ES2940779T3

ES2940779T3 - Conjunto de tren de potencia para una turbina eólica

Info

Publication number: ES2940779T3
Application number: ES18835109T
Authority: ES
Inventors: Ian Wilson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: EP3655647A4; US20190024776A1; EP3655647B1; EP3655647A1; DK3655647T3; WO2019018596A1; CN110914533B; US10619721B2; CN110914533A

Abstract

Un conjunto de transmisión para una turbina eólica incluye un eje principal, un cojinete acoplado operativamente a un extremo del eje principal, un alojamiento de cojinete que rodea al cojinete y una caja de engranajes que tiene, al menos, una corona dentada. La corona dentada se coloca adyacente al alojamiento del cojinete e incluye una superficie circunferencial exterior. El conjunto de transmisión también incluye al menos un elemento flexible dispuesto en una interfaz entre el alojamiento del cojinete y la corona dentada. Como tal, el o los miembros flexibles están configurados para reducir las vibraciones generadas por la caja de engranajes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de tren de potencia para una turbina eólica

Campo

[0001] La presente invención se refiere en general a turbinas eólicas, y más en particular a un conjunto de tren de potencia para una turbina eólica que tiene vibraciones generadas por la caja de engranajes reducidas.

Antecedentes

[0002] La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles actualmente, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna típicamente incluye una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. La góndola incluye un conjunto de rotor acoplado a la caja de engranajes y al generador. El conjunto del rotor y la caja de engranajes se montan en una bancada situada dentro de la góndola. Más específicamente, en muchas turbinas eólicas, la caja de engranajes se monta en la bancada por medio de uno o más brazos o soportes de par de torsión. La una o más palas de rotor captan energía cinética del viento usando principios de perfil alar conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una caja de engranajes o, si no se usa una caja de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede distribuir en una red de suministro.

[0003] Más específicamente, la mayoría de turbinas eólicas disponibles comercialmente utilizan trenes de potencia engranados de múltiples fases para conectar las palas de turbina a generadores eléctricos. El viento gira las palas de turbina, que hacen girar un eje lento. El eje lento se acopla a un eje de entrada de una caja de engranajes, que tiene un eje de salida de mayor velocidad conectado a un generador. Por tanto, el tren de potencia engranado tiene como objetivo incrementar la velocidad del movimiento mecánico del viento.

[0004] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, se ilustra una vista en perspectiva de un tren de potencia convencional 30. Como se muestra, el tren de potencia 30 incluye una caja de engranajes convencional 32 que incluye uno o más engranajes y/o trenes de engranajes (no mostrados) para proporcionar conversiones de velocidad y/o par de torsión del rotor al generador 24. Por ejemplo, una caja de engranajes típica puede incluir un sistema de engranajes que tiene uno o más engranajes planetarios exteriores que giran alrededor de un engranaje o piñón central. Los engranajes planetarios se montan típicamente en un brazo o portador móvil que puede rotar por sí mismo con respecto al piñón central.

[0005] Además, como se muestra, la caja de engranajes 32 típicamente también incluye una corona dentada 34 configurada para engranar con los engranajes planetarios.

[0006] Con el tiempo, las cargas operativas normales y las fuerzas del viento actúan sobre los componentes de turbina eólica descritos anteriormente y pueden someter los componentes a diversas vibraciones, deformaciones y/o distorsiones. Por tanto, el tren de potencia 30 de una turbina eólica moderna se monta típicamente en la bancada 36 con uno o más componentes elásticos configurados entre ellos para absorber diversas fuerzas y vibraciones que actúan sobre la turbina eólica en un esfuerzo por evitar daños. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, el tren de potencia convencional 30 típicamente incluye uno o más componentes elásticos 33 (por ejemplo, en la interfaz 35) configurados entre el brazo de par de torsión 38 de la caja de engranajes 32 y la bancada 36.

[0007] Sin embargo, las turbinas eólicas convencionales requieren que se transfieran cargas de par de torsión muy altas desde la corona dentada 34 a la carcasa de rodamiento 37 antes de pasar a través de la carcasa de rodamiento 37 a través de los componentes elásticos 33 en la interfaz 35 hacia la bancada 36. Como tal, una junta atornillada 39 entre la corona dentada 34 y la carcasa de rodamiento 37 está altamente cargada. Además, para algunas turbinas eólicas modernas, se están utilizando caja de engranajes más compactas para controlar los costes y el peso de turbinas eólicas de megavatios mayores. Estas caja de engranajes compactas transmiten el par de torsión a través de bridas atornilladas que tienen pasadores de seguridad. Sin embargo, las bridas con mayor carga de par de torsión para el mismo diámetro están provocando que la tecnología de transmisión de par de torsión tradicional alcance sus límites funcionales. Además, la junta 39 entre la corona dentada 31 y la carcasa de rodamiento 37 para caja de engranajes compactas es más difícil de diseñar que las caja de engranajes convencionales. El documento WO 2018/188692 A l describe una transmisión planetaria (fecha de publicación 10/18/2018, fecha de prioridad 04/12/2017); el documento US 9.206.787 B2 describe una turbina eólica, el documento W02006000214 A1 describe una turbina eólica con un elemento amortiguador.

[0008] Por tanto, los sistemas y procedimientos mejorados que eliminan la junta atornillada 39 entre la corona dentada 34 y la carcasa de rodamiento 37 para pasar cargas de par de torsión directamente a una pluralidad de pasadores elastómeros serían bienvenidos en la técnica.

Breve descripción

[0009] Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden ser obvios a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención.

[0010] En un aspecto, la presente invención se refiere a un conjunto de tren de potencia para una turbina eólica. El conjunto de tren de potencia incluye un eje principal, un rodamiento acoplado operativamente a un extremo del eje principal, una carcasa de rodamiento que rodea el rodamiento y una caja de engranajes que tiene, al menos, una corona dentada. La corona dentada está posicionada contigua a la carcasa de rodamiento e incluye una superficie circunferencial exterior. El conjunto de tren de potencia también incluye al menos un miembro flexible dispuesto en una interfaz entre la carcasa de rodamiento y la corona dentada. Como tal, el/los miembro(s) flexible(s) se configura(n) para reducir las vibraciones generadas por la caja de engranajes.

[0011] De acuerdo con la invención, el conjunto de tren de potencia incluye una pluralidad de miembros flexibles dispuestos en la superficie circunferencial exterior de la corona dentada en la interfaz. En dichos modos de realización, cada uno de los miembros flexibles se puede disponer en una muesca formada en la carcasa de rodamiento.

[0012] En otros modos de realización, el conjunto de tren de potencia también puede incluir al menos un miembro de compresión dispuesto en la superficie circunferencial exterior de la corona dentada en un lado opuesto de los miembros flexibles de la carcasa de rodamiento. Como tal, el/los miembro(s) de compresión se puede(n) asegurar a la carcasa de rodamiento para comprimir la pluralidad de miembros flexibles. En determinados modos de realización, el/los miembro(s) de compresión puede(n) incluir una pluralidad de correspondientes muescas que se alinean con las muescas de la carcasa de rodamiento. En otro modo de realización, el/los miembro(s) de compresión se puede(n) asegurar a la carcasa de rodamiento por medio de un número predeterminado de fijadores. En dichos modos de realización, el número predeterminado de fijadores se puede determinar en función del par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento. En determinados modos de realización, el/los miembro(s) de compresión puede(n) ser una sola pieza o puede(n) incluir una pluralidad de segmentos de miembro de compresión.

[0013] De acuerdo con la invención, el conjunto de tren de potencia incluye además al menos un pasador que se extiende radialmente que se extiende a través de cada uno de la pluralidad de miembros flexibles y dentro de la superficie circunferencial exterior de la corona dentada para asegurar cada uno de la pluralidad de miembros flexibles a la corona dentada en la interfaz. Más específicamente, en un modo de realización, el conjunto de tren de potencia puede incluir al menos dos pasadores que se extienden radialmente que se extienden a través de cada uno de la pluralidad de miembros flexibles.

[0014] En varios modos de realización, los miembros flexibles como se describe en el presente documento se pueden construir, al menos en parte, de un material elastomérico. Más específicamente, en un modo de realización, el miembro flexible se puede construir además, al menos en parte, del material elastomérico y un material metálico. En dichos modos de realización, el material elastomérico puede rodear al menos parcialmente el material metálico y los pasadores que se extienden radialmente se pueden extender a través del material metálico.

[0015] Aún en otro modo de realización, el/los miembro(s) flexible(s) puede(n) tener cualquier forma de sección transversal adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, circular, oblonga, ovalada, rectangular, cuadrada, romboidal, triangular o forma de U.

