حلقات تحمل توربينات الرياح هي المكونات الأساسية التي تدعم الحركة الدورانية في توربينات الرياح. تُستخدم بشكل أساسي في محامل الانحراف ومحامل تنظيم زاوية الشفرة لضمان التشغيل المستقر لتوربينات الرياح.
حلقة محمل توربينات الرياح هي مكون أساسي في توربينات الرياح يدعم الحركة الدورانية. تتكون من حلقة داخلية وحلقة خارجية وعناصر دوارة وقفص المحمل وجهاز مانع للتسرب ونظام تزييت. تنقل الأحمال من خلال الاتصال المتدحرج بين عناصر التدحرج والحلقات الداخلية والخارجية، مما يتيح حركة دوران منخفضة الاحتكاك. تُستخدم بشكل أساسي في محامل الانحراف ومحامل تنظيم زاوية الشفرة، مما يضمن التشغيل المستقر لأنظمة توربينات الرياح.
يؤثر اختيار المواد بشكل مباشر على عمر المحمل وموثوقيته. يحقق الفولاذ السبائكي عالي القوة 42CrMo، بعد التبريد والتلطيف، صلابة أساسية تتراوح بين 270-320 HB، مع صلابة قلب عالية، مما يجعله مناسبًا لمحامل الانحراف. يتم استخدام الفولاذ المكربن مثل 20Cr2Ni4A، مع صلابة سطحية بالكربنة والتبريد من 58-62 HRC وصلابة القلب من 35-45 HRC، لمحامل تنظيم زاوية الشفرة لمقاومة التآكل الناتج عن الصدمات. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ مثل G95Cr18 في البيئات الساحلية شديدة التآكل.
تعمل توربينات الرياح في بيئات معقدة، ويجب أن تتمتع حلقات محمل توربينات الرياح بقدرة تحمل عالية ومتانة. وعلى الرغم من عدم تحديد الضغط الاسمي بشكل مباشر، إلا أنه يمكن قياس قدرتها على تحمل الأحمال من خلال معلمات مثل تصنيف الحمل الديناميكي المقدر الأساسي الشعاعي (Cr)، وتصنيف الحمل الديناميكي المقدر الأساسي المحوري (Ca لمحامل الانحراف، عادةً ≥2000 كيلو نيوتن)، والحمل الأقصى (عامل الأمان 1.5 مرة في ظل ظروف الرياح الشديدة). بالنسبة للبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة (على سبيل المثال، أقل من -20 درجة مئوية)، يجب أن تجتاز المواد اختبارات التأثير في درجات الحرارة المنخفضة (طاقة التأثير ≥27 جول) لضمان استقرار الضغط في درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
يرتبط حجم حلقات تحمل توربينات الرياح بشكل إيجابي بقدرة الوحدة.
الوحدات الصغيرة (≤2 ميجاوات): القطر الخارجي 1.5-3 م، العرض 100-200 مم؛
الوحدات المتوسطة (3-6 ميجاوات): القطر الخارجي 3-6 م، العرض 200-400 مم؛
الوحدات الكبيرة (≥8 ميجاوات): يمكن أن يصل القطر الخارجي إلى 8-12 م، العرض ≥500 مم، مما يتطلب تجميعها بعد تطريقها في أقسام.
يؤثر أداء الختم بشكل مباشر على عمر المحمل ودورة صيانته. تشمل أنواع أسطح الختم الشائعة أختام التلامس (أختام مطاطية مزدوجة الشفة، أختام مطلية بـ PTFE) وأختام غير تلامسية (أختام متاهة، أختام مغناطيسية).
تحقق حلقات محمل توربينات الرياح موثوقية عالية في البيئات القاسية من خلال مواد عالية القوة وتصميم هيكلي دقيق وتقنية ختم متعددة الطبقات. يستمر حجمها في التوسع مع اتجاه توربينات الرياح الأكبر حجمًا، ويجب أن تتوافق قدرتها على تحمل الأحمال بشكل صارم مع معايير IEC وأطياف أحمال الرياح الديناميكية، مما يعمل كضمان أساسي لأنظمة توربينات الرياح لتحقيق عمر افتراضي يزيد عن 20 عامًا.
