Procedimiento y dispositivo para la medición del desgaste de dientes de engranajes.

Procedimiento para medir una cantidad de desgaste en un flanco de un diente del engranaje,

comprendiendodicho procedimiento:

colocar una plantilla (60) que comprende una primera plantilla de diente (62) adyacente a un engranaje (40)que comprende un primer diente del engranaje (42);

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección de rotación (104) con respecto a un punto dereferencia de rotación conocido del engranaje (40);

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección axial (100) con respecto a un punto de referenciaaxial conocido del engranaje (40);

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección radial (102) con respecto a un punto de referenciaradial conocido del engranaje (40); y

medir una extensión de una separación entre un borde (64, 66) de la primera plantilla de diente (62) y unflanco adyacente (44, 46) del primer diente del engranaje (42), correspondiendo la brecha a la cantidad dedesgaste en el flanco; y caracterizado porque:

la plantilla (60) también comprende un segundo diente de la plantilla, un tercer diente de laplantilla, y un primer espacio de la plantilla (72) definido entre los mismos, y el engranaje (40)comprende, además, un diente del engranaje no usado, comprendiendo dicho ajuste de la posiciónde la plantilla en la dirección de rotación (104) con respecto al punto de referencia de rotaciónconocida del engranaje (40) la colocación del diente de la corona dentada no usado dentro delprimer espacio de la plantilla (72).

Procedimiento y dispositivo para la medición del desgaste de dientes de engranajes La materia objeto aquí descrito se refiere en general a dientes de engranajes y, más particularmente, a un procedimiento y a un dispositivo para medir el desgaste de dientes de engranajes.

Al menos algunas turbinas eólicas conocidas incluyen un rotor que tiene múltiples palas. Las palas del rotor a veces se acoplan a un cubo que es a su vez acoplado a un alojamiento, o góndola. La góndola se coloca en la parte superior de una base, por ejemplo, una cercha o torre tubular. Las palas del rotor transforman la energía mecánica del viento en las fuerzas de levantamiento de la pala inducidas que inducen además un par de giro mecánico. El par inducido se utiliza para accionar uno o más generadores, generando en consecuencia energía eléctrica, o alternativamente para bombear un fluido y/o moler una sustancia.

Al menos algunas turbinas eólicas conocidas tienen un mecanismo para ajustar un ángulo de paso de cada pala del rotor. El ángulo de paso es un ángulo que determina la orientación de cada una de las palas alrededor de un eje longitudinal de la pala. Al menos algunos de los mecanismos de ajuste de paso conocidos incluyen un motor de paso que opera un engranaje de piñón que actúa sobre una corona dentada acoplada a la pala.

En al menos algunas turbinas eólicas conocidas, una pluralidad de dientes de la corona dentada puede desgastarse con el tiempo, disminuyendo una eficiencia y fiabilidad del mecanismo de ajuste de paso. Por otra parte, una medida de tal desgaste del diente del engranaje es difícil de cuantificar. Se conocen plantillas que pueden insertarse entre los flancos de dientes de los engranajes adyacentes, lo que permite estimar un desgaste de los dientes de los engranajes mediante la comparación de una distancia entre los flancos adyacentes a una anchura de la plantilla conocida. Sin embargo, dichas plantillas conocidas sólo proporcionan una estimación de un desgaste combinado en ambos flancos de los dos dientes adyacentes, en lugar de una medición del desgaste de un flanco de diente individual. Por otra parte, dichas plantillas conocidas no proporcionan una medición repetible en una ubicación coherente en cada flanco de diente que puede ser utilizada para comparar el desgaste entre dos momentos diferentes de un diente del engranaje dado, entre un diente del engranaje y otro diente del engranaje en el mismo equipo, o entre los dientes de engranaje en los engranajes similares asociados con diferentes palas o diferentes turbinas eólicas. En consecuencia, sería deseable desarrollar un procedimiento y/o un sistema que facilite una medición repetible y fiable del desgaste en una ubicación coherente en cada flanco de cada diente del engranaje.