[0016] Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para ensamblar un conjunto de tren de potencia de una turbina eólica para reducir vibraciones de la misma. El conjunto de tren de potencia tiene un eje principal, un rodamiento acoplado operativamente al eje principal, una carcasa de rodamiento que rodea el rodamiento y una caja de engranajes que tiene una corona dentada posicionada contigua a la carcasa de rodamiento. Como tal, el procedimiento incluye formar una pluralidad de muescas en un borde circunferencial de la carcasa de rodamiento. Además, el procedimiento incluye colocar un miembro flexible en cada una de la pluralidad de muescas encima de una superficie circunferencial exterior de la corona dentada. Además, el procedimiento incluye asegurar cada uno de los miembros flexibles a la superficie circunferencial exterior de la corona dentada. Además, el procedimiento incluye comprimir los miembros flexibles contra la carcasa de rodamiento. Como tal, durante la operación del conjunto de tren de potencia, el par de torsión reacciona desde la corona dentada a los miembros flexibles.

[0017] En un modo de realización, la etapa de comprimir los miembros flexibles contra la carcasa de rodamiento puede incluir posicionar al menos un miembro de compresión en la superficie circunferencial exterior de la corona dentada en un lado opuesto de los miembros flexibles de la carcasa de rodamiento y asegurar el/los miembro(s) de compresión a la carcasa de rodamiento entre las muescas para comprimir la pluralidad de miembros flexibles.

[0018] En otro modo de realización, el procedimiento puede incluir formar una pluralidad de correspondientes muescas en el al menos un miembro de compresión, alinear las correspondientes muescas del al menos un miembro de compresión con las muescas de la carcasa de rodamiento y colocar los miembros flexibles en las muescas alineadas encima de una superficie circunferencial exterior de la corona dentada.

[0019] En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir determinar un número de fijadores necesarios para asegurar el/los miembro(s) de compresión a la carcasa de rodamiento en función de un par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento y asegurar el/los miembro(s) de compresión a la carcasa de rodamiento por medio del número determinado de fijadores.

[0020] El procedimiento de acuerdo con la invención también incluye asegurar cada uno de los miembros flexibles a la superficie circunferencial exterior de la corona dentada por medio de al menos un pasador que se extiende radialmente que se extiende a través de cada uno de los miembros flexibles y dentro de la superficie circunferencial exterior de la corona dentada.

[0021] En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir formar los miembros flexibles, al menos en parte, de un material elastomérico. Más específicamente, en un modo de realización, el procedimiento puede incluir formar los miembros flexibles, al menos en parte, del material elastomérico y un material metálico. En dichos modos de realización, como se menciona, el material elastomérico puede rodear al menos parcialmente el material metálico y el/los pasador(es) que se extiende(n) radialmente se puede(n) extender a través del material metálico.

[0022] En un modo de realización preferente, la presente invención se refiere a una turbina eólica. La turbina eólica incluye una torre, una góndola montada encima de la torre, un rotor montado en la góndola y que tiene un buje rotatorio y al menos una pala de rotor montada en él, una bancada dispuesta dentro de la góndola y un conjunto de tren de potencia soportado por la bancada. El conjunto de tren de potencia incluye un eje principal, un rodamiento acoplado operativamente a un extremo del eje principal, una carcasa de rodamiento que rodea el rodamiento y una caja de engranajes que tiene, al menos, una corona dentada. La corona dentada está posicionada contigua a la carcasa de rodamiento e incluye una superficie circunferencial exterior. El conjunto de tren de potencia también incluye al menos un miembro flexible dispuesto en una interfaz entre la carcasa de rodamiento y la corona dentada. Como tal, el/los miembro(s) flexible(s) se configura(n) para reducir las vibraciones generadas por la caja de engranajes. Se debe entender que la turbina eólica puede incluir además uno cualquiera de o combinación de los rasgos característicos adicionales como se describe en el presente documento.

[0023] Estos y otros rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen parte de la presente memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para exponer los principios de la invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

[0024] Una divulgación completa y suficiente de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un conjunto de tren de potencia de acuerdo con una construcción convencional;

la FIG.2 ilustra una vista en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;

la FIG. 3 ilustra una vista en perspectiva de una vista interna simplificada de un modo de realización de una góndola de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 4 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de un conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 5 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de un sistema de engranajes que ilustra en particular una corona dentada de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 6 ilustra una vista en perspectiva parcial de un modo de realización del conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular miembros flexibles dispuestos en una interfaz de la carcasa de rodamiento y la corona dentada;

la FIG. 7 ilustra una vista en perspectiva parcial de un modo de realización del conjunto de tren de potencia con la carcasa de rodamiento retirada de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular segmentos de miembros de compresión que tienen muescas configuradas para recibir miembros flexibles dispuestos en una superficie circunferencial exterior de la corona dentada;

