Solução de falhas prematuras em rolamentos de eixo principal

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Solução de falhas prematuras em rolamentos de eixo principal

Por que rolamentos TDI são um dos favoritos no setor de energia eólica

Conforme o setor de energia eólica cresce, também aumenta a demanda por peças e serviços que o tornam possível. Os investimentos da Timken em energia eólica nos últimos 15 anos estão gerando retorno para a empresa, com crescimento da receita de energia eólica para 17% de CAGR nos últimos 5 anos, mais do que o dobro da taxa de crescimento do setor.

A Timken atende ao setor com vários produtos, como revestimentos, sistemas de lubrificação e produtos de controle de torção. Rolamentos de alta tecnologia desempenham uma função essencial no trabalho com energia eólica e o rolamento de rolos para eixo principal TDI (cônico interno duplo) é uma das principais recomendações.

Conversamos com Caleb Chovan, engenheiro de aplicação chefe de apoio ao setor de energia eólica sobre por que o TDI é uma mudança tão grande.

Uma das melhores coisas do meu trabalho é ter a liberdade de projetar e criar produtos novos e inovadores para o mercado.Caleb Chovan Engenheiro mecânico chefe

P: Por que o rolamento TDI foi originalmente desenvolvido para turbinas eólicas?


Chovan: O TDI foi desenvolvido para um grande problema que o setor estava enfrentando. Muitas soluções de OE (equipamento original) tinham um SRB (rolamento autocompensador de rolos) para o eixo principal, mas, quando as turbinas alcançaram 1,5 MW de potência, esses rolamentos começaram a falhar muito antes do planejado.

A troca era extremamente cara, às vezes incluindo uma taxa de serviço de guindaste de US$ 150.000, uma despesa não planejada muito grande para qualquer empresa que tentava ganhar dinheiro com uma turbina eólica que deveria durar 20 anos, mas que apresentou falhas em seis ou oito anos.

Um de nossos clientes, um produtor de energia eólica nos Estados Unidos, tinha um grande número dessas turbinas instaladas em parques eólicos em diferentes partes do país. Nossos engenheiros trabalharam com o cliente para desenvolver um rolamento de rolos cônicos que pudesse substituir o rolamento autocompensador original e proporcionar um desempenho melhor.

P: Os engenheiros da Timken receberam prêmios pelo trabalho deles com revestimentos. Por que não apenas aplicar um revestimento a um SRB de reposição?



Chovan: O revestimento ES302 Timken pode prolongar significativamente a vida útil do rolamento sem alterar o projeto do rolamento, o que certamente é uma opção para rolamentos de eixo principal. O revestimento protetor agrega uma segunda linha de defesa para retardar o processo de desgaste causado pelo deslizamento entre os rolos e a pista. Esse deslizamento causa desgaste excessivo da pista de rolamento e pode causar falha prematura do rolamento.

A substituição do SRB por um TDI, por outro lado, foi projetada para eliminar o deslizamento dos rolos e também prolongar a vida útil dos rolamentos da caixa de transmissão. SRBs, por projeto, têm uma pequena folga, o que pode gerar um eixo principal flutuante que pode se movimentar axialmente. Quando se movimenta muito, ele aplica cargas indesejadas à caixa de transmissão, que fica bem atrás do rolamento do eixo principal.

A divisão de P&D da Timken trabalhou diretamente com os clientes para desenvolver os revestimentos resistentes a desgaste ES302. Leia como os resultados aumentam drasticamente a vida útil para aplicações em energia eólica, agricultura, aeroespaciais e outras.


Ao adotarmos um TDI, podemos criar um sistema rígido sem nenhuma folga no rolamento, essencialmente travando o rolamento no lugar e forçando-o a suportar todas as cargas para as quais foi projetado para suportar. Portanto, nenhuma dessas cargas é transferida para os rolamentos de caixa de transmissão. Trabalhamos com os clientes para decidir qual solução faz mais sentido para o caso de uso deles.

O rolamento TDI foi projetado para eliminar o deslizamento dos rolos em eixos principais de turbinas eólicas.

P: Como foi o desempenho dos rolamentos TDI em campo ao longo do tempo?


Chovan: Inspecionamos um protótipo após dois anos de operação e ele estava em ótimas condições. Parecia quase novo. Dois outros foram removidos recentemente após cinco anos e meio de operação em turbinas que foram atualizadas com equipamentos de mais megawatts. Dados iniciais indicam que esses rolamentos teriam durado muito mais tempo do que os rolamentos OE originais se o equipamento não tivesse sido atualizado.

O setor está passando por mudanças contínuas e transformadoras, portanto, pode demorar muito para se comprovar a utilidade de uma nova tecnologia. O que está claro é que os TDIs da Timken ficaram mais populares entre nossos clientes do setor de energia eólica, que os usam cada vez mais para substituir rolamentos com falha em suas frotas de turbinas.

Portanto, atualmente estamos trabalhando em uma nova versão do TDI que transformará os processos de manutenção de turbinas em campo. Não vejo a hora para falar mais sobre isso com os clientes.

P: Como é trabalhar no campo de energia eólica neste momento da história?


Chovan: É um setor muito jovem, que está crescendo muito rapidamente. A geração de eletricidade global por vento aumentou 11% em 2020. Todos estão correndo para descobrir as melhores soluções, portanto, é incrivelmente desafiador e gratificante contribuir para todas as ideias concorrentes que estão ajudando a levar mais energia sem emissões para mais casas e empresas em todo o mundo.

Tem sido divertido assistir: conforme os custos diminuem, mais investimentos são feitos e, de repente, temos um setor que faz sentido não apenas do ponto de vista climático, mas também do ponto de vista de viabilidade de negócios.

Para obter mais detalhes sobre como a Timken está melhorando a vida útil de rolamentos em eixos principais e caixas de transmissão de turbinas eólicas, leia o relatório técnico.