2904643T3 publication Critical patent/ES2904643T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70Bearing or lubricating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/042Housings for rolling element bearings for rotary movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/30Application in turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/60Assembly methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/50Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/10Geometry two-dimensional
    • F05B2250/17Geometry two-dimensional hyperbolic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • F05B2280/1011Cast iron
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/31Wind motors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

Disposición (7) de cojinetes para una turbina (1) eólica, que comprende un bastidor (13) de asentamiento, una estructura (17) de soporte montada en el bastidor (13) de asentamiento, un árbol (9), cojinetes (26, 27) que soportan el árbol (9) de manera rotatoria alrededor de un eje (8) de árbol, y alojamientos (24, 25) de cojinete que soportan uno de los cojinetes (26, 27) respectivamente, en la que los alojamientos (24, 25) de cojinete están montados en caras (22, 23) opuestas de la estructura (17) de soporte, orientándose las caras (22, 23) hacia la dirección axial (x, -x) con respecto al eje (8) de árbol, caracterizado porque los alojamientos (24, 25) de cojinete están conectados exclusivamente al bastidor (13) de asentamiento a través de la estructura (17) de soporte.

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes
La presente invención se refiere a una disposición de cojinetes para una turbina eólica, a una turbina eólica y a un método para montar la disposición de cojinetes.
En turbina las eólicas, se usan disposiciones de cojinetes para soportar, por ejemplo, el árbol principal que conecta el rotor al generador. El árbol principal se somete a cargas sustanciales durante el funcionamiento de la turbina eólica. Por este motivo, los árboles principales normalmente tienen un diámetro de 1 m y mayores.
Las disposiciones de cojinetes de la técnica anterior normalmente tienen una de dos configuraciones explicadas a continuación en el presente documento.
Según una primera configuración, los dos cojinetes que soportan el árbol principal se alojan en alojamientos de cojinete independientes. Cada alojamiento de cojinete está fijado con pernos al bastidor de asentamiento dentro de la góndola de la turbina eólica.
Por ejemplo, el documento EP 2 754 983 A1 da a conocer una turbina eólica que tiene un árbol de rotación soportado de manera rotatoria a una góndola a través de un primer cojinete y un segundo cojinete. El alojamiento de cojinete de cada uno de los cojinetes está soportado por una placa de base de la góndola, y también están conectados entre sí mediante un elemento de conexión de forma cilíndrica. Además, se da a conocer un método para ensamblar la turbina eólica.
Según una segunda configuración, los dos cojinetes que soportan el árbol principal se alojan en un único alojamiento. El único alojamiento está fijado con pernos al bastidor de asentamiento.
Las desventajas asociadas con la primera configuración son que es débil al flexionarse alrededor de un eje horizontal que discurre formando ángulos rectos con respecto al eje de rotación del árbol principal. La segunda configuración es desventajosa porque es difícil acceder a los cojinetes y los sellos correspondientes, por ejemplo, con fines de mantenimiento.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una disposición de cojinetes mejorada, una turbina eólica mejorada y un método mejorado para ensamblar una disposición de cojinetes.
Por consiguiente, se proporciona una disposición de cojinetes para una turbina eólica. La disposición de cojinetes comprende un bastidor de asentamiento, una estructura de soporte montada en el bastidor de asentamiento, un árbol, cojinetes que soportan el árbol de manera rotatoria alrededor de un eje de árbol, y alojamientos de cojinete que soportan uno de los cojinetes respectivamente, en la que los alojamientos de cojinete están montados en caras opuestas de la estructura de soporte, estando las caras orientadas hacia la dirección axial con respecto al eje de árbol.
Al proporcionar la estructura de soporte, aumenta la rigidez al flexionarse alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje de árbol. La rigidez de la disposición de cojinetes se potencia en particular conectando los cojinetes entre sí mediante el uso de la estructura de soporte, y conectando la estructura de soporte al bastidor de asentamiento para formar de ese modo una única unidad. Dicha única unidad transfiere preferiblemente todas las cargas de flexión del rotor al bastidor de asentamiento.