la FIG. 8 ilustra una vista en perspectiva parcial de otro modo de realización del conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular miembros flexibles dispuestos en una interfaz de la carcasa de rodamiento y la corona dentada;

la FIG. 9 ilustra una vista en perspectiva parcial de otro modo de realización del conjunto de tren de potencia con la carcasa de rodamiento retirada de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular miembros flexibles dispuestos en una superficie circunferencial exterior de la corona dentada;

la FIG. 10 ilustra una vista en perspectiva de otro modo de realización de un conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 11 ilustra una vista en perspectiva parcial de otro modo de realización de un conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular miembros flexibles del mismo formados de al menos dos materiales diferentes;

la FIG. 12 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización del miembro flexible del conjunto de tren de potencia de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 13 ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento para ensamblar un conjunto de tren de potencia de una turbina eólica para reducir vibraciones de la misma de acuerdo con la presente divulgación.

Descripción detallada de la invención

[0025] Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, de los que uno o más ejemplos se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, se pueden usar rasgos característicos ilustrados o descritos como parte de un modo de realización con otro modo de realización para proporcionar todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

[0026] En referencia a los dibujos, la FIG. 2 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 10 en general incluye una torre 12 que se extiende desde una superficie de soporte 14, una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje rotatorio 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada a y que se extiende hacia fuera del buje 20. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 18 incluye tres palas de rotor 22. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. Cada pala de rotor 22 se puede espaciar alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para permitir que la energía cinética se transfiera del viento a energía mecánica utilizable y, posteriormente, energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico 24 (FIG. 2) posicionado dentro de la góndola 16 para permitir que se produzca energía eléctrica.

[0027] La turbina eólica 10 también puede incluir un controlador de turbina eólica 26 centralizado dentro de la góndola 16. Sin embargo, en otros modos de realización, el controlador 26 se puede localizar dentro de cualquier otro componente de turbina eólica 10 o en una localización fuera de la turbina eólica. Además, el controlador 26 se puede acoplar de forma comunicativa a cualquier número de los componentes de la turbina eólica 10 para controlar los componentes. Como tal, el controlador 26 puede incluir un ordenador u otra unidad de procesamiento adecuada. Por tanto, en varios modos de realización, el controlador 26 puede incluir instrucciones legibles por ordenador adecuadas que, cuando se implementan, configuran el controlador 26 para realizar diversas funciones diferentes, tales como recibir, transmitir y/o ejecutar señales de control de turbina eólica.

[0028] En referencia ahora a la FIG. 3, se ilustra una vista interna simplificada de un modo de realización de la góndola 16 de la turbina eólica 10 mostrada en la FIG. 1. Como se muestra, se ilustra un conjunto de tren de potencia 40 de acuerdo con la presente divulgación. El conjunto de tren de potencia 40 incluye el generador 24 acoplado al rotor 18 para producir potencia eléctrica a partir de la energía de rotación generada por el rotor 18. Además, como se muestra en el modo de realización ilustrado, el rotor 18 puede incluir un eje de rotor 41 acoplado al buje 20 para su rotación con el mismo. El eje de rotor 41, a su vez, se puede acoplar de forma rotatoria al eje de generador 43 del generador 24 a través de una caja de engranajes 42 soportada en una bancada 46. Como se entiende en general, el eje de rotor 41 puede proporcionar una entrada de par de torsión alto y velocidad baja a la caja de engranajes 42 en respuesta a la rotación de las palas de rotor 22 y del buje 20. La caja de engranajes 42 se puede configurar a continuación para convertir la entrada de par de torsión alto y velocidad baja en una salida de par de torsión bajo y velocidad alta para accionar el eje de generador 43 y, por tanto, el generador 24.

[0029] Cada pala de rotor 22 también puede incluir un mecanismo de ajuste de pitch 45 configurado para rotar cada pala de rotor 22 alrededor de su eje de pitch 28 por medio de un rodamiento de pitch (“pitch bearing”) 48. De forma similar, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más mecanismos de accionamiento de orientación (“yaw drive mechanisms”) 49 acoplados de forma comunicativa al controlador 26, estando configurado cada mecanismo de accionamiento de orientación 49 para cambiar el ángulo de la góndola 16 con respecto al viento (por ejemplo, acoplándose a un rodamiento de orientación (“yaw bearing”) 50 de la turbina eólica 10).

