ES2930173T3

ES2930173T3 - Turbina eólica que comprende un sistema de cojinete de guiñada

Info

Publication number: ES2930173T3
Application number: ES17769497T
Authority: ES
Inventors: Carsten Bendix Sørensen
Original assignee: Envision Energy Denmark ApS
Current assignee: Envision Energy Denmark ApS
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2022-12-07
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: PL3433491T3; EP3433491B1; CN109072885B; US20190113026A1; EP3433491A4; DK179077B1; DK201670170A1; EP3433491A1; US10781797B2; CN109072885A; WO2017162250A1

Abstract

La invención se refiere a una turbina eólica que comprende una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales y un método para reemplazar una almohadilla de tal unidad de cojinete de guiñada. La unidad de cojinete de guiñada comprende una estructura de pinza dividida en una parte superior y una parte inferior, donde la parte inferior se puede desmontar sin desmontar también la parte superior. Se proporciona una almohadilla superior entre un reborde que proporciona soporte para una góndola y un bastidor principal de la góndola. Una almohadilla radial está dispuesta sobre una superficie radial de la parte superior y hace contacto con un elemento de tope ubicado en cualquiera de los extremos de la parte superior. Una almohadilla inferior ajustable está dispuesta en un orificio pasante en la parte inferior y se puede reemplazar a través de una abertura inferior en la parte inferior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Turbina eólica que comprende un sistema de cojinete de guiñada

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una turbina eólica que comprende una torre de turbina eólica, una góndola con un armazón principal, y un engranaje anular y una pestaña arreglados en la torre de turbina eólica, el engranaje anular está configurado para acoplarse a al menos una unidad de accionamiento configurada para virar la góndola con respecto a la torre de la turbina eólica, en donde el armazón principal se puede deslizar soportado en la pestaña por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales arregladas uno con relación a la otra, la unidad de cojinete de guiñada comprende una estructura de calibrador de guiñada configurada para que se monte en el armazón principal, en donde una almohadilla superior está dispuesta entre el armazón principal y la pestaña, y en donde una almohadilla radial y una almohadilla inferior se proyectan desde la estructura de calibrador y entran en contacto con la pestaña.

Antecedentes de la invención

Ya se conoce el método de uso de un sistema de cojinete deslizante de guiñada al virar la góndola con respecto a la torre de turbina eólica, en donde el armazón principal de la góndola se puede deslizar soportado por una pestaña provista en la parte superior de la torre de turbina eólica. La góndola se vira por medio de motores que, a su vez, hacen que la superficie inferior del armazón principal se deslice a lo largo de una superficie deslizante sobre una almohadilla deslizante en la pestaña. El sistema de cojinete es un sistema de pre-tensión ajustable que aplica de forma continua un par torsional de freno en la pestaña por medio de fricción. Estos sistemas pasivos a menudo se configuran como unidades grandes y pesadas que son difíciles de manejar. Estos sistemas pasivos también son costosos de fabricar y son costosos y requieren mucho tiempo de servicio. Otro sistema de frenado de guiñada se usa para frenar el movimiento de guiñada de la góndola y mantener la góndola en una posición angular deseada. Este sistema de frenado de guiñada podrá utilizar un disco de freno y los correspondientes calibradores de freno para aplicar una fuerza de frenado a la góndola.

EP 1571334 A1 describe una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales arregladas entre la torre de turbina eólica y el armazón principal de la góndola. Cada unidad de cojinete comprende una almohadilla superior arreglada entre el armazón principal y la pestaña de soporte y una estructura de calibrador en forma de L montada en el armazón principal. Una almohadilla radial está colocada entre la superficie de extremo radial de la pestaña y una pata que se extiende axialmente de la estructura de calibrador. Una almohadilla ajustable inferior está arreglada en una pata que se extiende radialmente de la estructura de calibrador. La estructura de calibrador está hecha de una sola pieza grande y pesada y se debe retirar para proporcionar acceso a las almohadillas individuales. Esto requiere mucho tiempo y se suma a los costos totales del servicio. Elementos de fijación separados están arreglados entre dos unidades de cojinete adyacentes y montados en el armazón, en donde cada elemento de fijación individual entra en contacto con los conjuntos adyacentes de almohadillas radiales y superiores y los mantiene en su lugar durante el viraje. Estos elementos de fijación se suman a la complejidad y costos de las unidades de cojinete.

EP 2447531 A1 describe varias realizaciones de un sistema de cojinetes deslizantes de guiñada. En una realización, una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales se distribuye a lo largo de la circunferencia de la pestaña. Cada unidad de cojinete de guiñada tiene una estructura de calibrador en forma de L montada en el armazón principal de la góndola. Una almohadilla deslizante superior se coloca entre el armazón principal y la pestaña, mientras que una almohadilla deslizante ajustable se coloca en la pata que se extiende radialmente de la estructura de calibrador. Una pluralidad de elementos de rodillo ajustables se arregla en la pata que se extiende axialmente de la estructura de calibrador. Los elementos de rodillo requieren un mantenimiento regular para evitar el bloqueo de su movimiento de rotación que se suma a los costos totales de servicio. En segundo lugar, la estructura de calibrador requiere un mecanizado complejo para permitir el montaje de los elementos de rodillo que, a su vez, se suma a los costos totales de las unidades de cojinete. En tercer lugar, la estructura de calibrador está hecha de una sola pieza y se debe retirar para proporcionar acceso a los elementos de rodillo y las almohadillas deslizantes.

EP 2447531 A1 describe además en otra realización que una única unidad de cojinete se extiende a lo largo de toda la circunferencia del engranaje anular, en donde la estructura de calibrador de este tiene una porción en forma de anillo superior y una porción en forma de anillo inferior. La porción superior está montada en el armazón principal y la porción inferior está montada en la porción superior. La pestaña se coloca entre las patas que se extienden radialmente de la estructura de calibrador en forma de U y las almohadillas deslizantes se arreglan en lados opuestos de estas patas radiales. Los elementos de rodillo son elementos de rodillo no ajustables y están arreglados entre las patas radiales. El uso de elementos de rodillo requiere un mantenimiento regular y un mecanizado complejo de la estructura de calibrador como se mencionó anteriormente. La estructura de calibrador en forma de anillo forma un artículo grande y pesado que es difícil de manejar y aumenta el peso total de la unidad de cojinete.

DE 202011102602 U1 describe una unidad de cojinete de tiro de guiñada que comprende una estructura de calibrador en forma de U. En una realización, la estructura de calibrador está formada por una sola pieza que define las patas radiales. En otra realización, la estructura de calibrador se monta en una placa que se extiende radialmente que tiene un corte o rebaje en el que se arregla la almohadilla superior. La placa está situada entre el armazón principal de la góndola y la estructura de calibrador. La almohadilla radial está arreglada en una placa de presión, ambas fijadas a una superficie radial de la estructura de calibrador por medio de pernos y tornillos. Esto reduce el área de superficie de contacto en la dirección radial y, a su vez, aumenta la presión sobre la superficie radial. Esto aumenta el riesgo de que la almohadilla radial se exprima durante la guiñada y de que el borde de pestaña roce contra las cabezas de los pernos, lo que podría romper las cabezas de los pernos.

Objeto de la invención

Un objeto de la invención es proporcionar un sistema de cojinete de guiñada que resuelva los problemas mencionados anteriormente.

Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de cojinete de guiñada que tenga una mejorada resistencia a la fatiga y extrema.

Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de cojinete de guiñada que tenga un riesgo reducido de que la almohadilla radial se exprima entre el calibrador y el engranaje de guiñada.

Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de cojinete de guiñada que optimice los costos de mantenimiento del sistema de cojinete de guiñada, así como reemplazar las almohadillas deslizantes.

Otro objeto de la invención es proporcionar un método rápido y simple para reemplazar una almohadilla radial del sistema de cojinete de guiñada.

