Dagens samhälle går mot en livsstil som präglas av möjligheter att göra allt fler hållbara val. För att minska koldioxidavtrycket krävs en fortsatt stabil omställning till förnyelsebara energikällor, i vilken vindkraften har en betydande roll. Det här projektet syftar till att, under statiska förhållanden, studera lagren i vindkraftverkens pitchsystem och deras prestation, att undersöka lastfördelningen mellan rullkropparna i lagren, samt att bestämma kontaktvillkoren mellan ytterring och rullkropp. Genom att anta kvasi-statisk belastning på rotorbladet under en rotation har lagrens lastfördelning beräknats. En förenklad modell genom finita elementmetoden har tagits fram där rullkropparnas styvhet modelleras på speciella kopplingselement, vilket förbrukar mindre beräkningstid men fortfarande ger ett korrekt resultat. Den största anledningen till utmattningsbrott hos lagren är lastens cykliska karaktär. Resultatet av beräkningen tyder på en ojämn fördelad belastning mellan rullkropparna där vissa rullkroppar ständigt upptar mer last än övriga. Dessutom har läget för maximala kontakttryck på rullkropparnas yta och hur det ändras med tiden beräknats. Lagret i vindkraftverkets pitchsystem kan tyckas relativt obetydligt jämfört med övriga komponenter, men en korrekt funktion av dessa är väsentlig för att uppnå en säker drift av vindkraftverken. Resultatet av denna studie belyser behovet av en alternativ lösning som är effektivare och optimerad för denna applikation. / The world today is heading towards a more sustainable lifestyle in every aspect ranging from the clothes worn, transportation and even energy generation. The change towards lowering the carbon footprint is a slow but steady process, in which the wind industry play a major role.The project’s aim is to study the behavior of the pitch bearing under constant wind load conditions, investigate the load distribution between the rolling elements in the bearing and finally to determine the contact conditions that exist between the raceways and the rollers. The bearing load is calculated by assuming a quasi-static loading as the blade completes one revolution. A simplified finite element model is then built where the stiffness of the rollers is modeled onto special connector elements, which consumes less computational resource and still delivers an accurate result.The cyclic nature of loading is one of the major source of fatigue failure of these bearings. The load distribution data suggests uneven loading of the rolling elements and how certain rollers in a particular position are always more heavily loaded than the others. The loading information is also used to map the position of maximum contact pressure on to the surface of the rollers and how it changes with time.At the first glance, the pitch bearing might appear relatively insignificant compared to rest of the components, but a proper functioning of these bearings is essential for safe operation of the WT (Wind Turbine). The results of this work have thrown light into the proficiency of these bearings and the need for an alternate solution that is more efficient and better optimized for this application.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-232337 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Sriram, Abhijith |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2018:123 |
Page generated in 0.0022 seconds