近年来，随着运营商和原始设备制造商寻求通过建造更少的更大和更高效的涡轮机来优化发电成本，风力涡轮机的尺寸显着增加。虽然这些将产生比制造、安装和维护更多的能量，但更大的单元确实提出了重大挑战。
在机械方面，尺寸的增加意味着整个设备产生的负载增加，这反过来导致系统中几乎每个组件都承受更大的压力，尤其是旋转和传动组件。
密封性能
用于密封轴承和旋转轴的类型的弹性旋转唇形密封件采用了多年以来几乎没有变化的长期密封设计，现在需要以更低的成本实现新的性能水平。由于大型风力涡轮机主轴上的负载高到足以导致轴承弯曲和变形，因此它依靠密封件来应对任何偏心运动，同时仍履行其防止润滑剂逸出和润滑剂进入的预期职责。污染。
唇形密封件最初也设计用于使用油作为润滑剂，其密封原理依赖于在轴表面上的薄油膜上运行的密封唇。然而，在现代风力涡轮机中，绝大多数轴承现在使用高性能润滑脂进行润滑，为轴承密封的运行带来了全新的动力。
随着涡轮机现在有望实现 20 多年的工作寿命以及行业推动实现更高的负载能力，除了长寿命之外，还需要提供效率优势的组件。
为了提高负载率和降低总体发电成本，涡轮机的所有元件都受到密切的成本审查，迫使整个供应链寻求降低成本的方法，同时满足日益增长的性能要求。恶劣的运行环境和涡轮机尺寸的增加。
面对这些日益严峻的挑战，James Walker 决定仔细研究风能行业所需的大直径唇形密封件的每一个元素，看看可以采取哪些措施来满足当前和未来的需求。没有什么是禁区。
作为这项调查的一部分，并与风能行业的客户合作，进行了详细的有限元分析 (FEA) 建模和内部动态测试，并导致 James Walker 重新设计了其现有的密封唇 Walkersele。通过将 Walkersele 分解为其“组成部分”并在每个领域进行小而显着的改进，James Walker 采用了已经成功且经过验证的产品，并推动其提供更高水平的可靠性和性能以满足客户需求。
确定“手指”弹簧将提供必要的帮助以适应偏心/偏转并在轴上的所有点保持恒定/线性唇形载荷，建模技术还允许工程师改进弹簧设计，优化材料和密封直径。
一旦优化了密封元件，重点就转移到了背衬材料上，综合实验和测试计划的结果是一种新的创新橡胶/玻璃纤维复合材料，其中玻璃束沿圆周排列，提供增强的尺寸稳定性，同时保持充分的灵活性使这种结构的大直径密封件更容易安装到其外壳中。
这款名为 Walkersele X-Gen 的新产品应对了涡轮机设计尺寸不断增加所带来的挑战——保持对偏转轴或外壳的有效密封和增加偏移量，以及在密封面的整个圆周上增强密封力的保持力。
支持运维需求
在整个项目中，James Walker 一直与许多 OEM 合作，以测试诸如外壳中的密封旋转、唇部负载、泄漏性能和预期寿命等因素。
产品开发和验证测试均在英国 James Walker 弹性材料卓越中心内部进行。然后，OEM 使用商业生产的密封件在全尺寸外壳/轴/轴承装置上进行进一步的真实模拟测试。
由于下一代涡轮机所需的密封尺寸，新的玻璃弹性体材料的连接能力也通过了全面的扭转和弯曲运动机制进行了全面测试。从这些结果得出的结论是，新材料在整个连接区域提供了牢固的均匀粘合，等于或优于任何替代背衬结构所观察到的粘合。
开发的解决方案在保持轴接触和防止泄漏或污染物进入方面表现出出色的能力，即使在面临偏心运行或极端轴偏转时也是如此。
随着技术的进步和涡轮机需求的变化和增加，能够依靠密封技术来降低风险和不必要的计划外维护非常重要。这种特殊密封件的重新发明旨在做到这一点，通过延长密封件寿命来优化效率，最终让操作员高枕无忧。
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