Descripción de la invención

Como se mencionó anteriormente, la invención comprende una turbina eólica que comprende una torre de turbina eólica, una góndola con un armazón principal, un engranaje anular y una pestaña provista en la parte superior de la torre de turbina eólica, el engranaje anular está configurado para engranar al menos una unidad de accionamiento para virar la góndola con respecto a la torre de turbina eólica, la pestaña tiene una superficie superior de pestaña, una superficie inferior de pestaña y una superficie radial de pestaña, el armazón principal tiene una superficie inferior de armazón principal orientada hacia la superficie superior de pestaña, en donde el armazón principal se puede deslizar soportado en la pestaña por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales arregladas una respecto a la otra, cada unidad de cojinete de guiñada comprende una estructura de calibrador separada, la estructura de calibrador tiene una porción superior con una superficie superior de la porción superior y una porción inferior con una superficie superior de la porción inferior; la porción superior tiene una superficie radial de la porción superior frente a la superficie radial de la pestaña y una superficie superior de la porción inferior frente a la superficie inferior de la pestaña, en donde al menos una almohadilla superior está arreglada entre la superficie superior de la pestaña y la superficie inferior del armazón principal, en donde al menos una almohadilla radial está arreglada entre la superficie radial de la pestaña y la superficie radial de la porción superior, en donde la por lo menos una almohadilla radial tiene un borde inferior que entra en contacto con la superficie superior de la porción inferior y se extiende a lo largo de toda la longitud de la superficie radial de la porción superior.

Esto proporciona un sistema de cojinete de guiñada mejorado que es más barato de fabricar y menos costoso de mantener. El sistema de cojinete de guiñada también ahorra peso de las unidades de cojinete de guiñada individuales en comparación con otras unidades de cojinete de guiñada convencionales, lo que facilita el manejo. La presente configuración permite además reemplazar y/o reparar las almohadillas radiales e inferiores sin tener que desmontar toda la estructura de calibrador. El presente sistema de cojinete de guiñada es adecuado para cualquier tipo de turbina eólica que utilice un engranaje anular y un sistema de frenado de guiñada pasivo. La presente configuración también es adecuada para su uso en turbinas eólicas con cargas aumentadas.

Al menos una almohadilla superior y al menos una almohadilla inferior están arregladas con respecto a los lados opuestos de la pestaña. Al menos una almohadilla adicional, es decir, la almohadilla radial, está arreglada con respecto a una superficie de extremo de la pestaña. La almohadilla radial está dispuesta ventajosamente en una porción o pata que se extiende axialmente de la estructura de calibrador. La almohadilla inferior está arreglada ventajosamente, al menos parcialmente, en una porción o pata que se extiende radialmente de la estructura de calibrador. Las fuerzas radiales que actúan sobre la almohadilla radial debido al movimiento radial de la góndola se transfieren a la pestaña y, a su vez, a la torre de la turbina eólica. Este desplazamiento radial con respecto a un eje central de la torre de turbina eólica puede ser causado por el viento que actúa sobre el rotor o cuando la góndola está girando. La almohadilla radial evita el contacto de metal a metal entre la estructura de calibrador y la pestaña y también reduce el desplazamiento radial.

La pestaña se puede formar como un componente separado arreglado con respecto al engranaje anular y montado en la torre de turbina eólica. De manera alternativa, la pestaña puede ser una parte integrada del engranaje anular. El engranaje anular puede tener una pluralidad de dientes configurados para acoplarse a dientes complementarios en una o más unidades de accionamiento, por ejemplo, en un engranaje de piñón conectado a un motor de guiñada respectivo. La pestaña se extiende hacia el interior en dirección radial hacia el eje central de la torre de turbina eólica. Los dientes del engranaje anular pueden estar orientados en la misma dirección radial o en la dirección opuesta. La unidad de accionamiento puede ser cualquier unidad de accionamiento adecuada capaz de virar la góndola con respecto a la torre de turbina eólica. Por lo tanto, el engranaje anular puede actuar como un engranaje de guiñada en donde la unidad de accionamiento vire la góndola con respecto a la torre de turbina eólica y, opcionalmente, aplica un par torsional de frenado a la góndola.

De acuerdo con una realización, la unidad de cojinete de guiñada comprende además al menos un elemento de tope extraíble configurado para montarse en al menos una superficie lateral de la porción superior, en donde al menos una almohadilla radial se extiende a lo largo de toda la longitud de la superficie radial de la porción superior.

La estructura de calibrador, por ejemplo, la porción superior, puede comprender una superficie radial orientada hacia una superficie radial correspondiente, es decir, una superficie de extremo en la pestaña. Adicionalmente, la estructura de pinza puede tener dos superficies laterales opuestas orientadas, cada una orientada hacia una unidad de cojinete de guiñada adyacente. Un elemento de proyección se puede arreglar en un borde superior de la superficie radial de la estructura de calibrador. Este elemento de proyección puede tener un perfil alargado y puede actuar como un resalto para la almohadilla radial. El elemento de proyección puede tener una altura, ancho y longitud predeterminados. Un rebaje configurado para recibir y sostener la almohadilla radial se puede formar adyacente a este elemento de proyección. El rebaje se puede extender a lo largo de toda la longitud (en la circunferencia o dirección tangencial) de la superficie radial. Este rebaje se puede extender además desde una superficie inferior del elemento de proyección a un borde inferior de la superficie radial. La almohadilla radial puede tener un ancho y longitud predeterminados correspondientes al ancho y longitud del rebaje. Esto aumenta el área de superficie total para la almohadilla radial que, a su vez, reduce la fuerza que actúa sobre el elemento de tope. Esto reduce aún más el desgaste de la almohadilla radial y reduce el riesgo de que la almohadilla radial se exprima durante el guiñada.

La almohadilla radial de un sistema de cojinete de guiñada convencional se coloca en un rebaje formado en la superficie radial y se fija por medio de tornillos a la estructura de calibrador. En otros sistemas convencionales de cojinete de guiñada, la almohadilla radial se fija mediante tornillos a una placa de presión que rodea toda la circunferencia de las almohadillas radiales. Ambas soluciones reducen el área total de la superficie de contacto, aumentando así la fuerza que actúa sobre los resaltos o tornillos. Esto aumenta el riesgo de que la almohadilla radial se exprima o los tornillos fallen.

Al menos un elemento de tope se puede arreglar con respecto a uno o ambos bordes laterales de la superficie radial. El elemento de tope puede ser un elemento de tope extraíble configurado para montarse a una superficie lateral de la estructura de calibrador, por ejemplo, a la porción superior. El elemento de tope se puede montar en la estructura de calibrador por medio de tornillos, pernos u otros sujetadores adecuados. El elemento de tope puede entrar en contacto con un borde lateral de la almohadilla radial cuando se monta y puede tener una superficie de extremo radial orientada hacia la pestaña cuando se monta. Esta superficie de extremo puede estar al ras o colocar en una posición retraída con respecto a una superficie de extremo radial del elemento de proyección. La almohadilla radial puede tener un espesor que se extiende más allá de la profundidad del rebaje. Esto evita que la almohadilla radial se deslice más allá del borde de la estructura de calibrador en la dirección de la circunferencia. La retracción de las superficies de extremo del elemento de tope y el elemento de proyección evita que la superficie radial de la pestaña entre en contacto de metal a metal con estas superficies de extremo cuando la almohadilla radial se desgasta.

La distancia o espacio libre entre las dos superficies radiales opuestas de la estructura de pestaña y calibrador se puede seleccionar para asegurar un acoplamiento adecuado entre el engranaje anular y la unidad de accionamiento. Esto se puede lograr mediante el diseño óptimo del sistema de cojinete de guiñada y la pestaña mediante simulaciones o mediante el equipamiento de la estructura de calibrador con un mecanismo de ajuste para ajustar la fuerza de pre-tensión de la almohadilla radial.

De acuerdo con una realización, la estructura de calibrador comprende una porción superior que se extiende en una dirección axial y una porción inferior extraíble que se extiende en una dirección radial cuando se monta, en donde la porción superior está configurada para montarse en el armazón principal y la porción inferior está configurada para montarse en la porción superior.

La estructura de calibrador se puede mecanizar en la forma deseada en lugar de moldearse en la forma deseada como cuando se usa convencionalmente. Esto a su vez elimina la necesidad de un molde, lo que ahorra costos de fabricación y tiempo de fabricación. Esto permite además un control mejorado en el proceso de fabricación ya que la formación de vacíos y escoria en la estructura de calibrador se puede reducir, lo que resulta en menos artículos rechazados.

