Nové zkušební středisko SKF umístěné v Německu má prokázat, že konstrukce nových velkorozměrových ložiskových systémů pro větrné turbíny splní provozní nároky konstruktérů větrných elektráren. Zkušební zařízení, které bylo postaveno za pouhých 18 měsíců, umožňuje odzkoušet velká ložiska dříve, než budou uvedena do provozu na místech a v klimatických podmínkách, které patří k nejnáročnějším na světě. Vzhledem ke zvyšování výkonu a zvětšování rozměrů větrných turbín považuje SKF nové zkušební zařízení za významný příspěvek k vývoji nových ložiskových systémů, určených pro trh větrných elektráren.
S rozšiřováním trhu větrných turbín se zvyšuje poptávka po velkých ložiscích, která zaručí spolehlivý a dlouhodobý provoz s nízkými nároky na domazávání. Skupina SKF proto vyrobila jedinečné zkušební zařízení pro testování velkorozměrových ložisek, určených pro větrné turbíny.
Alternativní výroba energie neustále zvyšuje svůj podíl na celkové výrobě elektřiny. Rozvoj znalostí v oblasti konstrukce energetických systémů, jako například větrných turbín, umožňuje vyvíjet stále větší generátory. Turbíny, které jsou v provozu v současné době, mají instalovaný výkon 3 MW. Vzhledem k legislativě, která stanovila přísné limity pro snižování emisí CO2, je pravděpodobné, že jak instalovaný výkon větrných elektráren, tak i jednotlivých generátorů se bude dále zvyšovat.
Velké ložiskové systémy jsou součástí generátorů větrných turbín, které se nacházejí ve výšce 90 metrů, servis takových zařízení je velmi nákladný. Z toho důvodu SKF postavila zkušební zařízení, které je určeno pro ověření ložisek nové konstrukce a nových výpočetních nástrojů na skutečných ložiscích. Německo, které provozuje větrné farmy na pobřeží i na širém moři, patří k největším příznivcům a uživatelům tohoto alternativního zdroje elektřiny, a tedy představuje skutečně nejvhodnější místo pro takové zkušební zařízení. Spolu s neustále rostoucím instalovaným výkonem směřuje vývoj k využívání stále větších ložisek turbín. Z nabídky ložisek SKF je nejčastěji používáno pro uložení hřídele rotoru speciální dvouřadé kuželíkové ložisko s vnějším průměrem téměř 2,4 m. Toto ložisko je největší sériově vyráběné ložisko hlavního rotoru větrné turbíny. Doposud bylo vyrobeno cca 1 500 ložisek pro jednoho zákazníka.
Tyto větrné farmy se většinou nacházejí na odlehlých a často i obtížně přístupných místech. Z toho důvodu rostou požadavky na spolehlivý provoz turbín i ložisek. SKF se sice může pochlubit dlouhou a úspěšnou tradicí vývoje ložisek s využitím progresivních výrobních technologií a špičkových konstrukčních a výpočetních nástrojů, avšak vývojoví pracovníci SKF musí být schopni odpovědět provozovatelům větrných elektráren na základní otázku: „Jsou vaše výpočty ověřené?“ Na základě rozsáhlého vyhodnocení strategie zkoušení bylo přijato rozhodnutí vyvinout zkušební zařízení pro ložiska ve skutečné velikosti, které by umožnilo technikům zkoušet právě taková velkorozměrová ložiska.
Zkušební centrum SKF v německém Schweinfurtu bylo pověřeno návrhem, výrobou a provozováním zkušebního zařízení. Hlavním důvodem pro volbu Schweinfurtu byla blízkost závodu na výrobu velkorozměrových ložisek, jakož i zkušení vývojoví pracovníci a pracovníci zkušebního oddělení. V rámci vývoje zkušebního zařízení byly průběžně posuzovány zamýšlené cíle a jejich dosažitelnost v určené lhůtě. Zkušební zařízení bylo dokončeno za 18 měsíců. Návrh a konstrukce zařízení zahrnovaly definování zkušebních a měřených parametrů návrh konstrukce zkušebního zařízení, vyhledání vhodných dodavatelů komponentů zkušebního zařízení a progresivní výpočty dílů zkušebního zařízení a ložisek v zatíženém stavu.
Velká dvouřadá kuželíková ložiska mohou být nyní zkoušena nedaleko výrobního závodu a nikoli až na místě montáže, na němž je nutno počítat se všemi důsledky obtížného přístupu a proměnných provozních podmínek. Ložiska je možné testovat při otáčkách až do 60 min-1, což představuje trojnásobnou hodnotu ve srovnání se skutečnými podmínkami. Zkušební zařízení dále umožňuje přesně zkoumat různá maziva, způsoby rozvádění maziva a mazací podmínky, a současně i zvyšovat zatížení až na dvojnásobek únosnosti ložiska. Přitom je vyhodnocováno tření, pružná deformace, teplota a ostatní parametry. Konstruktéři a výrobní technici SKF jsou přesvědčeni, že zkušební zařízení otvírá nové obzory v oblasti konstrukce velkých ložisek. První komentáře také skutečně přirovnávají zařízení s množstvím zatěžovacích hydraulických válců, umístěných po obvodu vnitřních kroužků ložisek, k prvnímu stupni rakety z jakéhosi vědecko-fantastického příběhu, která otvírá brány k novým světům. Nové zkušební zařízení umožňuje ověřit progresivní výpočetní nástroje SKF pro velká uložení včetně tření, mazání, funkce těsnění a výpočtu trvanlivosti. Nové konstrukční a výrobní procesy mohou být ověřeny na ložisku skutečné velikosti, přičemž testy poskytují důležité informace o chování materiálů. Zkušební zařízení je rovněž vybaveno systémem pro bezdemontážní diagnostiku SKF, který umožňuje servisním pracovníkům prohloubit si znalosti přímo na místě. Již při zahájení testů vzbudilo zařízení SKF velkou pozornost zákazníků i politiků. Zkušební zařízení potvrdilo vedoucí postavení skupiny SKF v této oblasti ložiskové techniky, její významný podíl na snižování spotřeby energie i podporu výrobě „zelené“ energie. Zařízení představuje významný krok směrem k ještě větším a výkonnějším větrným turbínám na trhu budoucnosti.
autor článku: Armin Schlereth, vedoucí testování SKF Automotive Division