ピッチベアリング

ピッチベアリングはブレードベアリングとも呼ば れ、ローターハブとローターブレードを接続する現代の風力タービンのコンポーネントです。 ^{[1]ベアリングは、風力タービンの負荷と出力を制御するために必要な振動を可能にします。ピッチシステムは、空気力学的}迎え角を適応させることにより、ブレードを目的の位置に移動します。^[2]ピッチシステムは、タービンシステムの緊急ブレーキにも使用されます。^[3]

ピッチベアリングとして、主に大型の転がり軸受が使用されています。 ^[4]軸受は、両方向の大きな曲げモーメント、ラジアル荷重、軸方向荷重にさらされます。そのため、最先端の風力タービンの転がり要素はボールベアリングであり、2列4点接触で使用されます。つまり、各レースウェイは2つの点で支えられ、合計4つの点で支えられています。他の可能なオプションとしては、転がり要素の異なる配置や、多列円筒ころ軸受があります。^[5]現代の風力タービンのピッチベアリングは、直径が4メートルを超えることがあります。^[6]

潤滑剤の交換には多大な時間と費用がかかります。さらに、ハブは常に回転しているため、使用した潤滑剤はそのままにしておく必要があります。そのため、風力タービンのピッチベアリングは通常グリースで潤滑されています。ベアリングは動作中にさまざまな動作条件にさらされます。そのため、タービンの全稼働時間にわたって動作条件はグリースにとって非常に厳しいものになります。これまで使用されてきた工業用グリースは組成が非常に異なり、必ずしも摩耗を防ぐという望ましい結果につながるわけではありません。^[7]

ピッチベアリングの負荷と動作状況は、転がり軸受にとって比較的不利です。ベアリングは、ピッチシステムまたは風プロファイルからの振動によって生じる高負荷と小さな往復運動にさらされます。転動体と軌道面の間の小さな往復運動は、偽ブリネル化やフレッティング腐食などの摩耗現象につながる可能性があります。^[8]さらに、高負荷は接触楕円の切断につながる可能性があります。 ^[9]往復運動が小さいため、ベアリングの耐用年数^[10]と摩擦トルク^{[11]を推定する計算方法は、ピッチベアリングには使用できません。個別のピッチ制御などのピッチ制御の新しい制御概念は、異なる動作挙動[12]}につながり、最悪の場合、偽ブリネル化やフレッティング腐食^[13]を助長する可能性がありますが、最良の場合、そのような摩耗を軽減します。^[14]