La estructura de calibrador se divide en dos o más porciones que se pueden fabricar y manipular individualmente durante el montaje y servicio. La presente estructura de calibrador, es decir, las porciones individuales de la misma, tiene una configuración simplificada que a su vez mejora la resistencia a la fatiga y extrema de la presente unidad de cojinete de guiñada. La estructura de calibrador puede estar hecha de un material de alta resistencia, tal como acero estructural u otros materiales adecuados, que se pueden mecanizar, por ejemplo, cortar, en la configuración deseada. Esto reduce los costos del sistema de cojinete de guiñada. Las estructuras de calibrador convencionales están hechas de un material más costoso, tal como hierro fundido, moldeado en la configuración deseada.

La presente configuración también elimina cualquier tensión de filete ya que la estructura de calibrador se divide en al menos dos porciones. Esto también permite una mayor distancia entre la pestaña y la estructura de calibrador que, a su vez, reduce el riesgo de interferencia. Los sistemas de cojinete de guiñada convencionales con una sola estructura de calibrador en forma de L tienen un filete ubicado en la intersección entre las dos patas que forma un punto caliente de tensión.

De acuerdo con una realización, esta porción inferior comprende al menos un agujero de paso conectado a una primera abertura en la superficie superior de la porción inferior y una segunda abertura en una superficie inferior de la porción inferior, en donde al menos una almohadilla inferior está al menos parcialmente posicionada dentro del al menos un agujero de paso y está en contacto con la superficie inferior de la pestaña, la al menos una almohadilla inferior es accesible a través de la segunda abertura.

Las fuerzas axiales que actúan sobre la pestaña debido al peso de la góndola, y en parte el rotor, se transfieren a la pestaña a través de la almohadilla superior. Los momentos de inclinación que actúan sobre el rotor y, a su vez, sobre la góndola, se transfieren posteriormente a la pestaña a través de la almohadilla inferior y la almohadilla superior.

La almohadilla inferior puede estar formada por una sola almohadilla, una pluralidad de almohadillas secundarias individuales o una combinación de las mismas. La estructura de calibrador, por ejemplo, la porción inferior, puede comprender uno o más agujeros de paso distribuidos a lo largo de la longitud de la estructura de calibrador. Cada agujero de paso se puede extender en una dirección axial entre dos aberturas opuestas en la estructura de calibrador. Las almohadillas inferiores se pueden disponer en cada agujero de paso individual y al menos se extienden parcialmente hacia afuera en la dirección axial hacia la pestaña cuando se montan. Las almohadillas inferiores pueden estar conectadas a medios de sujeción, por ejemplo, un buje tratado u otro elemento de sujeción adecuado, configurado para montar la almohadilla inferior a la estructura de calibrador o un mecanismo de ajuste como se describe más adelante. Luego, la almohadilla inferior se puede colocar en una posición predeterminada con respecto a la estructura de calibrador.

La porción inferior, la porción superior, el engranaje anular y/o la pestaña se pueden recubrir con una capa anticorrosiva para evitar la corrosión de las partes metálicas. La capa anticorrosiva puede ser zinc, aleación de zinc, aluminio, aleación de aluminio, epoxi, poliuretano u otro material o aleación adecuado.

De acuerdo con una realización, al menos una de la almohadilla radial, almohadilla inferior o almohadilla superior está conectada a un mecanismo de ajuste configurado para ajustar una fuerza de pre-tensión de esa almohadilla.

El mecanismo de ajuste se puede colocar y montar directamente dentro del agujero de paso o arreglar en un alojamiento externo que, a su vez, se puede montar en la estructura de calibrador. Por lo tanto, se puede acceder a la almohadilla inferior y al mecanismo de ajuste a través de una abertura inferior en la estructura de calibrador sin tener que retirar toda la estructura de calibrador. Esto permite una reducción significativa del tiempo total de servicio y reduce los costos totales de servicio.

Se forma un rebaje en los sistemas convencionales de cojinete de guiñada en los que se colocan la almohadilla inferior y el mecanismo de ajuste. Se forma un pequeño agujero de paso debajo del rebaje en donde el árbol del perno ajustable se inserta desde el lado opuesto de la estructura de calibrador. Para reemplazar la almohadilla inferior y el mecanismo de ajuste, se debe eliminar toda la estructura de calibrador, lo que aumenta significativamente el tiempo total de servicio y los costos generales de servicio.

El mecanismo de ajuste se puede configurar para ajustar la fuerza de pre-tensión de la almohadilla inferior que a su vez define la fuerza de fricción aplicada por la almohadilla inferior en la pestaña. El mecanismo de ajuste puede comprender un elemento de soporte, por ejemplo, una cabeza de pistón, en la que se arregla la almohadilla inferior. El elemento de soporte se puede conectar además a un elemento de árbol, por ejemplo, una varilla de pistón, configurada para entrar en contacto con un elemento ajustable en una posición de tope. Un elemento de muelle, por ejemplo, un muelle de Belleville, se puede arreglar entre el elemento de soporte y el elemento ajustable para desviar la almohadilla inferior hacia la pestaña. El elemento ajustable puede comprender medios, por ejemplo, una cabeza de perno, para acoplar una herramienta externa. El elemento ajustable se puede montar en la estructura de calibrador, por ejemplo, mediante un acoplamiento tratado ubicado en la superficie lateral del elemento ajustable y el agujero de paso, respectivamente. Opcionalmente, al menos el elemento de muelle puede sumergirse parcial o totalmente en un lubricante, tal como aceite o grasa, para evitar la corrosión. Esto permite que el mecanismo de ajuste y la almohadilla inferior se monten y desmonten en partes o como una unidad combinada. El mecanismo de ajuste se puede equipar adicionalmente con medios de bloqueo opcionales para evitar que el elemento ajustable se afloje.

Un manguito opcional se puede arreglar con respecto al elemento de soporte y la almohadilla inferior, en donde el elemento de soporte y la almohadilla inferior se pueden mover en una dirección axial a lo largo del manguito. El manguito puede estar hecho de o estar recubierto con un material de baja fricción, tal como politetrafluoroetileno similar a fluoropolímero u otro material adecuado. Esto proporciona una superficie antiadherente para que la almohadilla inferior se mueva, lo que reduce la cantidad de fuerza necesaria para mover la almohadilla inferior.

De acuerdo con una realización, esta estructura de calibrador comprende al menos dos filas de elementos de montaje, por ejemplo, agujeros de montaje, para el montaje en el armazón principal.

Las porciones inferior y superior de la estructura de calibrador pueden comprender dos o más filas de elementos de montaje arreglados con respecto a las almohadillas inferiores. Los elementos de montaje pueden ser agujeros de montaje para recibir elementos de sujeción separados, tal como pernos, tornillos o elementos de sujeción adecuados. Cada fila puede comprender dos, tres, cuatro o más elementos de montaje. Se pueden usar otros tipos de elementos de montaje. Estos elementos de montaje permiten que la estructura de calibrador se monte en elementos de montaje o sujetadores complementarios en el armazón principal. Esto permite que las fuerzas que actúan sobre la estructura de calibrador se distribuyan sobre los elementos de sujeción individuales. Esto elimina cualquier punto caliente en la estructura de calibrador que de otro modo resultaría en estrés adicional, lo que potencialmente hace que la estructura de calibrador falle. Esto también mejora el factor phi de perno y aumenta el factor de seguridad de deslizamiento en comparación con una sola fila de elementos de montaje. Esto permite además una mayor fuerza de pre-tensión total en comparación con una sola fila de pernos.

Un tercer conjunto de elementos de montaje, por ejemplo, agujeros de montaje, se puede arreglar en las porciones superiores para recibir elementos de sujeción adicionales, tal como pernos, tornillos o similares. El tercer conjunto puede comprender dos, tres, cuatro o más elementos de montaje. Esto permite que las porciones inferior y superior se monten y desmonten individualmente.

De acuerdo con una realización, esta estructura de calibrador tiene una distancia radial medida entre una almohadilla inferior y un elemento de montaje, por ejemplo, un agujero de montaje, para el montaje en el armazón principal, en donde la distancia radial es de entre 80 milímetros y 100 milímetros.

