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Communiqués de presse

Schaeffler au salon WindEnergy 2018 (hall B5, stand 234)

Schaeffler augmente la fiabilité des roulements des éoliennes en apportant des mesures constructives et des solutions Industrie 4.0

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Schaeffler propose maintenant son palier à bride FAG destiné au rotor sous forme de système complet composé d’un roulement compact, du lubrifiant et de capteurs. Différents capteurs peuvent être utilisés pour la surveillance pendant le fonctionnement.

14/08/2018 | Haguenau

Continuer à infléchir les coûts de production d’énergie est, et restera, le défi majeur de l’industrie éolienne. Les roulements Schaeffler qui se distinguent par une fiabilité et une rentabilité accrues apportent une contribution majeure à cet objectif. À l’occasion du salon WindEnergy 2018, Schaeffler présentera des produits innovants avec une durée de vie accrue et équipés de capteurs intégrés, ainsi que des services digitaux pour un fonctionnement optimisé des éoliennes.

Le fonctionnement et la performance d’une éolienne sont largement influencés par la qualité des roulements qui les équipent, car ce sont eux qui absorbent la totalité des charges – qu’ils soient dans la transmission ou utilisés comme roulement principal. Leur fiabilité et leur rentabilité déterminent largement les coûts de production d’électricité. C’est pourquoi Schaeffler développe systématiquement des produits optimisés et innovants permettant d’augmenter la capacité de charge et la capacité à encaisser des efforts des roulements et par conséquent des éoliennes. D’une part, Schaeffler ne cesse d’optimiser les performances, la robustesse ou le processus de montage et d’entretien de ses solutions de roulement éprouvées. D’autre part, il équipe ses roulements de capteurs pour mieux en identifier les différents états opérationnels et leurs impacts sur les roulements. Fort des données opérationnelles relevées, Schaeffler peut mettre son expertise en matière de roulements à la disposition des exploitants, ce qui leur permet d’adapter les interventions de maintenance aux besoins réels ainsi que leur stratégie opérationnelle.

À l’occasion du salon WindEnergy à Hambourg, Schaeffler présentera de nouveaux roulements optimisés, des composants et systèmes intelligents pour les solutions Industrie 4.0, des services digitaux et une nouvelle procédure de contrôle.

Roulements à rotule sur rouleaux asymétriques FAG : une gamme en qualité X-life
C’est en 2015 que Schaeffler a présenté pour la première fois les roulements à rotule sur rouleaux FAG destinés à équiper les paliers principaux des rotors. Utilisés entre temps dans de nombreuses éoliennes, ces roulements ont été perfectionnés pour constituer une série complète selon le standard X-life. La conception asymétrique des roulements permet d’avoir un angle de pression plus important sur la rangée d’éléments roulants soumise aux charges axiales et un angle de pression plus plat sur la rangée principalement soumise aux charges radiales. Cette répartition de la charge optimisée en fonction du profil de charge typique des roulements de rotor permet une réduction de la taille des roulements. Grâce à cette conception revisitée, les constructeurs d’éoliennes peuvent réduire la taille de la transmission sans rien perdre des performances de l’installation ou concevoir des éoliennes dotées de rotors d’un diamètre supérieur ou plus puissantes. Pour les exploitants d’éoliennes, il en résulte la possibilité, en utilisant un roulement asymétrique comme pièce de rechange, d’augmenter la robustesse de leurs installations. D’autres améliorations de performance sont possibles avec l’utilisation des revêtements Schaeffler comme par exemple le Durotect B pour une meilleure robustesse ou le Triondur pour une protection optimale contre l’usure.

Le pack solutions 4.0 : roulements de rotor équipés de capteurs
L’exploitation des données réelles sur l’état des roulements en service offre un grand potentiel afin d’améliorer encore les roulements équipant la transmission et l’ensemble du système global et d’optimiser le fonctionnement de l’installation. L’analyse et l’interprétation des données relevées permettent par exemple de définir plus précisément les facteurs de sécurité et, si nécessaire, de les améliorer. En étroite coopération avec ses clients, Schaeffler conçoit des capteurs lui permettant d’identifier et de détecter les mécanismes d’endommagement pertinents pour les roulements. Par exemple, Schaeffler développe le LoadSense-Pin pour des paramètres spécifiques qui ne sont pas encore surveillés pendant le fonctionnement de l’installation mais qui représentent une valeur ajoutée pour l’exploitant : la précontrainte des vis utilisées pour fixer les paliers de rotor qui sont prémontés sur la construction environnante exerce une influence directe sur les performances et la durée de vie du roulement. En effet, ce vissage participe, lui aussi, à la répartition de la charge dans le roulement. Le LoadSense-Pin permet de surveiller la précontrainte des vis du palier à bride pendant son fonctionnement et de resserrer les vis en cas de besoin. Le contrôle régulier de la précontrainte devient donc inutile. Il en résulte une augmentation de la fiabilité des paliers et une diminution des coûts de maintenance.

Analyses conditionnelles échangées via la communication Cloud-to-cloud
Sur la base des charges réelles relevées pendant le fonctionnement de l’éolienne et en utilisant les modèles experts qu’ils ont élaborés conjointement, Schaeffler et ZF établissent des analyses et des pronostics sur l’état de la transmission. L’échange des données générées par ZF et analysées par Schaeffler se fait par la communication Cloud-to-cloud. Ainsi, ZF peut intégrer le savoir-faire du spécialiste des roulements dans sa gestion de la maintenance et des pièces de rechange et intervenir de manière proactive grâce à l’analyse des données opérationnelles que lui livre Schaeffler. Dans un premier temps, Schaeffler fournit des analyses sur la fatigue des roulements et le facteur de sécurité statique des différents roulements de la transmission.

Test de robustesse des roulements de rotor
Grâce à sa simulation de charge réaliste, le banc d’essai pour roulements de grande dimensions ASTRAIOS de Schaeffler livre depuis 2011 des informations précieuses que nous utilisons pour développer des nouvelles solutions de roulement et pour optimiser les modèles de simulation et de calcul. Fort de cette longue expérience unique dans le contrôle des roulements de rotor pour éoliennes multi mégawatts, Schaeffler vient de développer un test de robustesse. Si la tenue à la fatigue est bien prise en compte dans la configuration des roulements de rotor du secteur éolien, elle est moins pertinente pour la durée d’utilisation réelle du roulement. En effet, souvent, avant même la fatigue, d’autres mécanismes de défaillance entrent en jeu. Aussi le test de robustesse porte-t-il sur les mécanismes de défaillance et les conditions de stress en fonctionnement qui ne peuvent pas être décrites par la tenue à la fatigue classique. Les roulements faisant l’objet du test de robustesse sont soumis à des cas de charges sélectionnés de telle manière qu’en l’espace de quelques mois seulement, on leur fait subir des événements, charges et sollicitations correspondant à quelque 20 à 25 ans de fonctionnement d’une éolienne et représentant la dynamique spécifique de la sollicitation du roulement de rotor. Avec ces tests spécifiques proches de la réalité, Schaeffler fournit à ses clients une sécurité conceptuelle allant bien au-delà des standards internationaux existants.

Les roulements résistants aux WEC : la recommandation de Schaeffler continue à faire ses preuves
La fiabilité des roulements équipant les éoliennes est impactée par un phénomène qu’on appelle les « White Etching Cracks“ (WEC). Il s’agit de la modification de la structure du matériau sous le chemin de roulement. Schaeffler est en mesure de reproduire les dommages liés aux WEC sur ses bancs d’essai et de développer les mesures préventives appropriées sur la base des informations obtenues par les tests.

Pour réduire les dommages résultant des WEC de manière efficace et économique, Schaeffler préconise une trempe à cœur des roulements en combinaison avec le revêtement Durotect B appliqué aux bagues et aux éléments roulants. Une recommandation éprouvée : sur le million de roulements brunis ou revêtus de Durotect B fabriqués et livrés par Schaeffler depuis 2005 pour être montés dans des applications concernées par les WEC, moins de 0,01 % des roulements a subi ce phénomène.

Editeur : Schaeffler France
Pays d’édition : France

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