Sistema de fijación para aerogeneradores y método de colocación del mismo.

Sistema de fijación para aerogeneradores caracterizado por estar formado por una brida delantera (9) y una brida trasera (8) solidarias entre sí,

que se soportan sobre el eje rotatorio hueco (2) y se unen al sistema de pitch que componen los rodamientos (6) del eje y la pieza en estrella (4). El método de fijación une la brida trasera (8) al eje hueco (2) con un collarín cónico (10) y por mediación de unos casquillos (11) distanciadores se une también a la brida delantera (9). El collarín (10) transmite por fricción mayores momentos y esfuerzos axiales mejorando el sistema de fijación, y la orientación de los tornillos del collarín (10) y de los tornillos (12) de los casquillos distanciadores (11) facilitan la inspección y el mantenimiento.

SISTEMA DE FIJACiÓN PARA AEROGENERADORES y METODO DE COLOCACION DEL MISMO

Objeto de la invención.

El objeto de la invención es un sistema de fijación que une mediante una brida el eje hueco con el sistema de pitch. De igual forma se describe el método llevado a cabo para su instalación en el interior del buje.

Los aerogeneradores son máquinas que tienen gran cantidad de componentes mecánicos de diferente naturaleza y que están sometidos a

Dentro del buje del aerogenerador que nos ocupa, se dispone el sistema de pitch, formado por un actuador hidráulico que mueve un eje empujador interior al eje hueco. El eje empujador mueve a su vez la pieza en forma de estrella, que transmite el movimiento a las tres palas. La unión entre dicho eje hueco y la brida que soporta la caja de rodamientos del sistema de pitch es un elemento sometido a gran esfuerzo. Además, por su disposición no es muy accesible y ello dificulta realizar revisiones periódicas y mantenimiento. Para evitar problemas con esta unión y como parte de un mantenimiento predictivo, se propone un nuevo sistema de fijación por mediación de una brida.

La citada brida tiene la principal característica de ser doble, lo que conlleva a las siguientes ventajas:

• Modifica el camino de cargas producidas por acción del viento en el sistema de pitch de la máquina. Esta nueva brida reforzada tiene mejores prestaciones en cuanto a propiedades mecánicas pudiendo transmitir por

fricción (a través del refuerzo) mayores momentos y esfuerzos axiales.

• Es una solución accesible y por tanto se puede inspeccionar

visualmente para su posterior mantenimiento.

• Es de fácil montaje en campo, pudiendo usarse herramientas

5 convencionales (no son necesarias herramientas hidráulicas) .

• No depende del estado de la estrella y ni del eje hueco, así como

tampoco del ajuste entre dichos elementos. Si la máquina sufriera alguna

rotura en los tornillos de unión entre el eje hueco y la brida del eje hueco y

continuara funcionando con los tornillos de dicha unión rotos, se produciría

10 un desgaste con significativa pérdida de material en el eje hueco y se

dañaría la geometría interna del taladro de la estrella. Esto puede provocar

una pérdida del ajuste entre ambos elementos lo que aumentaría la

frecuencia y el número de incidencias en esta avería. En el montaje del

refuerzo de la unión utilizando doble brida no intervienen las zonas

15 desgastadas de estos elementos, por lo que el éxito de la solución es

independiente del estado de la estrella y el eje hueco.

• Es una solución compatible con el resto de soluciones que se han

implementado anteriormente en parques de aerogeneradores, como el

refuerzo de la unión atornillada colocando pines a cortadura entre el eje

2 O hueco y la estrella, el uso de una chaveta entre la estrella y el eje hueco o el

aumento de la calidad de los tornillos de la unión.

Descripción de la invención

25 Es un objeto de la invención reforzar el sistema de pitch de los

aerogeneradores y más concretamente la unión atornillada en el eje hueco

(la correspondiente a la brida de dicho eje hueco) aumentando sus

propiedades mecánicas y evitando la fatiga de esta unión.

Es otro objeto de la invención desarrollar un método para instalar la

3 O brida doble de refuerzo que se dispone sobre la pieza en estrella cuya

traslación mueve el pitch de cada pala. El método tiene que seguir unos

determinados pasos para su instalación como son el desmontar el sistema

de pitch dentro del buje y seguidamente montar el conjunto de refuerzo.

Estos y otros objetivos se logran con una doble brida formada por una

35 brida delantera y una brida trasera, acopladas a ambos lados de la pieza en

estrella a través de unos casquillos fijados mediante tuercas.

La brida trasera se dispone sobre el eje hueco y se acopla al sistema

de pitch que forma la pieza en estrella. Es decir, la brida trasera se fija a la

estrella de forma indirecta a través de su unión con la brida delantera. Es la

5 brida delantera la que se fija a la estrella. Esta última unión se lleva a cabo

mediante una serie de tornillos exteriores existentes en la caja de

rodamientos. No es una unión directa entre la brida trasera y la estrella, es

una unión indirecta.

La brida delantera tiene unos orificios radiales. Los dispuestos en el

10 exterior son para su unión con la caja de rodamientos y los orificios interiores

son la unión original entre la brida y el eje hueco.

Los casquillos mencionados son casquillos distanciadores cuya misión

es unir la brida trasera a la estrella indirectamente, a la vez que separan la

brida delantera de la trasera la distancia suficiente para que no interfiera con

15 la estrella.

Para asegurar que el collarín cónico dispuesto en el interior de la brida

trasera trabaja adecuadamente, además de la limpieza de la superficie del

eje hueco a la hora de montar dicho collarín, debe asegurarse que la estrella

y la brida trasera no van a estar en contacto directo. El collarín cónico se

2 O compone de dos anillos con un plano inclinado en sus superficies de

contacto de forma que cuando se actúa sobre los tornillos del elemento

acercando los anillos, el plano inclinado hace que el collarín exterior aumente

de diámetro y el interior lo reduzca. La falta de continuidad de material en los

anillos queda reflejada por la ranura que se origina entre ambos anillos, la

25 cual es necesaria para que esta variación de diámetro sea posible.

En el presente sistema de fijación, los casquillos distanciadores deben

unirse a las bridas con un par muy alto y debido a las reducidas dimensiones

del entorno donde se monta la solución, no se podría conseguir el par

deseado sin una herramienta hidráulica. Esto resultaría muy costoso

3O económicamente por la inversión en la propia herramienta y más difícil por el

escaso espacio para manejarla. Para evitar esto se utilizan las tuercas

denominadas superbolFM • Las tuercas utilizadas para la unión de los

casquillos permiten conseguir entre los elementos que unen, pares de

apriete muy superiores a los que el operario podría dar sin utilizar

35 herramientas hidráulicas.

Breve descripción de los dibujos.

Con el fin de explicar el refuerzo utilizado y el método de fijación del

5 mismo, se acompañan las siguientes figuras:

La figura 1 es una vista en perspectiva de la configuración del sistema

de pitch actualmente utilizado y comprendido en el estado de la técnica.

La figura 2 muestra el conjunto de elementos que componen el refuerzo

según una vista en perspectiva.

10

La figura 3 muestra diferentes vistas (a, b, c, d, e) de la colocación del

sistema de fijación sobre la pieza en estrella que ejecuta el movimiento del

pitch.

Descripción de una realización preferencial

15

Tal y como se muestra en el estado de la técnica de la figura 1, en el

rotor se incluyen dos componentes, el buje (1) Y las palas (no mostradas en

la figura) . El aerogenerador de la invención es un modelo tripala de paso

variable y dichas palas se sujetan al buje por medio de rodamientos. El

2 O movimiento de las palas se consigue mediante un actuador hidráulico que

desplaza linealmente un eje empujador (3) . Este eje empujador (3) cambia el

ángulo de paso de las tres palas a la vez desplazando hacia delante y hacia

atrás una pieza llamada estrella (4) que une las tres palas. El cilindro

hidráulico se encuentra en la góndola de la máquina por lo que carece de

25 movimiento de rotación síncrono al rotor. Para permitir que el cilindro y el eje

empujador (3) no giren cuando lo hace el rotor se coloca un rodamiento (6)

entre el eje empujador (3) y la estrella (4) . El rodamiento va montado dentro

de una caja unida a la estrella (4) de forma que el anillo exterior (7) del

rodamiento (6) es solidario a la caja, mientras que el anillo interior del

3 O rodamiento lo es al eje empujador (3) . Para soportar el peso de la estrella y

el rodamiento...

1. Sistema de fijación utilizado para la unión entre el eje rotatorio y el sistema de pitch de un aerogenerador, caracterizada porque -está compuesto por una doble brida formada por una brida delantera (9) y una brida trasera (8) solidarias entre sí -la brida delantera (9) se ancla al eje empujador (2) y al sistema de pitch formado por la pieza en estrella (4) , -la brida trasera (8) atravesada por el eje rotatorio hueco (2) y que trabaja a fricción sobre él y

-ambas bridas, la delantera (9) y la trasera (8) , se unen entre ellas con dos o más casquillos (11) .

2. Sistema de fijación para aerogeneradores según la reivindicación primera, caracterizado porque ambas bridas tienen la misma forma, su contorno exterior alberga al menos un par de orificios periféricos de anclaje para los casquillos (11) Y su superficie interior incluye indistintamente orificios periféricos de anclaje y orificios centrales por los que atraviesa el eje hueco (2) .

-la brida delantera (9) tiene orificios pasantes para anclase a la caja de rodamientos (6) dispuestos en la periferia de la circunferencia inscrita al triángulo y orificios pasantes para anclarse al eje hueco (2) dispuestos alrededor del hueco central que atraviesa el eje,

-la brida trasera (8) dispone de un hueco central donde se inserta un collarín cónico (11) que circunvala el eje hueco (2) completando la fijación en el mismo al aplicar el correspondiente par al collarín (11) .

4. Sistema de fijación para aerogeneradores según la reivindicación primera, caracterizado porque la unión entre la parte delantera y la trasera se realiza preferentemente con tres casquillos (11) , dispuestos en cada uno de los vértices de las bridas y fijados por sus extremos con tuercas (12) de alto par de apriete.

5. Sistema de fijación para aerogeneradores según la reivindicación primera, caracterizado porque el collarín cónico (10) que se dispone en el interior de la brida trasera (8) , se compone de dos anillos con un plano inclinado en sus superficies de contacto, de forma que cuando se actúa sobre los tornillos del collarín el anillo interior se estrecha y el exterior se expande.

6. Método de fijación, caracterizado porque sigue los siguientes pasos.

10. bloqueo del sistema de pitch fijando la estrella (4) al buje mediante las flechas y tacos de bloqueo -retirar la caja de rodamientos (6) , la brida (5) y desplazar el eje hueco (2) fuera de la estrella (4) con el cono empujador -colocación del collarín cónico (10) sobre el eje hueco (2.

15. colocar la brida trasera (8) orientada de forma que los casquillos (11) que unen ambas bridas queden entre los brazos de la estrella (4) -recolocar el eje hueco (2) , añadir la brida delantera (9) y la caja de rodamientos (6)

-fijar todos los elementos, colocar los casquillos (11) con sus 20 correspondientes tuercas (12) y dar par de apriete al collarín cónico (10) .

Fig.1

a----L

10. ----1.

Fig.2

Fig.3a

Fig.3b

2 9 8

Fig.3c

Fig.3d

Fig.3e