Tener los alojamientos de cojinete montados en las caras axiales de la estructura de soporte también permite un soporte más uniforme de los alojamientos de cojinete, estando el soporte distribuido alrededor de toda la circunferencia de cada alojamiento de cojinete o al menos de una parte del mismo, en lugar del soporte puntual tradicional.
Al mismo tiempo, debido a que los alojamientos de cojinete se montan en las caras axiales de la estructura de soporte, puede accederse fácilmente a los cojinetes y los sellos correspondientes. Esto simplifica el ensamblaje y el mantenimiento, en particular, el reemplazo de los sellos de cojinete.
Preferiblemente, la estructura de soporte se monta en el bastidor de asentamiento mediante una pluralidad de pernos.
El árbol puede tener, por ejemplo, un diámetro mayor de 1 m.
Los cojinetes pueden configurarse como cojinetes de rodillos o cojinetes de deslizamiento. Son preferibles los cojinetes esféricos.
Por ejemplo, se proporcionan dos o más cojinetes. Por ejemplo, uno de los cojinetes es un cojinete fijo y el otro cojinete es un cojinete flotante.
El eje de árbol puede orientarse horizontalmente o de manera sustancialmente horizontal. Esto es para incluir deviaciones de hasta 20° con respecto al eje horizontal.
Las caras de la estructura de soporte tienen preferiblemente forma de anillo. El anillo tiene preferiblemente forma circular. Preferiblemente, los alojamientos de cojinete se encuentran cada uno directamente contra una cara respectiva. Los pernos que sujetan el alojamiento de cojinete pueden extenderse a través de un alojamiento de cojinete respectivo en una cara correspondiente.
En otras realizaciones, los pernos se sujetan en ubicaciones adyacentes a una cara respectiva. Tales ubicaciones pueden formarse como orificios roscados dispuestos en una línea circular. Dicha línea circular tiene un diámetro, por ejemplo, mayor que el parámetro exterior de la cara correspondiente.
Los alojamientos de cojinete se conectan exclusivamente al bastidor de asentamiento a través de la estructura de soporte. Es decir, cualquier flujo de fuerzas desde los alojamientos de cojinete hasta el bastidor de asentamiento discurre a través de la estructura de soporte. No hay otra conexión entre los alojamientos de cojinete y el bastidor de asentamiento.
Una turbina eólica es un aparato para convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica. La turbina eólica comprende, por ejemplo, un rotor que tiene una o más palas, una góndola que comprende la disposición de cojinetes y una torre que sostiene, su extremo superior, la góndola.
Según una realización, las caras están dispuestas en extremos opuestos de la estructura de soporte.
Esto hace que el acceso a los alojamientos de cojinete, y por tanto a los cojinetes sea incluso más fácil.
Según una realización adicional, las caras están orientadas en sentido opuesto a un centro geométrico de la estructura de soporte.
El centro geométrico puede determinarse, por ejemplo, cuando se mira una sección transversal a través de la estructura de soporte a lo largo del eje de árbol. El centro geométrico puede ser el punto en el que se cruzan una primera y una segunda líneas de simetría. La primera línea de simetría es, por ejemplo, colineal con el eje de árbol. La segunda línea de simetría es, por ejemplo, una línea orientada en perpendicular con respecto al eje de árbol. Según una realización adicional, los alojamientos de cojinete están fijados con pernos a las caras, preferiblemente con pernos que se extienden paralelos al eje de árbol.
Tales pernos son de fácil acceso, por ejemplo cuando se realiza trabajo de mantenimiento en los cojinetes.
Según una realización adicional, el árbol se extiende a través de la estructura de soporte.
Por ejemplo, el árbol conectará el rotor de la turbina eólica con un generador de la turbina eólica. La estructura de soporte que está dispuesta entre el rotor y los generadores sólo se extenderá por tanto a lo largo del árbol en una parte de la longitud total del árbol.
