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Rodamiento de pala

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eje del rotor y rodamiento de pala sin palas montadas.

El rodamiento de pala (o rodamiento pitch), es un componente de las turbinas de viento modernas que conectar el eje del rotor y las palas de rotor.[1]​ El rodamiento permite la oscilación necesaria para controlar las cargas y la potencia de la turbina eólica. El sistema de rotación la pala a la posición deseada al adaptar el ángulo aerodinámico de ataque.[2]​ El sistema de rotación es también utilizado para paradas de emergencia del sistema de turbina.[3]​

Diseño

Comparación de tamaño: Niño en eje de rotor de turbina sin palas
Rodamiento de una fila de bolas de cuatro puntos de contacto con engranajes para el sistema de rotación

Los rodamientos de pala son en su mayoría grandes rodamientos de elementos rodantes .[4]​ El rodamiento es sometida a grandes momentos de flexión, cargas radiales y axiales en ambas direcciones. Por lo tanto, los elementos rodantes para el estado del arte de las turbinas de viento son rodamientos de doble fila de bolas de cuatro puntos de contacto. Esto significa que cada fila lleva dos puntos, haciendo un total de cuatro puntos. Otras opciones posibles son diferentes arreglos de los elementos rodantes o varias filas de rodamientos de rodillos cilíndricos[5]​. Los rodamientos de pala pueden alcanzar diámetros por sobre los 4 metros.[6]​

La condiciones de carga y operación de los rodamientos de pala son comparativamente desfavorable a otros tipos de rodamientos. Los rodamientos están expuestos a cargas altas y pequeños movimientos alternativos creados por el sistema de rotación o vibraciones del viento. El pequeño movimiento alternativo entre los elementos rodantes y la pista puede llevar a fenómenos como falsas muescas por presión (brinelling falso)y corrosión por fricción.[7]​ Además, las cargas altas pueden llevar a un truncamiento del contacto elipse.[8]​ Debido a los movimientos alternativos, los métodos de cálculo para estimar el tiempo de servicio y el torque de fricción[9]​ no es posible de utilizar para este tipo de rodamiento.[10]​ Nuevos conceptos de control para el movimiento pitch, como control de rotación individual, puede llevar a lograr amplitudes de oscilación mas peuqños y más frecuentes, lo cual puede favorar a las muescas por presión y a la corrosión por fricción[11]​[12]​[13]​.

Brinelling falso y corrosión por fricción.

Referencias

  1. ↑ Burton, Tony; Sharpe, David; Jenkins, Nick; Bossanyi, Ervin (2001). Wind Energy Handbook - Burton - Wiley Online Library (en inglés). ISBN 978-0471489979. doi:10.1002/0470846062. 
  2. ↑ Schwack, Fabian. «Service Life of Blade Bearings - Problems Faced in Service Life Estimation of Blade Bearings». ResearchGate (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2017. 
  3. ↑ «Certification of Wind Turbines - DNV GL». DNV GL. Consultado el 19 de julio de 2017. 
  4. ↑ NREL, T. Harris, J.H. Rumbarger, and C.P. Butterfield:. «Wind Turbine Design Guideline DG03: Yaw and Pitch Rolling Bearing Life». webcache.googleusercontent.com. Consultado el 19 de julio de 2017. 
  5. ↑ Burton, Tony; Sharpe, David; Jenkins, Nick; Bossanyi, Ervin (2001). Wind Energy Handbook - Burton - Wiley Online Library (en inglés). ISBN 978-0471489979. doi:10.1002/0470846062. 
  6. ↑ Schwack, F.; Stammler, M.; Poll, G.; Reuter, A. (2016). «Comparison of Life Calculations for Oscillating Bearings Considering Individual Pitch Control in Wind Turbines». Journal of Physics: Conference Series (en inglés) 753 (11): 112013. ISSN 1742-6596. doi:10.1088/1742-6596/753/11/112013. 
  7. ↑ Schwack, Fabian (25 de mayo de 2017). «Time-dependent analyses of wear in oscillating bearing applications (PDF Download Available)». ResearchGate (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2017. 
  8. ↑ Schwack, Fabian (26 de septiembre de 2016). «Free Contact Angles in Pitch Bearings and their Impact on Contact and Stress Conditions (PDF Download Available)». ResearchGate (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2017. 
  9. ↑ Stammler, Matthias; Schwack, Fabian; Bader, Norbert; Reuter, Andreas; Poll, Gerhard (2017). «Friction torque of wind-turbine pitch bearings – comparison of experimental results with available models». Wind Energy Science Discussions: 1-16. doi:10.5194/wes-2017-20. 
  10. ↑ Schwack, F.; Stammler, M.; Poll, G.; Reuter, A. (2016). «Comparison of Life Calculations for Oscillating Bearings Considering Individual Pitch Control in Wind Turbines». Journal of Physics: Conference Series (en inglés) 753 (11): 112013. ISSN 1742-6596. doi:10.1088/1742-6596/753/11/112013. 
  11. ↑ Bossanyi, E. A. (1 de abril de 2003). «Individual Blade Pitch Control for Load Reduction». Wind Energy (en inglés) 6 (2): 119-128. ISSN 1099-1824. doi:10.1002/we.76. 
  12. ↑ Schwack, Fabian. «Frictional Work in Oscillating Bearings – Simulation of an Angular Contact Ball Bearing under Dry Conditions and Small Amplitudes». ResearchGate (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2017. 
  13. ↑ Stammler, Matthias (4 de marzo de 2015). «Blade bearings: Damage mechanisms and test strategies (PDF Download Available)». ResearchGate (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2017. 
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