Banc d'essai de grands roulements pour éoliennes
Vérin pour bancs d'essais hydraulique Hänchen comme vérin d'essai
Environ 40 GW de puissance éolienne sont installés chaque année dans le monde entier. Des installations de plus en plus grandes sont utilisées : 5 MW sont aujourd'hui courants dans le secteur offshore, et la limite de 6 MW est déjà atteinte. Les roulements haute performance de Schaeffler Technologies garantissent que les roulements fonctionnent de manière fiable pendant toute leur durée de vie. La clé de la qualité impressionnante de ces roulements, qui atteignent actuellement jusqu'à 3 200 mm de diamètre extérieur, est le système d'essai interne ASTRAIOS.
Le vérin pour bancs d'essais hydraulique Hänchen actionne ce géant qui teste les roulements à fond. C'est l'un des bancs d'essai de grands roulements les plus modernes, les plus grands et les plus performants au monde.
- Les vérins de machines d'essai de Hänchen actionnent dans le monde entier l'une des plus grandes installations d'essai pour roulements.
- Puissant et précis avec les vérins d'essai Hänchen.
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La solution d'entraînement linéaire fournie par Hänchen
- 8 vérins d'essai double tige - 4 vérins radiaux et 4 vérins axial
- Série Hänchen 320 avec une puissance jusqu'à 1,5 MN
- Course de 1 mm et 7 mm
- Capteurs de position inductifs intégrés
- Conception et livraison du bloc-valve
À l'origine, le banc d'essai de grands roulements ASTRAIOS était destiné à tester tous les roulements d'éoliennes jusqu'à 3 MW. La valeur a ensuite été augmentée à 6 MW, car la technologie offshore conduit à l'utilisation croissante de grandes installations. L'installation concrète pour un client était le point de départ. Chaque cycle de test d'ASTRAIOS respecte les données clés respectives des clients et le système de coordonnées pour les charges du Germanischer Lloyd et tient compte des forces et des moments correspondants. Les installations ont des roulements d'un diamètre extérieur de 3 200 mm. Le banc d'essai de 16 m de long, 6 m de large et 6 m de haut reçoit des roulements individuels, de rotor et de réglage de pale jusqu'à 3 500 mm de diamètre extérieur avec un poids allant jusqu'à 15 t. Dans le passé, seuls des tests jusqu'à 700 mm étaient possibles. Avec l'installation actuelle, les calculs jusqu'à 7 000 mm peuvent être vérifiés avec une grande précision par extrapolation.
Huit axes sont utilisés sous forme de vérins hydrauliques lors des tests pour représenter le mouvement de tangage tridimensionnel. Une puissance électrique de 300 kW et une puissance hydraulique de 600 kW permettent de réaliser les paramètres de test suivants : Un couple de 150 kNm à une vitesse nominale de 12,4 min-1 et une vitesse maximale de 60 min-1. La force axial couvre la plage de ± 6 MN, la force radiale ± 4 MN. Les forces d'essai résultent de la pression du vent pour une puissance de 6 MW, des forces de cisaillement dues à des vitesses de vent très différentes au sol et en altitude, ainsi que du moment de tangage en cas de rafales. Elles agissent sur la surface projetée du rotor ainsi que sur les leviers des pales de rotor de plus de 75 m de long. ASTRAIOS travaille donc avec un moment de tangage statique de ± 15 MNm et un moment de tangage et de lacet dynamique de ± 5 MNm. Les grandeurs de mesure force, moment, vitesse de rotation, température, débit, position, course, déplacement, vibration et particules sont prises en compte. 300 capteurs enregistrent ces paramètres, dont 100 à une fréquence de 1 kHz, les autres à une fréquence de 10 à 100 Hz. Au total, 8 vérins d'essai double tige de Herbert Hänchen GmbH effectuent les mouvements linéaires.