Según una realización adicional, una sección transversal de la estructura de soporte, tomada en una línea perpendicular al eje de árbol, tiene una geometría cerrada. Un ejemplo de una sección transversal que tiene una geometría cerrada es una forma de anillo o forma de polígono. Puede ser preferible una forma de anillo circular. Esta configuración de la estructura de soporte aumenta adicionalmente la rigidez a la flexión.
Según una realización adicional, la estructura de soporte tiene aberturas radiales.
Tales aberturas radiales pueden reducir el peso de la estructura de soporte, mientras que sólo reducen marginalmente su rigidez a la flexión.
Según una realización adicional, la estructura de soporte está compuesta por hierro fundido.
Por tanto, la estructura de soporte es barata de fabricar.
Según una realización adicional, la estructura de soporte está compuesta por una pieza, es decir está formada de manera solidaria.
Por tanto, la estructura de soporte es fácil de fabricar y rígida. En otras realizaciones, la estructura de soporte puede estar compuesta, por ejemplo, por dos piezas que están fijadas entre sí con pernos. Por ejemplo, las dos piezas pueden formarse como una carcasa superior y una inferior, teniendo cada carcasa una sección transversal semicircular, por ejemplo.
Según una realización adicional, los alojamientos de cojinete están compuestos por acero.
Por ejemplo, los alojamientos de cojinete pueden mecanizarse a partir de una pieza en bruto de acero o pueden obtenerse mediante forjado. El acero puede ser un acero de alta aleación. El uso de tales alojamientos de acero reduce significativamente el riesgo de desgaste por rozamiento y elimina la necesidad de manguitos, recubrimientos, etc.
Según una realización adicional, la estructura de soporte está conectada al bastidor de asentamiento mediante uno o más pies. Preferiblemente, el flujo de fuerzas mencionado anteriormente pasa a través de dichos pies.
Según una realización adicional, el bastidor de asentamiento está conectado a un cojinete de guiñada.
De ese modo, el bastidor de asentamiento se soporta de manera rotatoria. Por ejemplo, el cojinete de guiñada puede estar conectado a su vez a una torre de la turbina eólica.
Según un aspecto adicional, se proporciona una turbina eólica que comprende la disposición de cojinetes tal como se describe en el presente documento.
Según una realización, la turbina eólica comprende un rotor y un generador. El árbol de la disposición de cojinetes conecta el rotor con el generador.
Esto incluye disposiciones en las que el árbol se acopla usando un acoplamiento, por ejemplo un acoplamiento por disco de contracción, a una caja de engranajes. La caja de engranajes a su vez puede conectarse al generador mediante otro árbol. Por tanto, el árbol puede conectarse al generador directa o indirectamente.
Según un aspecto adicional, un método para ensamblar la disposición de cojinetes descrita anteriormente, comprendiendo dicho método
a) hacer que el árbol se mantenga de pie con su eje de árbol orientado verticalmente, y
b) bajar la estructura de soporte sobre el árbol y montar los cojinetes en las caras opuestas de la estructura de soporte mediante los alojamientos de cojinete.
Según una realización, antes de la etapa b), los cojinetes se montan en el árbol orientado verticalmente, en particular mediante contracción térmica.
Según una realización, uno primero de los alojamientos de cojinete se monta en uno inferior de los cojinetes, la estructura de soporte se baja sobre el árbol sobre el primero de los alojamientos de cojinete, uno segundo de los alojamientos de cojinete se monta en uno superior de los cojinetes y/o el segundo de los alojamientos de cojinete se monta en la estructura de soporte.
En particular, el primero de los alojamientos de cojinete se monta en uno inferior de los cojinetes, a continuación la estructura de soporte se baja sobre el árbol sobre el primero de los alojamientos de cojinete, a continuación el segundo de los alojamientos de cojinete se monta en uno superior de los cojinetes y a continuación el segundo de los alojamientos de cojinete se monta en la estructura de soporte.