[0030] En referencia ahora a la FIG. 4, se ilustra una vista en perspectiva de parte del conjunto de tren de potencia 40 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. Se debe entender que el conjunto de tren de potencia 40 se puede soportar encima de la bancada 48 (FIG. 3), que a su vez se monta en la góndola 16 (mostrada en la FIG. 2). Además, como se muestra, el conjunto de tren de potencia 40 incluye, al menos, el eje principal 41, uno o más rodamientos 52, 54 acoplados operativamente a extremos opuestos del eje principal 41, una carcasa de rodamiento (“bearing housing”) 56 que rodea uno de los rodamientos (“bearings”) 52, 54, y la caja de engranajes 42. El conjunto de tren de potencia 40 también incluye en general el generador 24 (FIG. 3).

[0031] Como se muestra en la FIG. 5, la caja de engranajes 42 puede ser cualquier conjunto de engranajes adecuado que usa uno o más engranajes y/o trenes de engranajes para proporcionar conversiones de velocidad y/o par de torsión del eje de rotor 41 al generador 24. Por ejemplo, como se muestra, la caja de engranajes 42 puede incluir un sistema de engranajes planetarios que tiene uno o más engranajes exteriores o planetarios 66 que giran alrededor de un engranaje o piñón central 68. Además, los engranajes planetarios 66 se montan típicamente en un brazo o portador móvil 70 que puede rotar por sí mismo con respecto al piñón central 68. La caja de engranajes 42 también puede incluir al menos una corona dentada exterior 58 configurada para engranar con los engranajes planetarios 66. Por tanto, como se muestra, la corona dentada 58 en general puede incluir superficies circunferenciales exterior e interior 60, 61 y un conjunto de dientes de engranaje 72 en la superficie circunferencial interior 61 que se configuran para engranar con los correspondientes dientes 74 de los engranajes planetarios 66. Además, como se muestra en particular en la FIG. 4, la corona dentada 58 está posicionada contigua a la carcasa de rodamiento 56.

[0032] En referencia ahora a las FIGS. 4 y 6-12, se ilustran diversas vistas detalladas del conjunto de tren de potencia 40 de la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, el conjunto de tren de potencia 40 también puede incluir al menos un miembro flexible 62 dispuesto en una interfaz 64 entre la carcasa de rodamiento 56 y la corona dentada 58. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 4, 6 y 8-12, el conjunto de tren de potencia 40 puede incluir una pluralidad de miembros flexibles 62 dispuestos en la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58 en la interfaz 64. Por tanto, el conjunto de tren de potencia 40 reemplaza la junta atornillada 39 entre la corona dentada convencional 58 y la carcasa de rodamiento convencional 37 de la FIG. 1 con una interfaz flexible 64 que dirige las cargas de par de torsión directamente al/a los miembro(s) flexible(s) 62 en lugar de a los pasadores de seguridad. Como tal, el/los miembro(s) flexible(s) 62 también se configura(n) para reducir las vibraciones generadas 42 por la caja de engranajes.

[0033] En referencia en particular a la FIG. 6, cada uno de los miembros flexibles 62 se puede disponer en una muesca 57 formada en un borde circunferencial 59 de la carcasa de rodamiento 56. Por ejemplo, como se muestra, las muescas 57 de la carcasa de rodamiento 56 tienen un perfil que en general corresponde a la forma de los miembros flexibles individuales 62. Como tal, cada una de las muescas 57 se configura para recibir uno de los miembros flexibles 62.

[0034] Además, como se muestra en las FIGS. 4 y 6-11, el conjunto de tren de potencia 40 puede incluir además al menos un pasador que se extiende radialmente 84 que se extiende a través de cada uno de los miembros flexibles 62 y dentro de la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58 para asegurar cada uno de los miembros flexibles 62 a la corona dentada 58 en la interfaz 64. Más específicamente, como se muestra en particular en la FIG.

7, cada uno de los pasadores que se extienden radialmente 84 se puede enroscar en un orificio taladrado 86 en la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58. De forma alternativa, los pasadores que se extienden radialmente 84 se pueden asegurar en los orificios perforados 86 usando cualquier medio adecuado, como por medio de un adhesivo. Además, como se muestra en las FIGS. 4 y 6-9, un solo pasador que se extiende radialmente 84 se puede extender a través de cada uno de los miembros flexibles 62. De forma alternativa, como se muestra en las FIGS. 10-11, al menos dos pasadores que se extienden radialmente 84 se pueden extender a través de cada uno de los miembros flexibles 62. En otros modos de realización, se debe entender que se puede usar cualquier número de pasadores 84 para asegurar cada uno de los miembros flexibles 62 en su lugar.