La presente configuración permite reducir la distancia, medida en la dirección radial entre un eje central de una almohadilla inferior y un eje central de un elemento de montaje en una fila adyacente. La distancia se puede reducir a un intervalo de 80 milímetros a 100 milímetros. Esto reduce la excentricidad y la fuerza de perno cuando la estructura de calibrador se somete a cargas más pesadas debido al viento. Esto también permite un ancho reducido del sistema de cojinete de guiñada y un ancho reducido de la pestaña.

De acuerdo con una realización, una cantidad de unidades de cojinete de guiñada se distribuyen a lo largo de la circunferencia de la pestaña, siendo el número entre 15 y 25.

La presente configuración permite además aumentar el número de unidades de cojinete de guiñada individuales a lo largo de la circunferencia de la pestaña. Esto se puede lograr reduciendo el número de almohadillas inferiores individuales en cada unidad de cojinete de guiñada. El número se puede reducir de 7 o más a un intervalo de 2 a 6. Esto permite reducir el peso de cada unidad de cojinete de guiñada en comparación con los sistemas de cojinete de guiñada convencionales. La porción inferior y superior, incluidas las almohadillas respectivas, pueden tener cada una un peso de 40 kilogramos a 60 kilogramos. Esto ahorra material y permite un servicio más fácil así como un manejo más fácil. Esto también reduce la longitud y el costo de cada unidad de cojinete de guiñada.

Los sistemas de cojinete de guiñada convencionales a menudo tienen al menos siete almohadillas inferiores individuales que requieren una gran cantidad de material, lo que, a su vez, se suma al costo y peso total de cada unidad de cojinete de guiñada. Estas unidades grandes y pesadas son difíciles de manejar y dar servicio, particularmente si una o más almohadillas tienen que ser reemplazadas.

De acuerdo con una realización especial, la por lo menos una almohadilla superior está formada por una única almohadilla hecha de polímero termoplástico, la única almohadilla tiene:

- una longitud de 120 milímetros a 500 milímetros, medida a lo largo de una línea de arco central,

- un ancho de 100 milímetros a 250 milímetros, siendo el ancho medido perpendicular a la línea de arco central, y/o - un espesor de 15 milímetros a 20 milímetros, siendo el espesor medido perpendicularmente a la línea de arco central y al ancho.

Las fuerzas que actúan sobre la almohadilla superior se deben transferir a la pestaña a través de los resaltos que rodean la almohadilla superior. Un problema conocido con las almohadillas superiores convencionales es la tensión superficial generada durante el guiñada. El método para resolver este problema, al reducir el tamaño de la almohadilla superior, ya se conoce. Por lo tanto, los sistemas de cojinete de guiñada convencionales utilizan cinco o más almohadillas superiores individuales pequeñas dispuestas a lo largo de la longitud de la unidad de cojinete de guiñada. Sin embargo, esto reduce el área de superficie total, lo que conduce a un aumento de la presión y el desgaste en cada almohadilla superior. Las almohadillas superiores convencionales pueden, por ejemplo, estar hechas de un material compuesto que consiste en epoxi, carbono y algunos aditivos de freno y deslizamiento. Sin embargo, estas almohadillas superiores se producen mediante el uso de un proceso de fabricación complejo y costoso que aumenta el costo de cada almohadilla superior.

La presente configuración permite aumentar el área de superficie total de la almohadilla superior. Esto se puede lograr mediante la formación de una única almohadilla superior continua que tiene un espesor, ancho y longitud óptimos. La almohadilla superior se puede colocar en un rebaje formado en la superficie superior de la pestaña en donde el espesor se extiende más allá de la profundidad del rebaje. Un sistema de lubricante opcional se puede usar para lubricar la superficie deslizante de la almohadilla superior, en donde el sistema de control de turbina eólica puede controlar la operación del sistema de lubricante. Este sistema de lubricante es conocido por un experto en la técnica y no se describirá en detalle. Esto aumenta la superficie total, lo que, a su vez, reduce la presión y el desgaste en la almohadilla superior. Esto también permite optimizar la forma para reducir las vibraciones y el ruido por deslizamiento.

La almohadilla inferior, la almohadilla radial y/o la almohadilla superior pueden estar hechas ventajosamente de un polímero termoplástico, tal como poliéster, poliuretano, poliamida, tereftalato de polietileno (PETP, por sus siglas en inglés) u otro material adecuado. Estos materiales tienen muy alta resistencia al desgaste y tienen un bajo coeficiente de fricción. Esta presente configuración elimina la necesidad de una placa portadora en la que se ubica la almohadilla superior o una placa para mantener la almohadilla superior en su lugar. Esto reduce los costos de la unidad de cojinete de guiñada y elimina el riesgo de que la placa portadora o limitadora entren en contacto de metal a metal con la pestaña. Esto también permite un espacio libre reducido entre el armazón principal y la pestaña, ya que no se requiere ninguna placa portadora o limitadora.

Las pruebas han demostrado que el mejor efecto se logra si la almohadilla superior tiene un espesor de 15 milímetros a 20 milímetros, una longitud de 120 milímetros a 500 milímetros y un ancho de 100 milímetros a 25o milímetros. La longitud se mide a lo largo de una línea de arco central de la almohadilla superior, el ancho se mide perpendicular a la línea de arco y el espesor se mide perpendicular a la línea de arco y el ancho. Esto proporciona una forma óptima para la almohadilla superior como se mencionó anteriormente.

La forma óptima se puede determinar usando la presión de borde máxima permitida de la almohadilla superior. Este valor máximo permitido se puede insertar en la siguiente ecuación que luego se puede resolver para el espesor, el ancho y la longitud respectivos:

4 - MXV- H ’ L .

P = ------- y ------- i n 6

max D 2 ■ n-w- d

Donde P^maxes la presión máxima permitida del borde de la almohadilla superior medida en megapascales, M^xyes el momento de inclinación medido en kilonewton-metro, p es el coeficiente de fricción de la almohadilla superior, L es la longitud de la almohadilla superior medida en milímetros, D es el diámetro de la superficie deslizante medida en milímetros, w es el ancho de la almohadilla superior medida en milímetros, y d es la profundidad del rebaje en el que se coloca la almohadilla superior. El diámetro de la superficie deslizante se puede determinar como el diámetro promedio de la superficie superior del anillo de guiñada, por ejemplo, la pestaña. La profundidad indica el espesor ubicado en el rebaje, es decir, la parte de la almohadilla superior incrustada o ubicada dentro del rebaje.

La invención también comprende un método para reemplazar una almohadilla de una unidad de cojinete deslizante de guiñada de una turbina eólica, la turbina eólica comprende una torre de turbina eólica, una góndola con un armazón principal, un engranaje anular y una pestaña provista en la parte superior de la torre de turbina eólica, el engranaje anular está configurado para engranar al menos una unidad de accionamiento para virar la góndola con respecto a la torre de turbina eólica, la pestaña tiene una superficie superior de pestaña, una superficie inferior de pestaña y una superficie radial de pestaña, el bastidor principal tiene una superficie inferior de armazón principal frente a la superficie superior de pestaña, en donde el armazón principal se puede deslizar soportado en la pestaña por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales arregladas una respecto a la otra, cada unidad de cojinete de guiñada comprende una estructura de calibrador separada que tiene una porción superior con una superficie superior de la porción superior y una porción inferior con una superficie superior de la porción inferior; la porción superior que tiene una superficie radial de la porción superior orientada hacia la superficie radial de la pestaña y una superficie superior de la porción inferior orientada hacia la superficie inferior de la pestaña, en donde al menos una almohadilla radial se arregla entre la superficie radial de la pestaña y la superficie radial de la porción superior, en donde el método comprende los pasos de:

- desmontar una porción inferior de la estructura de calibrador,

- retirar una almohadilla radial vieja moviendo esta almohadilla radial vieja en una dirección axial con respecto a la superficie radial de la porción superior,

- mover una nueva almohadilla radial a su posición mediante el movimiento de la nueva almohadilla radial en la dirección axial opuesta con respecto a la superficie radial de la porción superior, y

- volver a montar la porción inferior de la estructura de calibrador.

La presente configuración descrita anteriormente proporciona una unidad de cojinete de guiñada simple y barata que es fácil de manejar y fácil de mantener. La presente configuración también proporciona un método rápido y simple para reemplazar almohadillas desgastadas o dañadas en la unidad de cojinete de guiñada en comparación con los métodos convencionales.

Si se necesita servicio o reemplazo de la almohadilla radial, la porción inferior de la estructura de calibrador se desmonta inicialmente utilizando una herramienta externa. Luego, la porción inferior se retira para proporcionar acceso a la almohadilla radial antigua. La vieja almohadilla radial se retira tirando de ella en una dirección axial hacia abajo, es decir, lejos de la góndola. Uno o ambos elementos de tope se pueden aflojar opcionalmente antes de retirar la almohadilla radial antigua. Se proporciona una nueva almohadilla radial y se empuja hacia el rebaje moviéndola en la dirección axial opuesta. La porción inferior se reposiciona con respecto a la porción superior y luego se vuelve a montar usando la herramienta externa. Opcionalmente, uno o ambos elementos de tope se pueden apretar antes o después de volver a montar la porción inferior de la estructura de calibrador. Esto permite un reemplazo rápido y simple de la almohadilla radial, mientras que los métodos convencionales requieren que se retire toda la estructura de calibrador para obtener acceso a la almohadilla radial.

Después de retirar la almohadilla radial vieja, la superficie radial de la porción superior se puede limpiar y preparar opcionalmente para la nueva almohadilla radial.

Los métodos convencionales requieren que se retire toda la estructura de calibrador porque la almohadilla radial se fija por medio de tornillos que solo son accesibles desde una dirección radial. Típicamente, la almohadilla radial convencional se mantiene en su lugar mediante una pluralidad de tornillos distribuidos a lo largo de todo el borde periférico de la almohadilla. Sin embargo, estos tornillos forman puntos calientes de tensión y evitan la deformación de la almohadilla radial en la circunferencia y las direcciones axiales. La almohadilla radial actual no se fija a lo largo del borde periférico y, por lo tanto, permite que se deforme en la circunferencia y las direcciones axiales más libremente, de acuerdo con las fuerzas y momentos que actúan sobre la almohadilla radial.

La invención comprende adicionalmente un método para reemplazar una almohadilla de una unidad de cojinete de guiñada de una turbina eólica, la turbina eólica comprende una torre de turbina eólica, una góndola con un armazón principal, un engranaje anular y una pestaña provista en la parte superior de la torre de turbina eólica, el engranaje anular está configurado para engranar al menos una unidad de accionamiento para virar la góndola con respecto a la torre de turbina eólica, la pestaña tiene una superficie superior de pestaña, una superficie inferior de pestaña y una superficie radial de pestaña, el bastidor principal tiene una superficie inferior de armazón principal frente a la superficie superior de pestaña, en donde el armazón principal se puede deslizar soportado en la pestaña por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales arregladas una respecto a la otra, cada unidad de cojinete de guiñada comprende una estructura de calibrador separada que tiene una porción superior con una superficie superior de la porción superior y una porción inferior con una superficie superior de la porción inferior; la porción superior que tiene una superficie radial de la porción superior orientada hacia la superficie radial de la pestaña y una superficie superior de la porción inferior orientada hacia la superficie inferior de la pestaña, en donde al menos una almohadilla radial se arregla entre la superficie radial de la pestaña y la superficie radial de las porciones superiores, en donde el método comprende los pasos de:

- desmontar un elemento de tope colocado adyacente a una almohadilla radial antigua,

- retirar la almohadilla radial vieja moviendo esta almohadilla radial vieja en una dirección tangencial con respecto a la superficie radial de la porción superior, la dirección tangencial que está perpendicular a una dirección radial en un plano definido por las unidades de cojinete de guiñada,

- mover una nueva almohadilla radial a su posición mediante el movimiento de la nueva almohadilla radial en la dirección tangencial opuesta con respecto a la superficie radial de la porción superior, y

- volver a montar el elemento de tope.

Si se necesita servicio o reemplazo de la almohadilla radial, uno de los elementos de tope se desmonta inicialmente para proporcionar acceso a la almohadilla radial antigua utilizando una herramienta externa. Luego, la almohadilla radial antigua se retira tirando en una dirección lateral, es decir, en una circunferencia o dirección tangencial en sentido de las manecillas del reloj o en el sentido contrario a las manecillas del reloj. Se proporciona una nueva almohadilla radial y se empuja hacia el rebaje moviéndola en la dirección circunferencial opuesta. El elemento de tope se reposiciona con respecto a la estructura de calibrador y finalmente se vuelve a montar utilizando la herramienta externa.

Esto permite un reemplazo rápido y simple de la almohadilla radial, , mientras que los métodos convencionales requieren que se retire toda la estructura de calibrador para obtener acceso a la almohadilla radial. En los sistemas de cojinete de guiñada convencionales, la almohadilla radial se coloca en un rebaje donde el resalto bloquea el movimiento radial de la almohadilla radial, lo que no permite un reemplazo lateral de la almohadilla radial.

En una realización, el método comprende además los pasos de:

- desmontar una almohadilla inferior vieja,

- retirar esta almohadilla inferior antigua a través de una abertura en una superficie inferior de la porción inferior de la estructura de calibrador, la superficie inferior de la porción inferior está opuesta a la superficie superior de la porción inferior,

- mover una nueva almohadilla inferior a su posición a través de la abertura en la superficie inferior de la porción inferior, - volver a montar la nueva almohadilla inferior.

Cuando se necesita el servicio o reemplazo de la almohadilla inferior, se puede acceder simplemente a la almohadilla inferior respectiva a través de la abertura inferior en la estructura de calibrador sin quitar la estructura de calibrador. La almohadilla inferior se puede desmontar usando otra herramienta externa y luego se puede remover a través de la abertura inferior. La almohadilla inferior antigua se puede reemplazar después por una nueva almohadilla inferior. La nueva almohadilla inferior se puede insertar en el agujero a través de la abertura inferior y luego se puede volver a montar usando la herramienta externa. Esto permite un reemplazo muy rápido y simple de la almohadilla inferior, mientras que los métodos convencionales requieren que se retire toda la estructura de calibrador para obtener acceso a la almohadilla inferior.

En una realización adicional, el método comprende además los siguientes pasos:

- desmontar la almohadilla inferior antigua mediante el desmontaje de una parte de un mecanismo de ajuste antiguo conectado a la almohadilla inferior antigua, retirar adicionalmente una parte restante del mecanismo de ajuste antiguo a través de la abertura, mover adicionalmente una parte de un nuevo mecanismo de ajuste conectado a la nueva almohadilla inferior a su posición a través de la abertura, y volver a montar la nueva almohadilla inferior mediante el montaje de una parte restante del nuevo mecanismo de ajuste.

En otra realización adicional, el método comprende además los siguientes pasos:

- desmontar la almohadilla inferior vieja mediante el desmontaje de una parte de un mecanismo de ajuste conectado a la almohadilla inferior vieja, retirar adicionalmente una parte restante del mecanismo de ajuste a través de la abertura, reemplazar la almohadilla inferior vieja con la nueva almohadilla inferior, mover adicionalmente la parte restante del mecanismo de ajuste a su posición a través de la abertura, y volver a montar la nueva almohadilla inferior mediante el nuevo montaje de la parte del mecanismo de ajuste.

Si la almohadilla inferior se conecta a un mecanismo de ajuste, entonces una parte, por ejemplo, el elemento ajustable, del mecanismo de ajuste se puede desmontar inicialmente usando la herramienta externa. Luego se pueden remover las partes restantes del mecanismo de ajuste junto con la almohadilla inferior vieja a través de la abertura inferior, por ejemplo, usando otra herramienta. Alternativamente, la almohadilla inferior antigua y el mecanismo de ajuste se pueden desmontar y retirar como una unidad. Se puede proporcionar una almohadilla inferior y un nuevo mecanismo de ajuste y volver a montarlos en orden inverso. La almohadilla inferior y el nuevo mecanismo de ajuste, excepto una parte correspondiente, se pueden insertar a través de la abertura inferior. La única parte del nuevo mecanismo de ajuste finalmente se puede volver a montar en la estructura de calibrador utilizando la herramienta externa. De manera alternativa, la nueva almohadilla inferior y el mecanismo de ajuste se pueden insertar y volver a montar como una unidad. Opcionalmente, la fuerza de pre-tensión de la almohadilla inferior se puede ajustar a través del elemento ajustable después de ser montado. Esto también permite un reemplazo muy rápido y simple de la almohadilla inferior, mientras que los métodos convencionales requieren que se retire toda la estructura de calibrador para obtener acceso a la almohadilla inferior y al mecanismo de ajuste.

En lugar de reemplazar también el antiguo mecanismo de ajuste con un nuevo mecanismo de ajuste, la almohadilla inferior vieja simplemente se puede retirar del mecanismo de ajuste y reemplazarse por una nueva almohadilla inferior. La almohadilla inferior, por ejemplo, la nueva almohadilla inferior, se puede unir al elemento de soporte por medio de un adhesivo. El adhesivo puede ser, por ejemplo, un adhesivo de un componente o un adhesivo de dos componentes, tal como un adhesivo de metacrilato. También se pueden usar otros tipos de adhesivos adecuados. El adhesivo se puede seleccionar de modo que tenga buenas propiedades de adhesión al material, material compuesto o aleación de la almohadilla inferior y/o del elemento de soporte. El adhesivo puede, por ejemplo, tener una resistencia al corte de al menos 35 megapascales [MPa] dentro de un intervalo de temperatura de -30 °C a 100 °C. Esto reduce aún más los costos de servicio y el tiempo total de servicio.

El elemento de soporte puede tener una superficie plana, semiesférica, semielipsoidal u otra superficie conformada adecuada sobre la cual se puede disponer la almohadilla inferior. De manera alternativa, se puede formar un rebaje en la superficie en la que se puede disponer la almohadilla inferior, al menos parcialmente. El adhesivo se puede distribuir sobre esta superficie, por ejemplo, aplicarse a las superficies laterales e inferiores del rebaje.

Cuando se necesita servicio o reemplazo de la almohadilla superior, la estructura de calibrador se puede desmontar inicialmente para proporcionar acceso a la almohadilla superior. El armazón principal y, por lo tanto, la góndola se puede elevar en una posición temporal ubicada por encima de la torre de turbina eólica utilizando medios de elevación o levantamiento adecuados, por ejemplo, una grúa externa. Luego se puede retirar la almohadilla superior antigua, por ejemplo, en una dirección radial principalmente hacia el interior. Se puede proporcionar una nueva almohadilla superior e insertarse en el rebaje, por ejemplo, en la dirección radial opuesta. El armazón principal y, por lo tanto, la góndola se puede bajar hacia su posición inicial hasta que se apoye de nuevo en la nueva almohadilla superior. Opcionalmente, el sistema de lubricante se puede desacoplar antes de retirar la almohadilla superior antigua y luego volver a acoplarse después de colocar la nueva almohadilla superior. La estructura de calibrador finalmente se puede colocar con respecto a la pestaña y volver a montarse en el armazón principal.

Descripción de las figuras

Una realización de la invención ahora se describirá, solamente a manera de ejemplo, con referencia a las figuras anexas en las cuales:

Figura 1 muestra una turbina eólica de ejemplo que comprende un sistema de cojinete de guiñada,

Figura 2 muestra un sistema de cojinete de guiñada convencional,

Figura 3 muestra una realización ejemplar del sistema de cojinete de guiñada de acuerdo con la invención,

Figura 4 muestra la estructura de calibrador de dos unidades de cojinete de guiñada adyacentes,

Figura 5 muestra una primera realización de un método para reemplazar la almohadilla radial de acuerdo con la invención, Figura 6 muestra una segunda realización del método para reemplazar la almohadilla radial,

Figura 7 muestra un método para reemplazar la almohadilla inferior de acuerdo con la invención,

Figura 8 muestra una vista en sección transversal de una primera realización de la unidad de cojinete de guiñada de acuerdo con la invención, y

Figura 9 muestra una vista en sección transversal de una segunda realización de la unidad de cojinete de guiñada de acuerdo con la invención.

En el siguiente texto, las figuras se describirán una por una, y las diferentes partes y posiciones que se ven en las figuras se numerarán con los mismos números en las diferentes figuras. No todas las partes y posiciones indicadas en una figura específica se analizarán necesariamente junto con esa figura.

Lista de números de posición

1. Turbina eólica

2. Torre

3. Góndola

4. Rotor

5. Centro

6. Palas de turbina eólica

7. Sistema de cojinete de guiñada

8. Armazón principal

9. Estructura de calibrador

10. Engranaje anular

11. Engranaje de piñón

12. Unidad de accionamiento

13. Pestaña

14. Almohadilla superior

15. Almohadilla radial

16. Almohadilla inferior

17. Unidades de cojinete de guiñada

18. Almohadilla superior

19. Estructura de calibrador

20. Porción superior

21. Porción inferior

22. Elementos de montaje

23. Superficie superior de porción superior

24. Pista

25. Superficie radial de porción superior

26. Almohadilla radial

27. Elementos de tope

28. Superficie lateral de estructura de calibrador

29. Rebaje

30. Dirección tangencial

31. Elemento de proyección

32. Superficie superior de porción inferior

33. Dirección axial

34. Almohadillas inferiores

35. Agujeros de paso

36. Superficie inferior de porción inferior

37. Mecanismo de ajuste

38. Elemento ajustable

39. Superficie superior de pestaña

40. Superficie inferior de armazón principal

41. Superficie radial de pestaña

42. Superficie inferior de pestaña

43. Elemento de soporte

44. Elemento de árbol

45. Elemento de muelle

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra una realización de ejemplo de una turbina eólica 1, de acuerdo con la invención, que comprende una torre de turbina eólica 2 dispuesta sobre una base. La base se muestra aquí como una base costera, pero también se puede usar una base lejos de la costa. Una góndola 3 se dispone en la torre de turbina eólica 2 a través de un sistema de cojinete de guiñada (que se muestra en las figuras 2 y 3). Un rotor 4 está arreglado de forma giratoria con respecto a la góndola 3 y comprende un centro 5 montado en al menos dos palas de turbina eólica 6, por ejemplo, a través de un sistema de cojinete de cabeceo.

Las palas de turbina eólica 6 se muestran aquí como palas de turbina eólica de largo alcance, pero también se pueden usar palas de turbina eólica de paso parcial. La pala de turbina eólica de paso parcial comprende una sección de pala interna y una sección de pala externa, en donde el sistema de cojinete de cabeceo está arreglado entre las dos secciones de pala.

La figura 2 muestra un sistema de cojinete de guiñada convencional 7 dispuesto entre la torre de turbina eólica 2 y la góndola 3. Aquí, solo se muestra una parte de un armazón principal 8 de la góndola 3 con fines ilustrativos. El armazón principal 8 está conectado a una estructura de calibrador en forma de U 9 que forma dos patas que se extiende radialmente frente a la torre del turbina eólica 2. La estructura de calibrador 9 se muestra aquí como parte del armazón principal 8, sin embargo, la estructura de calibrador 9 puede ser una estructura separada montada en la superficie inferior del armazón principal 8.

La torre de turbina eólica 2 se monta en un engranaje anular 10 que tiene una pluralidad de dientes configurados para acoplarse a una pluralidad de dientes complementarios de un engranaje de piñón 11 que se conecta de forma giratoria a una unidad de accionamiento 12, por ejemplo, un motor de guiñada. Aquí se muestran dos conjuntos de unidades de accionamiento 12 y engranajes de piñón 11. El engranaje anular 10 comprende además una pestaña 13 que se extiende en una dirección radial. La pestaña 13 está situada entre las patas que se extienden radialmente de la estructura de calibrador 9. Una almohadilla superior 14, una almohadilla radial 15 y una almohadilla inferior 16 se arreglan en la estructura de calibrador 9 y están orientadas hacia la pestaña 13 como se muestra en la figura 2 . La estructura de calibrador 9 es capaz de deslizarse a lo largo de las superficies externas de la pestaña a través de las almohadillas respectivas 14, 15, 16.

La figura 3 muestra una realización de ejemplo del sistema de cojinete de guiñada, de acuerdo con la invención, que comprende una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales 17 distribuidas a lo largo de la circunferencia de la pestaña 13. Aquí, los dientes de acoplamiento están arreglados en el lado exterior del engranaje anular 10 mientras que la pestaña se extiende hacia el interior hacia un eje central de la torre de turbina eólica 2.

Cada unidad de cojinete de guiñada 17 está configurada como una unidad separada que está separada de una unidad de cojinete de guiñada adyacente 17. Cada unidad de cojinete de guiñada 17 comprende una almohadilla superior 18 arreglada con respecto a la pestaña 13.

Un número predeterminado de unidades de cojinete de guiñada 17 se distribuyen a lo largo de la circunferencia de la pestaña 13. Aquí, se muestran veinte unidades de cojinete de guiñada 17, sin embargo, esta cantidad se puede aumentar o reducir dependiendo de la aplicación deseada. Esto reduce el momento de inclinación y la fuerza axial que actúa sobre cada unidad de cojinete de guiñada, y reduce el peso y los costos de cada unidad de cojinete de guiñada.

La figura 4 muestra la estructura de calibrador 19 de dos unidades de cojinete de guiñada adyacentes 17 en donde cada estructura de calibrador 19 tiene una estructura en forma de L. La estructura de calibrador 19 se divide en una porción superior 20 que se extiende en una dirección axial y una porción inferior 21 que se extiende en una dirección radial. Las porciones inferior y superior 20, 21 comprenden un primer conjunto de elementos de montaje 22, aquí se muestra cuatro, en la forma de agujeros de montaje para recibir elementos de sujeción separados, tal como pernos, (que se muestran en las figuras 8 y 9). Los elementos de montaje 22 se extienden desde una superficie superior 23 de la porción superior 20 hasta una superficie inferior de la superficie inferior de la porción inferior 21. La parte superior 20 comprende además un segundo conjunto de elementos de montaje 22' para recibir otro conjunto de elementos de sujeción.

Al menos una pista 24 está arreglada opcionalmente en la superficie superior 23, en donde esta pista 24 se extiende a lo largo de la longitud de la respectiva unidad de cojinete de guiñada 17. El armazón principal 8 comprende opcionalmente al menos un rebaje complementario para recibir la pista 24 como se muestra en las figuras 8 y 9. La pista 24 y el rebaje complementario se utilizan para colocar las unidades de cojinete de guiñada individuales 17 correctamente con respecto a la pestaña 13, y también evitan que las unidades de cojinete de guiñada 17 se muevan en una dirección radial.

La estructura de calibrador 19, por ejemplo, la porción superior 20, tiene una superficie radial 25 orientada hacia la pestaña 13 como se muestra en las figuras 8 y 9. Se forman una rebaje y un elemento alargado saliente en la superficie radial 25 como se muestra en las figuras 5 y 6. Una almohadilla radial 26 está arreglada en el rebaje como se muestra en la figura 4. Un par de elementos de tope 27 está dispuesto en lados opuestos de la almohadilla radial 26. Los elementos de tope 27 son elementos de tope extraíbles montados en una superficie lateral 28 de la estructura de calibrador 19, por ejemplo, la porción superior. Esto evita que la almohadilla radial 26 se mueva en una dirección de circunferencia durante la giñada.

La figura 5 muestra una primera realización de un método para reemplazar la almohadilla radial 26, en donde se accede a la almohadilla radial 26 desde una dirección lateral o tangencial. En caso de que se requiera reemplazo, por ejemplo, debido al desgaste u otras condiciones, uno de los elementos de tope 27 se desmonta y se retira. Luego, la almohadilla radial vieja 26 se saca del rebaje 29 en la dirección tangencial (indicada por la flecha 30). Una nueva almohadilla radial 26 se empuja hacia el rebaje 29 en la dirección opuesta hasta que alcanza el contacto con el otro elemento de tope 27. El elemento de tope 27 luego se reposiciona y se vuelve a montar en la estructura de calibrador 19. Esto permite un reemplazo simple y rápido de la almohadilla radial sin tener que quitar primero la estructura de calibrador.

Como se muestra claramente en las figuras 5 y 6, el rebaje 29 se extiende a lo largo de toda la longitud de la superficie radial 25. El rebaje 29 se extiende además desde el elemento de proyección 31 hasta el borde más inferior de la porción superior 20 en la dirección axial. La almohadilla radial 26 entra en contacto con el elemento de proyección 31, los elementos de tope 27 y la superficie superior 32 de la porción inferior 21 como se indica claramente en la figura 4 . Esto aumenta el área de superficie total de la almohadilla radial 26, lo que, a su vez, reduce la presión de borde aplicada a los elementos de tope 27.

La figura 6 muestra una segunda realización del método para reemplazar la almohadilla radial 26, en donde se accede a la almohadilla radial 26 desde la dirección axial. En el caso de que se requiera reemplazo, por ejemplo, debido al desgaste u otras condiciones, la porción inferior 21 de la estructura de calibrador 19 se desmonta y retira. Luego, la almohadilla radial vieja 26 se saca del rebaje 29 en la dirección axial (indicada por la flecha 33). Una nueva almohadilla radial 26 se empuja hacia el rebaje 29 en la dirección opuesta hasta que alcanza el contacto con el otro elemento de proyección 31. La porción inferior 21 se reposiciona y se vuelve a montar en la porción superior 20 de la estructura de calibrador 19. Esto también permite un reemplazo simple y rápido de la almohadilla radial, ya que solo se debe quitar primero una parte de la estructura de calibrador.

La figura 7 muestra un método para reemplazar la almohadilla inferior 34, en donde se accede a la almohadilla inferior 34 a través de una abertura en una superficie inferior de la porción inferior. La porción inferior 21 comprende una cantidad de agujeros de paso 35 en los que las almohadillas inferiores individuales 34 se arreglan al menos parcialmente. Los agujeros de paso 35 se extienden desde la superficie superior 32 a la superficie inferior 36 de la porción inferior 21. La almohadilla inferior 34 está conectada a un mecanismo de ajuste 37 configurado para ajustar la fuerza de pre-tensión de la almohadilla inferior 34 como se indica en las figuras 8 y 9. El mecanismo de ajuste 37 comprende un elemento ajustable 38 en forma de una cabeza de perno. El mecanismo de ajuste 37 se coloca en el agujero de paso 35 y se puede acoplar mediante una herramienta externa desde el lado inferior de la estructura de calibrador 19.

En el caso de que se requiera un reemplazo, por ejemplo, debido al desgaste u otras condiciones, el elemento ajustable 38 se desmonta y se retira. Las partes restantes del mecanismo de ajuste 37 y la almohadilla inferior antigua 34 luego se retiran mediante la abertura (que se muestra en las figuras 8 y 9) en la superficie inferior 36. La almohadilla inferior anterior 34 se remueve de un elemento de soporte (que se muestra en las figuras 8 y 9) del mecanismo de ajuste 37 y se coloca una nueva almohadilla inferior 34 en el elemento de soporte, por ejemplo, usando un adhesivo. La nueva almohadilla inferior 34 y la parte restante mencionada anteriormente luego se reposicionan dentro del agujero de paso 35 a través de la abertura en la superficie inferior 36. Finalmente, el elemento ajustable 38 se reposiciona y se vuelve a montar en la porción inferior 21. Esto permite que la almohadilla inferior 34 se reemplace sin tener que retirar primero la estructura de calibrador.

Las figuras 8 y 9 muestran una vista en sección transversal de una primera y una segunda realización de la unidad de cojinete de guiñada 17, en donde la almohadilla superior 18 está dispuesta en un rebaje (no se muestra) en la superficie superior 39 de la pestaña 13. Además, la almohadilla superior 18 está en contacto deslizable con una superficie inferior 40 del armazón principal 8. La almohadilla radial 26 está en contacto deslizable con una superficie radial 41 de la pestaña 13. La almohadilla inferior 34 está en contacto deslizable con una superficie inferior 42 de la pestaña 13.