Las realizaciones descritas actualmente con respecto a la disposición de cojinetes se aplican igualmente al método para ensamblar dicha disposición de cojinetes, y viceversa.
Realizaciones, características y ventajas adicionales resultarán evidentes a partir de la descripción posterior y las reivindicaciones dependientes, tomadas conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una turbina eólica según una realización;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una disposición de cojinetes según una realización;
la figura 3 es una sección transversal en sentido longitudinal tomada desde la disposición de cojinetes de la figura 2; y
la figura 4 muestra un diagrama de flujo que muestra un método para ensamblar la disposición de cojinetes según las figuras 2 y 3 según una realización.
En las figuras, los números de referencia iguales designan elementos iguales o funcionalmente equivalentes, a menos que se indique lo contrario.
La figura 1 muestra una turbina 1 eólica según una realización.
La turbina 1 eólica comprende un rotor 2 conectado a un generador 38 dispuesto dentro de una góndola 3. La góndola 3 está dispuesta en el extremo superior de una torre 4 de la turbina 1 eólica.
El rotor 2 comprende, por ejemplo, tres palas 5 de rotor. Las palas 5 de rotor están conectadas a un buje 6 de la turbina 1 eólica. Los rotores 2 de este tipo pueden tener diámetros que oscilan entre, por ejemplo, de 50 a 160 metros o incluso más. Las palas 5 de rotor están sometidas a altas cargas del viento. Por consiguiente, actúan altas cargas sobre un árbol principal (no mostrado en la figura 1) que conecta el buje 6 al generador 38.
La figura 2 muestra una disposición 7 de cojinetes tal como se usa en la turbina 1 eólica ilustrada en la figura 1. La disposición 7 de cojinetes se muestra en una vista en perspectiva en la figura 2. La figura 3 ilustra una sección transversal de la disposición 7 de cojinetes. La sección transversal se toma a lo largo de un eje 8 de árbol (véase la figura 2). El eje 8 de árbol es el eje alrededor del cual rota un árbol 9 principal de la disposición 7 de cojinetes cuando el rotor 2 acciona el generador 38.
El árbol 9 principal conecta el buje 6 (véase la figura 1) a un acoplamiento 10. El acoplamiento 10 puede ser un acoplamiento de disco de contracción. El acoplamiento 10 conecta el árbol 9 principal a una caja 11 de engranajes. La caja 11 de engranajes está conectada al generador 38 (véase la figura 1).
El árbol 9 principal puede estar configurado como un árbol hueco y puede comprender una brida 12 para conectarse al buje 6 (véase la figura 1) .
La figura 2 también muestra un bastidor 13 de asentamiento de la disposición 7 de cojinetes. El bastidor 13 de asentamiento está conectado a un cojinete de guiñada (no mostrado), por ejemplo mediante pernos 14. Motores 15 eléctricos accionan engranajes 16 respectivamente. Los engranajes 16 engranan con un engranaje anular (no mostrado) conectado a la torre 4. Mediante la acción de los motores 15 eléctricos, el bastidor 13 de asentamiento puede por tanto dar guiñadas alrededor de un eje de guiñada que corresponde sustancialmente al eje vertical de la torre 4 (véase la figura 1).
La disposición 7 de cojinetes comprende además una estructura 17 de soporte que está compuesta, por ejemplo, por hierro fundido.
Según la realización y observándose mejor en la figura 3, la estructura 17 de soporte tiene una forma de reloj de arena con un diámetro mínimo D1 en la mitad del eje 8 de árbol y diámetros máximos D2 en sus extremos 18, 19 respectivos a lo largo del eje 8 de árbol.