[0035] En referencia específicamente a las FIGS. 4 y 6-11, el conjunto de tren de potencia 40 también puede incluir al menos un miembro de compresión 76 dispuesto en la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58 en un lado opuesto de los miembros flexibles 62 de la carcasa de rodamiento 56. Como tal, cuando el/los miembro(s) de compresión 76 se asegura(n) a la carcasa de rodamiento 56, los miembros flexibles 62 se comprimen entre el/los miembro(s) de compresión 76 y la carcasa de rodamiento 56. En un modo de realización, como se muestra en la FIG.

10, el/los miembro(s) de compresión 76 puede(n) ser una sola pieza. De forma alternativa, como se muestra en las FIGS. 4, 7, 8 y 11, el/los miembro(s) de compresión 76 puede(n) incluir una pluralidad de segmentos de miembros de compresión 78 dispuestos juntos para formar un anillo.

[0036] Además, como se muestra en particular en la fig. 7, el/los miembro(s) de compresión 76 puede(n) incluir una pluralidad de correspondientes muescas 80. Por tanto, como se muestra en el modo de realización ilustrado de las FIGS. 6 y 8, las correspondientes muescas 80 del/de los miembro(s) de compresión 76 se alinean con las muescas 57 de la carcasa de rodamiento 56. De forma alternativa, como se muestra en las FIGS. 10 y 11, el/los miembro(s) de compresión 76 puede(n) estar ausentes de las muescas 80. Por tanto, como se muestra, el/los miembro(s) de compresión 76 se configura(n) para apoyarse contra la carcasa de rodamiento 56 contigua a las muescas 57 del mismo 56.

[0037] En referencia en particular a las FIGS. 8, 10, 11, el/los miembro(s) de compresión 76 se puede(n) asegurar a la carcasa de rodamiento 56 por medio de un número predeterminado de fijadores 82. En determinados modos de realización, el número de fijadores 82 se puede determinar en función del par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento 56. Además, como se muestra en el modo de realización ilustrado, los fijadores 82 se pueden asegurar a través del/de los miembro(s) de compresión 76 y la carcasa de rodamiento 56 entre cada una de las muescas 57 del mismo para comprimir los miembros flexibles 62. Se debe entender, sin embargo, que se puede usar cualquier número y/o disposición de fijadores 82 para proporcionar la compresión deseada de los miembros flexibles 62.

[0038] Los miembros flexibles 62, como se describe en el presente documento, se pueden construir de cualquier material flexible adecuado. Por ejemplo, en un modo de realización, los miembros flexibles 62 se pueden construir de un material elastomérico 88. En otro modo de realización, los miembros flexibles 62, como se describe en el presente documento, se pueden construir de diferentes materiales elásticos. En un modo de realización particular, los miembros flexibles 62 se pueden construir de diferentes materiales, tales como un material elastomérico 88 y un material metálico 90. En determinados modos de realización, el material elastomérico 88 puede ser cualquier elastómero adecuado, incluyendo un material termoplástico (tal como un material polimérico acrílico-estireno-acrilonitrilo (ASA)), un elastómero termoestable, silicona o caucho, o combinaciones de los mismos. En otros modos de realización, el material metálico 90 puede incluir acero, aluminio, latón, níquel, titanio o cualquier otro metal adecuado, o combinaciones de los mismos. De esta manera, los miembros flexibles de materiales variables 72 se configuran para lograr las propiedades deseadas tanto para la fatiga como para la carga extrema del conjunto de tren de potencia 40.

[0039] También se debe entender que el/los miembro(s) flexible(s) 62 de la presente divulgación pueden tener cualquier forma de sección transversal adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, circular, oblonga, ovalada, rectangular, cuadrada, romboidal, triangular o forma de U. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 4, 6, 8 y 9, los miembros flexibles 62 tienen una forma en general circular. De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 10, los miembros flexibles 62 tienen una forma en general rectangular. Todavía en otros modos de realización, como se muestra en las FIGS. 11 y 12, los miembros flexibles 62 tienen una forma en general oblonga/de U formados de al menos dos materiales diferentes. Más en particular, como se muestra en la FIG. 12, el miembro flexible ilustrado 62 incluye un material elastomérico 88 que rodea al menos parcialmente un material metálico interno 90 con el material metálico adicional 90 dispuesto en lados opuestos del material elastomérico 88. En dichos modos de realización, como se muestra en la FIG. 11, el/los pasador(es) que se extienden radialmente 84 como se describe en el presente documento se pueden extender a través del material metálico interno 90, es decir, para proporcionar una conexión más fuerte. Además, el material metálico lateral se acopla a las muescas 57 de la carcasa de rodamiento 56.