La almohadilla superior 18 se forma como una única almohadilla continua hecha de polímero termoplástico que tiene una longitud, ancho y espesor óptimos. Los resultados de las pruebas han demostrado que se logra un equilibrio óptimo entre la presión de borde de la almohadilla superior 18 y la forma de la almohadilla superior 18 cuando la almohadilla superior 18 tiene una longitud de 120 milímetros a 500 milímetros, un ancho de 100 milímetros a 250 milímetros y un espesor de 15 milímetros a 20 milímetros.

El mecanismo de ajuste 37 tiene un elemento de soporte 43 en el que se ubica la almohadilla inferior 34. El elemento de soporte 43 está conectado además a un elemento de árbol 44 configurado para entrar en contacto con el elemento ajustable 38 y, por lo tanto, limitar el movimiento axial hacia abajo de la almohadilla inferior 34. Un elemento de muelle 45 está arreglado entre el elemento de soporte 43 y el elemento ajustable 38 y está configurado para desviar el movimiento axial hacia abajo de la almohadilla inferior 34.

Los elementos de montaje 22 en la estructura de calibrador 19 se pueden arreglar en una fila como se muestra en las figuras 4 y 8. La unidad de cojinete de guiñada 17 tiene una distancia, L, medida en la dirección radial entre un eje central de una almohadilla inferior 34 y un eje central de un elemento de montaje 22. Esta distancia L define un brazo de momento (indicado por la flecha F en la figura 9 ) para transferir momentos de inclinación desde la góndola 3 a la torre de turbina eólica 2 a través de la pestaña 13.

Los elementos de montaje 22 se pueden arreglar ventajosamente en dos filas como se muestra en las figuras 3 y 9. La distancia L' a un elemento de montaje adyacente 22 se reduce entonces a un intervalo de 80 milímetros a 100 milímetros. Esta configuración permite reducir la excentricidad y las fuerzas individuales del perno que, a su vez, permiten reducir el ancho de la unidad de cojinete de guiñada 17 y el ancho de la pestaña 13.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una turbina eólica (1) que comprende una torre de turbina eólica (2), una góndola (3) con un armazón principal (8), un engranaje anular (10) y una pestaña (13) provista en la parte superior de la torre de turbina eólica (2), el engranaje anular (10) está configurado para engranar al menos una unidad de accionamiento (12) para virar la góndola (3) con respecto a la torre de turbina eólica (2), la pestaña (13) tiene una superficie superior de la pestaña (39), una superficie inferior de la pestaña (42) y una superficie radial de la pestaña (41), el armazón principal (8) tiene una superficie inferior del armazón principal (40) orientada hacia la superficie superior de la pestaña (39), donde el armazón principal(8) se puede deslizar soportado en la pestaña (13) por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales (17) arregladas una respecto a la otra, cada unidad de cojinete de guiñada (17) comprende una estructura de calibrador separada (19), la estructura de calibrador que tiene una porción superior (20) con una superficie superior de la porción superior (23) y una porción inferior (21) con una superficie superior de la porción inferior (32); la porción superior (20) que tiene una superficie radial de la porción superior (25) frente a la superficie radial de la pestaña (41) y una superficie superior de la porción superior (23) frente a la superficie inferior del armazón principal (40), donde al menos una almohadilla superior (18) está arreglada entre la superficie superior de la pestaña (39) y la superficie inferior del armazón principal (40), donde al menos una almohadilla radial (26) está arreglada entre la superficie radial de la pestaña (41) y la superficie radial de la porción superior (25) de la estructura de calibrador (19), la por lo menos una almohadilla radial (26) tiene un borde inferior en contacto con la superficie superior de la porción inferior (32) y se extiende a lo largo de toda la longitud de la superficie radial de la porción superior (25) y se caracteriza porque la unidad de cojinete de guiñada (17) comprende además al menos un elemento de tope extraíble (27) configurado para que se monte en al menos una superficie lateral de la porción superior (20).

2. Una turbina eólica (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada en que la porción superior (20) se extiende en una dirección axial y una porción inferior extraíble (21) se extiende en una dirección radial cuando se monta, donde la porción superior (20) está configurada para que se monte en el armazón principal (8) y la porción inferior (21) está configurada para que se monte en la porción superior (20).

3. Una turbina eólica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada en que la porción inferior (21) comprende al menos un agujero de paso (35) conectado a una primera abertura en la superficie superior de la porción inferior (32) y una segunda abertura en una superficie inferior de la porción inferior (36), donde al menos una almohadilla inferior (34) está al menos parcialmente posicionada dentro del por lo menos un agujero de paso (35) y está en contacto con la superficie inferior de la pestaña (42), siendo accesible la al menos una almohadilla inferior (34) a través de la segunda abertura.

4. Una turbina eólica (1) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada en que al menos una de las almohadillas inferiores (34) está conectada a un mecanismo de ajuste configurado para ajustar una fuerza de pre-tensión de esa al menos una almohadilla inferior (34).

5. Una turbina eólica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada en que la estructura de calibrador (19) comprende al menos dos filas de elementos de montaje (22), por ejemplo, agujeros de montaje, para su montaje en el armazón principal (8).

6. Una turbina eólica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada en que la estructura de calibrador (19) tiene una distancia radial, L, medida en la dirección radial entre un eje central de una almohadilla inferior (34) y un eje central de un elemento de montaje (22), donde la distancia radial está entre 80 milímetros y 100 milímetros.

7. Una turbina eólica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada en que una cantidad de unidades de cojinete de guiñada (17) están distribuidas a lo largo de la circunferencia de la pestaña (13), el número está entre 15 y 25.

8. Una turbina eólica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada en que la al menos una almohadilla superior (18) está formada por una sola almohadilla hecha de polímero termoplástico, la única almohadilla tiene al menos:

- un ancho de 100 milímetros a 250 milímetros, siendo el ancho medido perpendicular a la línea de arco central, o

- un espesor de 15 milímetros a 20 milímetros, siendo el espesor medido perpendicularmente a la línea de arco central y al ancho.

9. Un método para reemplazar una almohadilla de una unidad de cojinete de guiñada (17) de una turbina eólica (1), la turbina eólica (1) que comprende una torre de turbina eólica (2), una góndola (3) con un armazón principal (8), un engranaje anular (10) y una pestaña (13) provista en la parte superior de la torre de turbina eólica (2), el engranaje anular (10) está configurado para engranar al menos una unidad de accionamiento (12) para virar la góndola (3) con respecto a la torre de turbina eólica (2), la pestaña (13) tiene una superficie superior de pestaña (39), una superficie inferior de pestaña (42) y una superficie radial de pestaña (41), el armazón principal (8) tiene una superficie inferior de armazón principal (40) orientada hacia la superficie superior de pestaña (39), donde el armazón principal (8) es deslizable, soportado en la pestaña (13) por una pluralidad de unidades de cojinete de guiñada individuales (17), arregladas una con relación a la otra, cada unidad de cojinete de guiñada (17) comprende una estructura de calibrador separada (19) que tiene una porción superior (20) con una superficie superior de la porción superior (23) y una porción inferior (21) con una superficie superior de la porción inferior (32); la porción superior (20) tiene una superficie radial de porción superior (25) orientada hacia la superficie radial de pestaña (41), y una superficie superior de porción superior (23) orientada hacia la superficie inferior de armazón principal (40), donde al menos una almohadilla radial (26) está arreglada entre la superficie radial de pestaña (41) y la superficie radial de porción superior (25), donde el método comprende los pasos de:

- desmontar un elemento de tope (27) colocado adyacente a una almohadilla radial antigua (26),

- retirar la almohadilla radial vieja (26) moviendo la almohadilla radial vieja (26) en una dirección tangencial (30) con respecto a la superficie radial de la porción superior (25), la dirección tangencial (30) está perpendicular a una dirección radial en un plano definido por las unidades de cojinete de guiñada (17),

- mover una nueva almohadilla radial (26) a su posición moviendo la nueva almohadilla radial (26) en la dirección tangencial opuesta (30) con respecto a la superficie radial de la porción superior (25), y

- volver a montar el elemento de tope (27).