La estructura 17 de soporte tiene una sección transversal (tomada a lo largo de una línea perpendicular al eje 8 de árbol) que tiene forma de anillo circular, definiendo de ese modo un espacio 20 hueco en el interior a través del cual se extiende el árbol 9 principal. El grosor de pared t de la estructura 17 de soporte puede variar, por ejemplo, a lo largo del eje 8 de árbol.
Además, la estructura 17 de soporte puede comprender orificios pasantes en sus paredes para reducir el peso. Un orificio pasante de este tipo se muestra en la figura 3 únicamente por motivos de ilustración y se indica con el número de referencia 21.
En sus extremos 18, 19 respectivos, la estructura 17 de soporte tiene caras 22 y 23. Las caras 22, 23 están orientadas en sentidos opuestos indicados mediante x y -x a lo largo del eje 8 de árbol. Las caras 22, 23 tienen una forma de anillo circular. Las caras 22, 23 están orientadas en sentido opuesto al centro geométrico G de la estructura 17 de soporte. En el ejemplo, el centro geométrico G de la estructura 17 de soporte está en el cruce de las líneas de simetría S1, S2 alrededor de las cuales la estructura 17 de soporte es simétrica. La línea S1 es coaxial con el eje 8 de árbol. La línea S2 discurre formando ángulos rectos con respecto a la línea S1. El centro geométrico G puede definirse de otra manera.
La estructura 7 de soporte comprende además alojamientos 24, 25 de cojinete. Los alojamientos 24, 25 de cojinete están compuestos por acero, en particular acero de alta aleación. Los alojamientos 24, 25 de cojinete pueden estar mecanizados o forjados. Cada alojamiento 24, 25 de cojinete soporta un cojinete 26, 27 en su interior.
Los cojinetes 26, 27 pueden formarse como cojinetes de deslizamiento o cojinetes de elementos de rodillo, en particular cojinetes esféricos. Un cojinete, por ejemplo el cojinete 25, puede formarse como un cojinete fijo, mientras que el otro cojinete, por ejemplo, el cojinete 24, se forma como un cojinete flotante.
Al menos uno de los alojamientos 24, 25 de cojinete puede comprender un saliente 28 u otros medios para sujetar el cojinete 26, 27 en su sitio a lo largo del eje 8 de árbol. En el mismo, los alojamientos 24, 25 de cojinete soportan una pista 29 exterior respectiva de cada cojinete 24, 25. Una pista 30 interior respectiva está fijada al árbol 9 principal. Las pistas 30 interiores pueden fijarse al árbol 9 principal, por ejemplo, mediante contracción térmica, tal como se explica en más detalle con respecto a la figura 4. Los elementos de rodillo entres las pistas 29, 30 exterior e interior se indican mediante el número de referencia 31 en la figura 3.
El alojamiento 24 de cojinete está fijado con pernos a la cara 22, y el alojamiento de cojinete 25 está fijado con pernos a la cara 23 de la estructura 17 de soporte. Por ejemplo, cada alojamiento 24, 25 de cojinete tiene varios orificios formados en el mismo. Los orificios están separados, por ejemplo, a lo largo de una línea circular C (cuando se observa en una dirección a lo largo del eje 8 de árbol - véase la figura 2). Cada perno 32 llega a través de un orificio 33 respectivo en los alojamientos 24, 25 de cojinete, y se enrosca en un orificio 34 roscado correspondiente dentro de las caras 22, 23. Las cabezas respectivas de los pernos 32 no se muestran en la figura 3. Los pernos 32 se extienden en paralelo con respecto al eje 8 de árbol. Los pernos 32 fuerzan de ese modo que cada alojamiento 24, 25 de cojinete se apoye directamente contra una cara 22, 23 correspondiente.
Volviendo ahora a la figura 2, puede observarse que la estructura 17 de soporte comprende los pies 35, 36 a cada lado, habiendo por tanto en total cuatro pies. Cada pie 35, 36 está fijado con pernos mediante los pernos 37 al bastidor 13 de asentamiento. El bastidor 13 de asentamiento puede estar formado con cavidades o similares para alojar los pies 35, 36.
