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

     7.3 Подшипники

Примечание - Данный раздел действителен для роликовых шарикоподшипников. Если будут использоваться подшипники скольжения, то методы расчета и требования должны быть согласованы между производителями ветровой турбины, подшипника и редуктора.

7.3.1 Рассмотрение надежности подшипника

Требования к расчетам статической безопасности и номинального срока службы установлены в ГОСТ 18854 и ГОСТ 18855.

Номинальный срок службы подшипника рассчитан на основании испытаний большого количества относительно маленьких подшипников, эксплуатируемых в очень точно определенных условиях. Характерная прочностная усталость определяется как 90% вероятность безотказной работы. Для подшипников большего размера существует ограниченное количество испытаний. Размеры подшипников учитываются посредством статистического рассмотрения, что связано с увеличением в напряженном объеме. Полученные методы основаны на расширенном испытании для учета таких условий смазки, как толщина пленки смазки, добавки и загрязнение.

Расширенные методы расчета доступны для учета распределения давления, а также деформаций и допусков валов и корпусов. Применение этих методов дает более правдивое прогнозирование реального срока службы подшипника. В зависимости от эксплуатационных условий это может привести и к увеличению, и к уменьшению расчетного срока службы подшипника.

Требования к номинальному сроку службы подшипника, как установлено в этом стандарте, установлены для учета неопределенностей при рассмотрении коробок передач ветровых турбин.

Срок службы подшипника может быть ограничен несколькими видами отказа, из которых только некоторые учитывают при расчетах. Так как некоторые из видов отказа являются наиболее критичными, например, увеличение размеров (например, размывание), подшипники должны быть излишне завышенных габаритов, а размер подшипника и расположение должны быть тщательно выбраны для реального применения.

7.3.2 Требования качества стали подшипника

Особые требования качества стали подшипника для удовлетворения номинальных параметров подшипника в ГОСТ 18854 и ГОСТ 18855 не установлены. Качество стали подшипника для коробок передач ветровой турбины должны соответствовать требованиям [18]. Важные аспекты качества стали это:

- химический состав;

- чистота;

- процесс производства;

- термообработка и микроструктура.

7.3.3 Рассмотрение общей конструкции

Роликовые подшипники обычно выбираются для применения в расчетах номинального срока службы для подповерхностной усталости и статической безопасности для пластической деформации при предельных нагрузках. Методы расчета этих критериев широкодоступны. Однако в редукторах ветровых турбин наблюдаются другие виды отказов, которые не рассмотрены в этих выбранных критериях.

Для минимизации риска в таких видах отказов необходимо поддерживать точный выбор подшипников и хорошее выполнение расчетов. Некоторые основы конструирования конфликтуют, например, увеличенный диаметр элемента качения будет увеличивать статическую прочность и уменьшать риск пластической деформации, но может увеличить и риск скольжения и изнашивания при заедании.

Рисунок 5 показывает, как на выбор подшипника влияют различные критерии расчета. Сектор, ограниченный кривыми законов, показывает безопасную зону для типичного критерия. Должно быть отмечено, что рисунок 5 не предназначен для расчетных целей. Соответствующие позиции разных ограничивающих кривых могут сильно отличаться для различных проектов подшипников.

Рисунок 5 - Примеры критериев выбора подшипника

В дополнение к требованиям номинального срока службы при выборе подшипника должны быть рассмотрены другие аспекты, такие как:

- сборка вала;

- пригодность выбранного типа подшипника для реальной позиции подшипника;

- разрегулировка;

- условия при низкой нагрузке;

- центробежные силы;

- вибрация;

- сопротивление к расколу;

- тепловое расширение;