[0040] En referencia ahora a la FIG. 13, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 100 para ensamblar el conjunto de tren de potencia 40 de la turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación para reducir vibraciones de la misma. Como se muestra en 102, el procedimiento 100 incluye formar una pluralidad de muescas en un borde circunferencial de la carcasa de rodamiento 56. Como se muestra en 104, el procedimiento 100 incluye colocar un miembro flexible en cada una de la pluralidad de muescas encima de una superficie circunferencial exterior de la corona dentada. Como se muestra en 106, el procedimiento 100 incluye asegurar cada uno de los miembros flexibles a la superficie circunferencial exterior 50 de la corona dentada 58. Como se muestra en 108, el procedimiento 100 incluye comprimir los miembros flexibles 62 contra la carcasa de rodamiento 56. Por ejemplo, en un modo de realización, los miembros flexibles 62 se pueden comprimir contra la carcasa de rodamiento 56 posicionando el/los miembro(s) de compresión 76 sobre la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58 en un lado opuesto de los miembros flexibles 72 desde la carcasa de rodamiento 56 y asegurar el/los miembro(s) de compresión 76 a la carcasa de rodamiento 56 entre las muescas 80 para comprimir los miembros flexibles 62. Como tal, durante la operación del conjunto de tren de potencia 40, el par de torsión reacciona desde la corona dentada 58 a los miembros flexibles 62.

[0041] En otro modo de realización, el procedimiento 100 puede incluir formar una pluralidad de correspondientes muescas 80 en el/los miembro(s) de compresión 76, alinear las correspondientes muescas 80 del/de los miembro(s) de compresión 76 con las muescas 57 de la carcasa de rodamiento 56, y situar los miembros flexibles 62 en las muescas alineadas 57, 80 encima de la superficie circunferencial exterior 50 de la corona dentada 58.

[0042] En otros modos de realización, el procedimiento 100 puede incluir determinar un número de fijadores 82 necesarios para asegurar el/los miembro(s) de compresión 76 a la carcasa de rodamiento 56 en función de un par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento 56 y asegurar el/los miembro(s) de compresión 76 a la carcasa de rodamiento 56 por medio del número determinado de fijadores 82. En varios modos de realización, el procedimiento 100 también puede incluir asegurar cada uno de los miembros flexibles 62 a la superficie circunferencial exterior 60 de la corona dentada 58 por medio de al menos un pasador que se extiende radialmente 84 que se extiende a través de cada uno de los miembros flexibles 62.

[0043] Además, el experto en la técnica reconocerá la intercambiabilidad de diversos rasgos característicos de diferentes modos de realización. De forma similar, las diversas etapas de procedimiento y rasgos característicos descritos, así como otros equivalentes conocidos para uno de dichos procedimientos y rasgo característico, se pueden mezclar y combinar por un experto en esta técnica para construir sistemas y técnicas adicionales de acuerdo con los principios de la presente divulgación. Por supuesto, se debe entender que no todos de dichos objetivos o ventajas descritos anteriormente se pueden lograr necesariamente de acuerdo con cualquier modo de realización particular. Por tanto, por ejemplo, los expertos en la técnica reconocerán que los sistemas y técnicas descritos en el presente documento se pueden realizar o llevar a cabo de manera que logre u optimice una ventaja o grupo de ventajas, como se enseña en el presente documento sin lograr necesariamente otros objetivos o ventajas como se pueda enseñar o sugerir en el presente documento.

[0044] Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para permitir que cualquier experto en la técnica practique la invención, incluyendo fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica. Se pretende que dichos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si incluyen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un conjunto de tren de potencia (40) para una turbina eólica (10), comprendiendo el conjunto de tren de potencia (40):

un eje principal (41);

un rodamiento (54) acoplado operativamente a un extremo del eje principal (41);

una carcasa de rodamiento (56) que rodea el rodamiento (54);

una caja de engranajes (42) que comprende, al menos, una corona dentada (58), la corona dentada (58) posicionada contigua a la carcasa de rodamiento (56), comprendiendo la corona dentada (58) una superficie circunferencial exterior (60); y,

al menos un miembro flexible (62) dispuesto en una interfaz (64) entre la carcasa de rodamiento (56) y la corona dentada (58), el al menos un miembro flexible (62) configurado para reducir vibraciones generadas por la caja de engranajes (42);