El árbol 9 discurre por tanto en una parte de su longitud a través de la estructura 17 de soporte, mientras está soportado por los cojinetes 26, 27 en extremos opuestos de la estructura 17 de soporte. Por tanto, cuando se aplica un momento de flexión al árbol 9 principal, los cojinetes 26, 27, el alojamiento 24, 25 de cojinete y la estructura 17 de soporte forman una unidad rígida que contrarresta dicho momento. Todas las fuerzas que resultan de dicho momento se transfieren a través de los pies 35, 36 de la estructura 17 de soporte al bastidor 13 de asentamiento. No hay un solo soporte puntual de los cojinetes 26, 27 directamente en el bastidor 13 de asentamiento. Por tanto, es necesario que todas las fuerzas fluyan a través de los pies 35, 36.
Al mismo tiempo, los alojamientos 24, 25 de cojinete y por tanto los cojinetes 26, 27 son de fácil acceso desde el exterior, por ejemplo, para realizar labores de mantenimiento, tal como reemplazar sellos en los cojinetes 26, 27.
La figura 4 ilustra un método para ensamblar la disposición 7 de cojinetes de las figuras 2 y 3.
En una primera etapa 100, se hace que el árbol 9 principal se mantenga de pie en vertical con su eje 8 de árbol orientado verticalmente. Por ejemplo, en esta posición, el árbol 9 principal se mantiene de pie sobre su brida 12 que sirve como pie en una planta de producción.
En una etapa 200, los cojinetes 26, 27 se calientan cada uno y luego se mueven, desde arriba hacia abajo a lo largo del eje 8 de árbol hacia sus ubicaciones respectivas. En estas ubicaciones, los cojinetes 26, 27 se enfrían y de ese modo se contraen térmicamente sobre el árbol 9 principal. Para este fin, el cojinete 26 inferior tiene un diámetro interior mayor que el cojinete 27 superior.
En una etapa 300, el alojamiento 24 de cojinete se ajusta al cojinete 26 inferior.
En una etapa 400, se baja la estructura 17 de soporte desde arriba (que se mantiene ahí por ejemplo con una grúa) hacia abajo a lo largo del eje 8 de árbol hasta que la cara 22 inferior llega a apoyarse contra el alojamiento 24 de cojinete. Por ejemplo, en esta posición, el alojamiento 24 de cojinete inferior se conecta mediante los pernos 32 a la estructura 17 de soporte (etapa 500).
En una etapa 600, el alojamiento 25 de cojinete superior se ajusta al cojinete 27 superior. En este momento, el alojamiento 25 de cojinete superior se apoya contra la cara 23 superior de la estructura 17 de soporte. A continuación, el alojamiento 25 de cojinete superior se fija con pernos, mediante los pernos 32, a la estructura 17 de soporte (etapa 700).
En una etapa 800, la unidad compuesta por el árbol 9 principal, la estructura 17 de soporte, los alojamientos 24, 25 de cojinete y los cojinetes 26, 27 se coloca en una posición horizontal y se eleva sobre el bastidor 13 de asentamiento. En esta posición, los pies 35, 36 de la estructura 17 de soporte se fijan con pernos, mediante los pernos 37, al bastidor 13 de asentamiento. A continuación, el acoplamiento 10 se ajusta al árbol 9 principal. Entonces, la caja 11 de engranajes se monta en el bastidor 13 de asentamiento y se conecta al acoplamiento 10.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Disposición (7) de cojinetes para una turbina (1) eólica, que comprende un bastidor (13) de asentamiento, una estructura (17) de soporte montada en el bastidor (13) de asentamiento, un árbol (9), cojinetes (26, 27) que soportan el árbol (9) de manera rotatoria alrededor de un eje (8) de árbol, y alojamientos (24, 25) de cojinete que soportan uno de los cojinetes (26, 27) respectivamente, en la que los alojamientos (24, 25) de cojinete están montados en caras (22, 23) opuestas de la estructura (17) de soporte, orientándose las caras (22, 23) hacia la dirección axial (x, -x) con respecto al eje (8) de árbol, caracterizado porque los alojamientos (24, 25) de cojinete están conectados exclusivamente al bastidor (13) de asentamiento a través de la estructura (17) de soporte.
