Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Study of pitch bearings in wind turbines: a model based approach
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
En modell-baserad studie av vindturbinlager (Swedish)
Abstract [sv]

Dagens samhälle går mot en livsstil som präglas av möjligheter att göra allt fler hållbara val. För att minska koldioxidavtrycket krävs en fortsatt stabil omställning till förnyelsebara energikällor, i vilken vindkraften har en betydande roll. Det här projektet syftar till att, under statiska förhållanden, studera lagren i vindkraftverkens pitchsystem och deras prestation, att undersöka lastfördelningen mellan rullkropparna i lagren, samt att bestämma kontaktvillkoren mellan ytterring och rullkropp. Genom att anta kvasi-statisk belastning på rotorbladet under en rotation har lagrens lastfördelning beräknats. En förenklad modell genom finita elementmetoden har tagits fram där rullkropparnas styvhet modelleras på speciella kopplingselement, vilket förbrukar mindre beräkningstid men fortfarande ger ett korrekt resultat. Den största anledningen till utmattningsbrott hos lagren är lastens cykliska karaktär. Resultatet av beräkningen tyder på en ojämn fördelad belastning mellan rullkropparna där vissa rullkroppar ständigt upptar mer last än övriga. Dessutom har läget för maximala kontakttryck på rullkropparnas yta och hur det ändras med tiden beräknats. Lagret i vindkraftverkets pitchsystem kan tyckas relativt obetydligt jämfört med övriga komponenter, men en korrekt funktion av dessa är väsentlig för att uppnå en säker drift av vindkraftverken. Resultatet av denna studie belyser behovet av en alternativ lösning som är effektivare och optimerad för denna applikation.

Abstract [en]

The world today is heading towards a more sustainable lifestyle in every aspect ranging from the clothes worn, transportation and even energy generation. The change towards lowering the carbon footprint is a slow but steady process, in which the wind industry play a major role.The project’s aim is to study the behavior of the pitch bearing under constant wind load conditions, investigate the load distribution between the rolling elements in the bearing and finally to determine the contact conditions that exist between the raceways and the rollers. The bearing load is calculated by assuming a quasi-static loading as the blade completes one revolution. A simplified finite element model is then built where the stiffness of the rollers is modeled onto special connector elements, which consumes less computational resource and still delivers an accurate result.The cyclic nature of loading is one of the major source of fatigue failure of these bearings. The load distribution data suggests uneven loading of the rolling elements and how certain rollers in a particular position are always more heavily loaded than the others. The loading information is also used to map the position of maximum contact pressure on to the surface of the rollers and how it changes with time.At the first glance, the pitch bearing might appear relatively insignificant compared to rest of the components, but a proper functioning of these bearings is essential for safe operation of the WT (Wind Turbine). The results of this work have thrown light into the proficiency of these bearings and the need for an alternate solution that is more efficient and better optimized for this application.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 58
Series
TRITA-ITM-EX ; 2018:123
Keywords [en]
Contact simulation; Slewing Bearing; Pitch Bearing; Load distribution
Keywords [sv]
Kontaktsimulering; Pitchlager; Lastfördelning
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-232337OAI: oai:DiVA.org:kth-232337DiVA, id: diva2:1233722
External cooperation
Vattenfall R&D
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-07-19 Created: 2018-07-19 Last updated: 2018-07-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1802 kB)9 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1802 kBChecksum SHA-512
8394d2d59414264c6311de6feeb144fe155bcbb7bc28eb2f9841e1c5034286d8b0f532f7957effbbdf3ddc92e4c4c2fc6c48eddb5db9a997f1e0eaa95cc3555f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 9 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 29 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf