قهرمانان ناخوشایند از باد: شیرجه عمیق به لنت های اصطکاک توربین بادی

نقش های مهم: بیش از ترمز

لنت های اصطکاک در یک توربین بادی دو کارکرد اصلی را ارائه می دهند:

1. کنترل سیستم خمیازه: سیستم خمیازه وظیفه چرخاندن نچل (محفظه حاوی ژنراتور و گیربکس) را بر عهده دارد تا تیغه های روتور را مستقیماً به سمت باد نگه دارند. این حداکثر میزان ضبط انرژی را به حداکثر می رساند و بارهای نامتقارن روی ساختار را به حداقل می رساند. مکانیسم خمیازه به طور معمول از یک چرخ دنده بزرگ و ترمزهای خمیازه چندگانه استفاده می کند. این ترمزها به عنوان گیره عمل می کنند و فشار مداوم را از طریق لنت های اصطکاک اعمال می کنند تا نچل را به طور محکم در مقابل نیروی باد نگه دارد. لنت ها باید در حالی که امکان انتشار صاف و کنترل شده و تنظیمات بدون چوب- slip (حرکت تند و تیز) را فراهم می کند ، یک چنگک قوی و استاتیک فراهم کند.

2. سیستم ترمز اولیه: ترمز اصلی روتور یک سیستم ایمنی مهم است. نقش اصلی آن این است که روتور را به یک توقف کامل برای نگهداری ، در حین خاموش کردن اضطراری (به عنوان مثال در شرایط طوفان) یا به عنوان پشتیبان از سیستم ترمز آیرودینامیکی (تیغه تیغه) برساند. این برنامه نیاز به اتلاف انرژی عظیم و فوری دارد. لنت های اصطکاک باید مقادیر عظیمی از انرژی جنبشی را به گرما تبدیل کنند بدون اینکه نتوانند ، ضریب پایدار و زیاد اصطکاک را حفظ کنند ، حتی اگر درجه حرارت در طی یک رویداد ترمز افزایش یابد.

علم مادی: قلب موضوع

عملکرد شدید نیاز دارد که لنت های ترمز سبک -} را رد می کند. لنت های اصطکاک توربین بادی کامپوزیت های پیشرفته هستند ، که به طور معمول در سه دسته قرار می گیرند:

فلز سینتر: ساخته شده توسط فیوز کردن پودرهای فلزی (مانند آهن ، مس ، فولاد) تحت گرما و فشار. آنها در مدیریت درجه حرارت بالا و گرمای پراکنده بسیار عالی هستند اما می توانند در دیسک های ترمز مخالف (ایجاد سایش) سخت تر باشند و ممکن است در محیط های بسیار سرد و خورنده دریایی عملکرد ضعیفی داشته باشند.

کامپوزیت های ارگانیک (رزین - پیوند شده): اینها از یک ماتریس تقویت کننده مواد (مانند الیاف آرام ، الیاف شیشه ای یا پشم معدنی) استفاده می کنند که توسط یک رزین درجه حرارت بالا- که در کنار هم قرار دارند ، استفاده می کنند. آنها به طور کلی در دیسک ها ساکت تر و ملایم تر هستند اما ممکن است دامنه دمای بهینه باریک تری داشته باشند و می توانند در زیر بارهای سنگین سریعتر بپوشند.

سرامیک -} فلزی (cermet) و کامپوزیت های پیشرفته: این لبه برش است. این مواد ذرات سرامیکی را برای سختی و پایداری حرارتی با عناصر فلزی برای استحکام و هدایت حرارتی می آمیزند. کامپوزیت های ارگانیک جدید از الیاف پیشرفته کربن و آرام استفاده می کنند. هدف ماده ای است که سایش کم ، اصطکاک بالا و پایدار ، مقاومت در برابر محیط زیست و مدیریت گرمای عالی را ارائه می دهد.

چالش های کلیدی عملکرد

طراحی پد اصطکاک کامل یک عمل متعادل کننده است:

مقاومت محو: پد نباید اثربخشی ("محو شدن") را از دست بدهد.

میزان سایش: ساییدگی کم فواصل نگهداری ، یک عامل مهم برای مزارع از راه دور دریایی است.

ثبات: ضریب اصطکاک باید تحت هر شرایطی قابل پیش بینی باشد تا عملکرد سیستم کنترل دقیق امکان پذیر باشد.

سازگاری محیطی: مس ، یک ماده مشترک ، به دلیل سمیت آن در زندگی آبزیان در حال فاز است. لنت ها همچنین باید در برابر اسپری نمکی ، رطوبت و اشعه ماوراء بنفش مقاومت کنند.

دوستی روتور: لنت ها باید ترمز مؤثر و بدون ایجاد سایش بیش از حد یا گلزنی به دیسک های ترمز گران قیمت را فراهم کنند.

آینده اصطکاک

گرایش به سمت توربین های بزرگتر و گسترش انبوه باد برون مرزی ، آینده فناوری پد اصطکاک را نشان می دهد. تمرکز بر توسعه لنت های "باهوش تر" است که با سیستم های نظارت بر شرایط ادغام شده اند. سنسورها می توانند سایش پد را در زمان واقعی - ردیابی کنند و دما را کنترل کنند ، و این امکان را برای نگهداری پیش بینی کننده و از بین بردن خرابی بدون برنامه ریزی فراهم می کند. علاوه بر این ، درایو پایداری ، تحقیقات را در مورد مواد اصطکاک کاملاً قابل بازیافت و محیط زیست خنثی سوق می دهد.

در پایان ، لنت های اصطکاک توربین بادی نمونه ای کامل از یک مؤلفه است که در آن نوآوری تخصصی و تخصصی مزایای خارجی را به کل صنعت ارائه می دهد. تکامل آنها برای دستیابی به قابلیت اطمینان ، ایمنی و هزینه- اثربخشی مورد نیاز برای نیروی باد برای تحقق پتانسیل های خود به عنوان یک رهبر انرژی جهانی بسیار مهم است.