  2. 2. Disposición de cojinetes según la reivindicación 1, en la que las caras (22, 23) están dispuestas en extremos (18, 19) opuestos de la estructura (17) de soporte.
  3. 3. Disposición de cojinetes según la reivindicación 1 ó 2, en la que las caras (22, 23) están orientadas en sentido opuesto a un centro geométrico (G) de la estructura (17) de soporte.
  4. 4. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que los alojamientos (24, 25) de cojinete están fijados con pernos a las caras (22, 23), preferiblemente con pernos (32) que se extienden paralelos al eje (8) de árbol.
  5. 5. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el árbol (9) se extiende a través de la estructura (17) de soporte.
  6. 6. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que una sección transversal de la estructura (17) de soporte tomada en una línea en una dirección perpendicular al eje (8) de árbol tiene una geometría cerrada.
  7. 7. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la estructura (17) de soporte tiene aberturas (21) radiales.
  8. 8. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la estructura (17) de soporte está compuesta por hierro fundido.
  9. 9. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que los alojamientos (24, 25) de cojinete están compuestos por acero.
  10. 10. Disposición de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la estructura (17) de soporte está conectada al bastidor de asentamiento mediante uno o más pies (35, 36).
  11. 11. Turbina (1) eólica que comprende la disposición (7) de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 10.
  12. 12. Turbina eólica según la reivindicación 11, que comprende además un rotor (2) y un generador (38), en la que el árbol (8) de la disposición (7) de cojinetes conecta el rotor (2) con el generador (38).
  13. 13. Método para ensamblar la disposición (7) de cojinetes según una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende
    a) hacer (100) que el árbol (9) se mantenga de pie con su eje (8) de árbol orientado verticalmente, y
    b) bajar (400, 500, 700) la estructura (17) de soporte sobre el árbol (9) y montar los alojamientos (24, 25) de cojinete en las caras (22, 23) opuestas de la estructura (17) de soporte.
  14. 14. Método según la reivindicación 13, en el que, antes de la etapa b), los cojinetes (26, 27) se montan en el árbol (9) orientado verticalmente, en particular mediante contracción térmica.
  15. 15. Método según la reivindicación 14, en el que uno primero de los alojamientos (24, 25) de cojinete se monta en uno inferior de los cojinetes (26, 27), la estructura (17) de soporte se baja sobre el árbol (9) sobre el primero de los alojamientos (24, 25) de cojinete, uno segundo de los alojamientos (24, 25) de cojinete se monta en uno superior de los cojinetes (27) y/o el segundo de los alojamientos (24, 25) de cojinete se monta en la estructura (17) de soporte.