El documento US 4.185.391, por ejemplo, divulga una plantilla de desgaste del piñón para medir el desgaste de un piñón dentado.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención, sin embargo, se definen mediante las reivindicaciones adjuntas.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se describirán ahora en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una turbina eólica ejemplar;

La figura 2 es una vista esquemática de un sistema de control de paso de una pala a modo ejemplar que se puede usar con el generador de turbina eólica que se muestra en la figura 1;

La figura 3 es una vista en perspectiva de una interacción ejemplar de una pluralidad de dientes de un engranaje de piñón con una pluralidad de dientes de una corona dentada;

La figura 4 es una vista esquemática de una plantilla ejemplar para la medición del desgaste de los flancos delanteros y los flancos traseros de una pluralidad de dientes de la corona dentada;

La figura 5 es una vista en perspectiva de la plantilla a modo ejemplar de la figura 4 equipada adyacente a la corona dentada de la figura 3;

La figura 6 es una vista esquemática de un diente de la plantilla ejemplar; y

La figura 7 es un diagrama de flujo de un procedimiento ejemplar para la medición del desgaste en el flanco delantero y/o en el flanco trasero de un diente del engranaje mediante la plantilla que se muestra en la figura 4.

El procedimiento y el sistema descritos en la presente facilitan una medición repetible y fiable del desgaste en una ubicación coherente en cada flanco de cada diente del engranaje. Dicho procedimiento y el sistema incluyen el uso de una plantilla que se puede posicionar respecto a un punto de referencia consistente sobre un engranaje. La plantilla incluye al menos un primer diente de la plantilla configurado para encajar en un espacio definido entre un primer y un segundo diente de un engranaje. Específicamente, la plantilla se puede colocar en una ubicación coherente con respecto a una dirección axial, una dirección radial y una dirección de giro definida con respecto al engranaje. Un efecto técnico de la plantilla es permitir una medición repetible del desgaste en cada flanco del diente que puede ser utilizada para comparar el desgaste de los dientes de engranajes en dos momentos diferentes de un diente del engranaje dado en un solo engranaje, o entre un diente del engranaje y otro diente del engranaje en el mismo engranaje, o entre el diente de engranaje en una pluralidad de engranajes de un tamaño y forma sustancialmente similares.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de una turbina eólica 10 ejemplar. En el ejemplo, el generador de turbina eólica 10 es una turbina eólica de eje horizontal. Como alternativa, la turbina eólica 10 puede ser un aerogenerador de eje vertical. La turbina eólica 10 puede estar acoplado a una carga eléctrica (no mostrada) , tal como, pero no limitada a, una red de energía eléctrica (no mostrada) , y puede recibir de ella la energía eléctrica para impulsar el funcionamiento de la turbina eólica 10 y/o de sus componentes asociados. Alternativamente, la turbina eólica 10 puede ser un "molino de viento" que produce energía mecánica utilizada, por ejemplo, para bombear un fluido y/o moler una sustancia.

La turbina eólica 10 incluye un cuerpo 12, denominado a veces como una "góndola", y un rotor (designado en general por 14) acoplado al cuerpo 12 para la rotación con respecto al cuerpo 12 alrededor de un eje de rotación 16. En la realización ejemplar, la góndola 12 está montada en una torre 18. La altura de la torre 18 es cualquier altura adecuada que permita al aerogenerador 10 funcionar como se describe en este documento. El rotor 14 incluye un cubo 20 y una pluralidad de palas 22 (a veces referidas como "álabes") que se extienden radialmente hacia fuera desde el cubo 20 para convertir la energía eólica en energía de rotación. Aunque el rotor 14 se describe e ilustra en este documento teniendo tres palas 22, el rotor 14 puede incluir cualquier número de palas 22.