comprendiendo además el conjunto de tren de potencia una pluralidad de miembros flexibles (62) dispuestos en la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58) en la interfaz (64); caracterizado por que comprende además al menos un pasador que se extiende radialmente (84) que se extiende a través de cada uno de la pluralidad de miembros flexibles (62) y dentro de la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58) para asegurar cada uno de la pluralidad de miembros flexibles (62) a la corona dentada (58) en la interfaz (64).
2. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de miembros flexibles (62) se dispone en una muesca (57) formada en la carcasa de rodamiento (56).
3. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 1, que comprende además al menos un miembro de compresión (76) dispuesto en la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58) en un lado opuesto de la pluralidad de miembros flexibles (62) desde la carcasa de rodamiento (56), el al menos un miembro de compresión (76) asegurado a la carcasa de rodamiento (56) para comprimir la pluralidad de miembros flexibles (62).
4. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 3, en el que el al menos un miembro de compresión (76) comprende una pluralidad de correspondientes muescas (80), las correspondientes muescas (80) configuradas para alinearse con las muescas (57) de la carcasa de rodamiento (56).
5. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 3, en el que al menos un miembro de compresión (76) se asegura a la carcasa de rodamiento (56) por medio de un número predeterminado de fijadores (82), determinándose el número predeterminado de fijadores (82) como una función del par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento (56).
6. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 3, en el que el menos un miembro de compresión (76) comprende una pluralidad de segmentos de miembros de compresión (78).
7. El conjunto de tren de potencia (40) de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de miembros flexibles (62) se construyen además, al menos en parte, de un material elastomérico (88) y un material metálico (90), rodeando el material elastomérico (88) al menos parcialmente el material metálico (90), en el que los pasadores que se extienden radialmente se extienden a través del material metálico (90).
8. Un procedimiento para ensamblar un conjunto de tren de potencia (40) de una turbina eólica (10) para reducir vibraciones de la misma, teniendo el conjunto de tren de potencia (40) un eje principal (41), un rodamiento (54) acoplado operativamente al eje principal (41), una carcasa de rodamiento (56) que rodea el rodamiento (54), y una caja de engranajes (42) que tiene una corona dentada (58) posicionada contigua a la carcasa de rodamiento (56), comprendiendo el procedimiento:

formar una pluralidad de muescas (57) en un borde circunferencial de la carcasa de rodamiento (56); colocar un miembro flexible (62) en cada una de la pluralidad de muescas (57) encima de una superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58);

asegurar cada uno de los miembros flexibles (62) a la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58); y,

comprimir los miembros flexibles (62) contra la carcasa de rodamiento (56),

en el que, durante la operación del conjunto de tren de potencia (40), el par de torsión reacciona desde la corona dentada (58) a los miembros flexibles (62);

comprendiendo además el procedimiento asegurar cada uno de los miembros flexibles (62) a la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58) por medio de al menos un pasador que se extiende radialmente (84) que se extiende a través de cada uno de los miembros flexibles (62) y dentro de la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58).
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que comprimir los miembros flexibles (62) contra la carcasa de rodamiento (56) comprende además:

posicionar al menos un miembro de compresión (76) sobre la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58) en un lado opuesto de los miembros flexibles (62) de la carcasa de rodamiento (56); y,

asegurar el al menos un miembro de compresión (76) a la carcasa de rodamiento (56) entre las muescas (57) para comprimir la pluralidad de miembros flexibles (62).
10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además:

formar una pluralidad de muescas correspondientes (80) en el al menos un miembro de compresión (76); alinear las muescas correspondientes (80) del al menos un miembro de compresión (76) con las muescas (57) de la carcasa de rodamiento (56); y,

colocar los miembros flexibles (62) en las muescas alineadas (57, 80) encima de la superficie circunferencial exterior (60) de la corona dentada (58).
11. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además:

determinar un número de fijadores (82) necesarios para asegurar el al menos un miembro de compresión (76) a la carcasa de rodamiento (56) en función del par de torsión que actúa a través de la carcasa de rodamiento (56); y,

asegurar el menos un miembro de compresión (76) a la carcasa de rodamiento (56) por medio del número determinado de fijadores (82).
12. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además formar los miembros flexibles (62), al menos en parte, de un material elastomérico (88) y un material metálico (90), rodeando el material elastomérico (88) al menos parcialmente el material metálico (90), en el que el al menos un pasador que se extiende radialmente se extiende a través del material metálico (90).