ES19198673T 2018-10-01 2019-09-20 Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes Active ES2904643T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/148,299 US20200102939A1 (en) 2018-10-01 2018-10-01 Bearing arrangement for a wind turbine, wind turbine and method for manufacturing a wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2904643T3 true ES2904643T3 (es) 2022-04-05

Family

ID=67998344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19198673T Active ES2904643T3 (es) 2018-10-01 2019-09-20 Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200102939A1 (es)
EP (1) EP3633190B1 (es)
CN (1) CN110966149A (es)
DK (1) DK3633190T3 (es)
ES (1) ES2904643T3 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12098709B2 (en) 2020-11-30 2024-09-24 Miba Gleitlager Austria Gmbh Method for assembling a rotor bearing of a wind turbine
AT524318B1 (de) * 2020-11-30 2022-05-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Gleitlagerung, sowie eine mit der Gleitlagerung ausgestattete Gondel für eine Windkraftanlage
DE102021106620A1 (de) * 2021-03-18 2022-09-22 Nordex Energy Se & Co. Kg Rotorlagergehäuse und Windenergieanlage
EP4102061A1 (en) 2021-06-10 2022-12-14 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Support assembly
CN114483498B (zh) * 2022-01-24 2025-03-18 金风科技股份有限公司 用于风力发电机组的轴系结构以及风力发电机组
CN118327917B (zh) * 2024-05-07 2025-04-25 天津工业大学 一种风力发电机组及其主轴轴承座

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101206017B1 (ko) * 2010-06-24 2012-11-28 삼성중공업 주식회사 풍력발전장치용 동력전달 유닛
CN102889181B (zh) * 2011-01-21 2014-07-30 中科恒源科技股份有限公司 一种抗强风小型风力发电机
WO2013152850A1 (de) * 2012-04-13 2013-10-17 Eolotec Gmbh Lageranordnung sowie verfahren zur einstellung der vorspannung einer lageranordnung
CN104364521B (zh) * 2012-06-10 2017-06-06 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机的主轴承装置
WO2014002296A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置の軸系組立て方法及び軸系組立て治具
CN203756724U (zh) * 2013-12-26 2014-08-06 荣昌县永荣双明机械厂 地滚
US10443572B2 (en) * 2016-01-27 2019-10-15 General Electric Company System and method for removing or installing a main shaft of a wind turbine
JP6251794B1 (ja) * 2016-11-04 2017-12-20 三菱重工業株式会社 再生可能エネルギー型発電装置及びその組み立て方法
WO2018153418A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-30 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine main rotor arrangement having means to prevent angular creep of outer bearing ring

Also Published As

Publication number Publication date
US20200102939A1 (en) 2020-04-02
EP3633190A1 (en) 2020-04-08
CN110966149A (zh) 2020-04-07
DK3633190T3 (da) 2022-01-31
EP3633190B1 (en) 2022-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2904643T3 (es) Disposición de cojinetes para una turbina eólica, turbina eólica y método para ensamblar la disposición de cojinetes
CN102052262B (zh) 风力涡轮机舱的构造
ES2554538T3 (es) Tren de transmisión para una turbina eólica
JP5224553B2 (ja) タービンロータおよび発電所
EP2458209B1 (en) A wind turbine and a method for pitching a blade of a wind turbine
ES2540783T3 (es) Conjunto de guiñada para uso en turbinas eólicas
ES2354828T3 (es) Cojinete principal de una turbina eólica.
EP3460238B1 (en) Wind turbine
CN102374114B (zh) 用于风力涡轮的轮毂和安装风力涡轮的方法
ES2941796T3 (es) Sistema de orientación para una turbina eólica
US8698336B2 (en) Wind turbine rotor and wind turbine
ES2617973B1 (es) Aerogenerador con un tren de potencia modular
EP2933476B1 (en) Reinforced pitch bearing of a wind turbine
ES2636743T3 (es) Buje para una turbina eólica
EP3653870B1 (en) Pitch bearing arrangement
JP7600100B2 (ja) ローター軸受ハウジング、及びローター軸受ハウジングを備える風力タービン
ES2901303T3 (es) Turbina eólica
US8480369B2 (en) Rotor head of wind power generator and wind power generator
TW202132685A (zh) 用於風力渦輪機之風力渦輪機葉片的根部總成、風力渦輪機葉片及風力渦輪機
KR20140038521A (ko) 풍력 터빈을 위한 나셀 메인 프레임 구조 및 구동열 조립체
EP2609328A1 (en) Wind power plant structure
US9938959B2 (en) Hub and bearing system and a turbine comprising the hub and bearing system
US11454220B2 (en) Bearing arrangement for a wind turbine and wind turbine
AU2008331350B2 (en) Rotor head of wind power generator and wind power generator
JP2004150314A (ja) 風車装置の設置構造