Quatre vérins hydrauliques radiaux et quatre vérins axiaux sont fixés au bâti de charge. Ils génèrent les charges et les moments réels qui se produisent dans une éolienne. Un groupe de pompage avec des niveaux de puissance de 200 kW, 400 kW et 600 kW entraîne ces actionneurs. La fréquence de base de l'installation est de 1 Hz, avec une superposition des forces, des vibrations jusqu'à 10 Hz sont possibles. Les vérins radiaux simulent le poids du moyeu de rotor avec les pales de rotor de plus de 100 t. Ils fonctionnent typiquement avec une course de 7 mm. Chacun de ces vérins radiaux de la série 320 de Hänchen a une force de 1 MN. Les vérins axiaux génèrent avec une force de 1,5 MN les charges de vent, qui se composent de la charge axiale statique ainsi que des moments dynamiques de tangage et de lacet. La course de seulement 1 mm témoigne de la haute capacité de performance de la bague d'étanchéité flottante Servofloat® de Hänchen utilisée. Une abrasion accrue a été éliminée par une optimisation des racleurs. « Lors de cette tâche et d'autres, nous avons eu une très bonne collaboration constructive avec Hänchen, même après la vente et le montage », souligne Korn.
Les vérins de la machine d'essai, qui sont régulés par la force et la position, sont en fin de compte des unités d'entraînement linéaires complètes. Les capteurs de position inductifs intégrés constituent un élément important. Le bloc-vanne, dont la construction est également très complexe, joue également un rôle important. Le spécialiste en hydraulique d'Ostfildern près de Stuttgart était responsable de l'intégration de l'ensemble de l'unité d'entraînement linéaire. Ce concept global sophistiqué a permis une mise en service sans pré-mise en service. « Tout a fonctionné immédiatement », souligne le responsable de la construction des bancs d'essai. « C'est un très grand art de l'ingénierie. »
La bonne collaboration des deux entreprises a été la base d'un banc d'essai superlatif qui a fait sensation dans le monde entier. Schaeffler, en tant que donneur d'ordre, est un fournisseur mondial de premier plan de roulements et de produits linéaires, ainsi qu'un fournisseur renommé de l'industrie automobile pour les composants et systèmes de précision dans le moteur, la transmission et le châssis. Avec environ 79 000 employés dans le monde et un chiffre d'affaires d'environ 11,2 milliards d'euros, Schaeffler est l'une des plus grandes entreprises industrielles familiales. La société Herbert Hänchen GmbH, fondée en 1925, est également une entreprise familiale qui, avec 210 employés, fournit des vérins hydrauliques à ses clients du monde entier depuis 1952. Pour de nombreux domaines d'application, les spécialistes de l'entraînement proposent des solutions de série, sans avoir à recourir à des constructions spéciales coûteuses avec un risque élevé de prototypes.
© Hänchen 2014
Notre compétence en tant que fabricant de bancs d'essai et de machines d'essai
Les projets complexes en interne et chez les clients font aujourd'hui de Hänchen un fournisseur de qualité fiable de machines d'essai complètes. Cela reflète notre développement de compétences de longue date - en commençant par la construction de vérins, en passant par les composants électroniques et les systèmes d'entraînement complets. Hänchen propose désormais à ses clients des machines complètes, y compris les axes d'entraînement, le dispositif antichute, le châssis et les éléments de machine.
- Vaste expérience dans la construction de machines spéciales de machines spéciales hydrauliques et électriques
- Expériences dans la conception et la réalisation systématisées et individuelles de projets clients
- Technique de mesure, de commande et de régulation, régulation en temps réel, acquisition de valeurs de mesure, capteurs, connexion de bus de terrain et évaluation
- Développement de notre propre logiciel modulaire, incluant une interface graphique pour la commande et le contrôle, ainsi que la communication au niveau du processus
- Concepts de sécurité complets jusqu'au niveau de performance PLe conformes à la directive Machines, conformité CE, logiciels de sécurité
- D'innombrables projets dans le domaine de la construction de bancs d'essai et du développement de machines d'essai complexes