ГОСТ Р 54418.4-2013 Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 4. Проектирование трансмиссий ветроустановок. Технические требования

     5.2 Расчет срока службы и надежности

Цель проектирования трансмиссии (коробки передач) ветровых турбин заключается в достижении высокой работоспособности и надежности системы, то есть достаточного ограничения затрат на техническое обслуживание и ремонты на всем протяжении расчетного срока службы. Расчетный срок службы ветровых турбин определен в ГОСТ Р 54418.1 как минимум в 20 лет для ветровых турбин классов I-III.

ГОСТ Р 54418.1 определяет группы составных элементов как функцию потенциальных последствий от неисправностей . Коробка передач - это составной элемент второго класса, который является небезопасным составным элементом, неисправность в котором может привести к неисправности основной части ветровой турбины. Коробка передач ветровой турбины состоит из передающих крутящий момент деталей (шестерни, вал и соединительные муфты), механических деталей (подшипники), несущих деталей конструкции (стопорные кронштейны (тормоза) или корпуса) и болтовых соединений.

При проектировании различных деталей коробки передач ветровой турбины следует соблюдать требования стандартов, в том числе ГОСТ 18854 и ГОСТ 18855 для роликовых шарикоподшипников или [6] для зубчатых передач. Эти стандарты решают различные задачи и не оговаривают особые коэффициенты безопасности, необходимые для решения конкретных задач. В стандартах использование различных измерений надежности для различных деталей создает трудности для определения общего уровня надежности системы, такой как коробка передач ветровой турбины.

При сравнении различных проектов в идентичных условиях окружающей среды на надежность системы коробки передач влияет множество параметров, таких как:

- число деталей;

- заданная расчетная надежность каждой отдельной детали;

- неопределенность свойств материалов при заданном диапазоне размеров и надежности;

- возможность основных отклонений материалов, например, трещины, пустоты и примеси;

- возможность нанятых компаний производственного процесса создавать детали, совместимые со спецификациями;

- надежность проекта к изменениям условий окружающей среды или совместимость проекта и способность адаптировать его к таким изменениям;

- надежность проекта к изменениям в материалах и производстве.

Оценка надежности системы трансмиссии ВЭУ требует рассмотрения модели функции плотности (распределения вероятности) и отношения рассчитанного к расчетному (проектному) сроку службы. Во многих примерах надежность системы может быть приближенно выражена надежностью детали с минимальным расчетным (проектным) сроком службы. Эти параметры не зависят друг от друга. Например, вероятность отклонений материалов и производства возрастает с размерами. Для редукторов с распределенным потоком мощности, таких как планетарная передача, обычно используют меньшие по размерам детали, а надежность отдельных деталей возрастает. В то же время эти трансмиссии содержат большее число деталей, которые могут создавать негативное влияние на надежность системы. При выборе прототипа трансмиссии и выборе минимальных коэффициентов безопасности или расчетного срока службы каждой детали должны быть учтены все эти аспекты. Накопленный опыт может быть важным фактором для выбора различных деталей такой надежности, чтобы была достигнута требуемая надежность системы.

Для увеличения работоспособности или надежности коробки передач могут быть применены плановое техническое обслуживание или плановая замена деталей. Детали с расчетным сроком службы меньшим, чем установленный срок службы для всей коробки передач, должны быть ремонтопригодными и заменяемыми. Ожидаемый расчетный срок службы этих деталей должен быть заданным как часть эксплуатационной документации и документации для технического обслуживания. Системы мониторинга состояния коробки передач могут увеличивать работоспособность системы, так как они могут обнаруживать неисправности во время работы для планирования ремонта.