Diseño de un Piñón de Imprimación para una corona de giro

El lubricante se aplica por medio de un piñón de imprimación también denominado “dummy wheel”. El piñón de imprimación, fabricado en un material especial, se sincroniza con la corona de giro o con el piñón de ataque. El piñón gira sin cargas, sobre un eje conectado a un plato de sujeción. El eje está taladrado y tiene conexiones de lubricación a ambos lados. El lubricante se suministra a las distintas capas del piñón desde el eje y fluye hacia el exterior por los flancos de los dientes. Cuando el piñón engrana, el lubricante se transfiere por contacto a la corona o al piñón de ataque. El piñón debe ser fabricado a medida para adaptarse a la forma del engrane. En función del diseño, el piñón de imprimación puede adaptarse al piñón o directamente a la corona en la zona de ajuste de las palas. En el primer caso, debe tenerse en cuenta que el lubricante se transfiere indirectamente a la corona. En el segundo caso, el lubricante puede ser aplicado directamente a los flancos de los dientes en un segmento de más de 90º. El piñón de imprimación es una solución perfectamente válida para el engrase de la corona.
El sistema de orientación Yaw, normalmente accionado por engranes piñón-corona, es uno de los componentes más sensibles, por su tamaño y la dificultad intrínseca del aporte de lubricantes adhesivos sobre una superficie, en los rangos de temperatura entre los que el aerogenerador es productivo. Engrase por pulverización utilizando aire comprimido. La pulverización es un modo de aplicar lubricante a los dientes de una corona que ha sido probado con éxito en un multitud de aplicaciones industriales. En los sistemas convencionales de pulverización, el lubricante se pulveriza con la ayuda de aire comprimido a los flancos de los dientes mediante boquillas de gran ángulo. Mediante una alineación óptima de las boquillas se logran excelentes resultados, al minimizarse el consumo de lubricante se mantiene limpia la zona. En un sistema de pulverización el lubricante se suministra desde la bomba y por medio de distribuidores progresivos llega hasta las boquillas pulverizadoras. Los pistones integrados operan dependientemente, lo que quiere decir que el propio lubricante abre el canal de aire dentro de la boquilla, permitiendo su pulverización. En el instante que se ha producido la pulverización, el canal de aire se cierra. Este diseño facilita la monitorización eléctrica del funcionamiento y reduce el consumo de aire. Todavía no está disponible el aire comprimido en los aerogeneradores y la instalación de un compresor es difícil. Una vez se supere el problema, este sistema de lubricación se impondrá como el método ideal para la aplicación de lubricante adhesivo a los engranajes.

Lubricación de la corona de giro

El sistema de giro (yaw) es común para todos los aerogeneradores. Consiste en un engranaje abierto que alinea la turbina hacia el viento. Si el rotor también dispone de sistema de orientación (pitch), entonces habrá tres ejes más en el buje. La reductora de giro esta relativamente accesible comparada con el ajuste de las palas en el rotor, de forma que es factible llegar a los puntos mediante un sistema de lubricación. La situación es diferente con el ajuste de las palas al rotor. Aquí sólo se usa un segmento de 90º. Esto lo hace muy dificultoso por el hecho de que alrededor del 90% del tiempo de producción de un aerogenerador, las palas permanecen en lo que se conoce como ‘posición 0’ y se ajustan sólo mínimamente. Por consiguiente, solamente dos o tres de los engranes están expuestos a las extremas cargas durante el 90% del tiempo. La lubricación convencional de este segmento de dientes sólo se puede dar si las palas del rotor giran 90º durante una sesión para mantenimiento. Sin embargo, como normalmente esta operación no puede llevarse a cabo sin desconectar la turbina, sólo hay dos opciones para lubricar los engranajes del rotor:
– lubricación durante las fases naturales inactivas (sin viento)
– intervalos obligatorios de mantenimiento (asociados a perdidas de producción). Existe la posibilidad de que la capa de lubricante llegue a ser insuficiente antes de que finalice un periodo de producción, provocándose daños en los engranajes. Para la lubricación de una corona existen, fundamentalmente, dos métodos válidos que pueden implementarse en los aerogeneradores.
1. Lubricación mecánica, mediante Piñón de Imprimación 2. Lubricación por Pulverización, utilizando aire comprimido

Sistemas de circulación de aceite para multiplicadoras

Muchos de los fallos de funcionamiento son consecuencia de un fallo del multiplicador, y están directamente relacionados con una lubricación insuficiente o inadecuada y con una falta de rutina de mantenimiento. El rendimiento de la turbina depende en gran medida del rendimiento del multiplicador. Actualmente, el método más común para la lubricación del multiplicador consiste en una lubricación mediante baño por inmersión. Cada inmersión es una lubricación aleatoria que se presupone suficiente para todas las condiciones de operación que se necesiten. Suficiente cantidad de aceite en los engranajes y rodamientos. Pureza aceptable del aceite, en lo que a partículas contaminantes se refiere (incluso aire y agua), y temperatura adecuada.
Viscosidad mínima del aceite perfectamente definida, para todas las condiciones de trabajo. Ninguno de estos parámetros es totalmente cumplido en una lubricación por inmersión. Si la cantidad fuera suficiente y correctamente distribuida, entonces sería necesario bombear desde el fondo del cárter para asegurar una correcta distribución. Con medios normales, el aire y el agua no se pueden eliminar del fondo y reducen el rendimiento. Para lograr que el aceite mantenga una viscosidad constante debe ser enfriado y calentado, por lo que debe incorporarse algún sistema de calentamiento de aceite. La refrigeración del aceite ha de instalarse en un circuito separado.