La figura 2 es una vista esquemática de un ejemplo de sistema de control de paso de la pala 24 dentro del cubo 20 que puede usarse para establecer un ángulo de paso de una pala de rotor 22 que se muestra en la figura 1. El sistema de control de paso 24 gira la pala 22 (mostrado en sección transversal en la figura 2) alrededor de un eje longitudinal 26 de la pala 22 para cambiar así el paso de la pala 22. La pala del rotor 22 se muestra en la figura 2 en aproximadamente un ángulo de paso cero, o posición "de potencia". Otra posición definida de la pala de rotor 22 es una posición de paso de "hélice completa" (no mostrado) , en la que la pala 22 está orientada aproximadamente 90 grados en la dirección positiva (+) sobre el eje longitudinal 26 desde la posición del paso cero que se muestra en la figura 2. En general, aumentando el ángulo de paso del pala 22 alrededor del eje longitudinal 26 hacia la posición totalmente emplumado disminuye una cantidad de elevación inducida por un viento 28 en la pala 22, y, a la inversa, disminuyendo el ángulo de paso de la pala 22 hacia la posición de potencia aumenta la cantidad de elevación inducida a partir del viento 28 sobre la pala 22.

En la realización ejemplar, el sistema de control de paso 24 incluye un engranaje de piñón 30. Cuando la turbina eólica 10 está en funcionamiento normal, el engranaje de piñón 30 es accionado por uno o más accionadores (no mostrados) , tales como, pero no limitados a, motores eléctricos, cilindros hidráulicos, resortes, y/o servomecanismos. El engranaje de piñón 30 coopera con una corona dentada 40, a través de una interacción de los dientes del engranaje tal como se describe a continuación y que se muestra en la figura 3, de tal manera que la rotación del piñón de engranaje 30 como resultado la rotación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para medir una cantidad de desgaste en un flanco de un diente del engranaje, comprendiendo dicho procedimiento:

colocar una plantilla (60) que comprende una primera plantilla de diente (62) adyacente a un engranaje (40) que comprende un primer diente del engranaje (42) ;

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección de rotación (104) con respecto a un punto de referencia de rotación conocido del engranaje (40) ;

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección axial (100) con respecto a un punto de referencia axial conocido del engranaje (40) ;

ajustar la posición de la plantilla (60) en una dirección radial (102) con respecto a un punto de referencia radial conocido del engranaje (40) ; y

medir una extensión de una separación entre un borde (64, 66) de la primera plantilla de diente (62) y un flanco adyacente (44, 46) del primer diente del engranaje (42) , correspondiendo la brecha a la cantidad de desgaste en el flanco; y caracterizado porque:

la plantilla (60) también comprende un segundo diente de la plantilla, un tercer diente de la plantilla, y un primer espacio de la plantilla (72) definido entre los mismos, y el engranaje (40) comprende, además, un diente del engranaje no usado, comprendiendo dicho ajuste de la posición de la plantilla en la dirección de rotación (104) con respecto al punto de referencia de rotación conocida del engranaje (40) la colocación del diente de la corona dentada no usado dentro del primer espacio de la plantilla (72) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho ajuste de la posición de la plantilla (60) en la dirección de rotación (104) con respecto al punto de referencia de rotación del engranaje conocido comprende alinear visualmente la plantilla con el punto de referencia de rotación conocido del engranaje (40) .

3. Procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la plantilla (60) comprende al menos una pata (70) y el engranaje (40) comprende un segundo diente del engranaje, comprendiendo dicho ajuste de la posición de la plantilla (60) en la dirección axial (100) respecto al punto de referencia axial conocido del engranaje el ajuste de la posición de la plantilla (60) , de tal manera que la al menos una pata (70) está en contacto con un extremo del segundo diente del engranaje.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho ajuste de la posición de la plantilla

(60) en la dirección axial (100) con respecto al punto de referencia axial conocido del engranaje (40) comprende alinear visualmente la plantilla (60) con un borde axial del engranaje (40) .

5. Procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el primer diente del engranaje (62) comprende un plano superior (48) y el primer diente de la plantilla comprende un plano inferior (68) , comprendiendo dicho ajuste de la posición de la plantilla (60) en la dirección radial (102) respecto al punto de referencia radial conocido de la rueda dentada (40) el ajuste de la posición de la plantilla (60) en la dirección radial (102) , de tal manera que el plano inferior del diente de la primera plantilla (68) contacta con el plano superior del primer diente del engranaje (48) .

6. Procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha medición de una medida de la distancia entre el borde (64, 66) de la primera plantilla de diente (62) y un flanco adyacente (44, 46) del primer diente del engranaje comprende insertar un calibre de espesores en la separación en una ubicación definida por una marca en la primera plantilla de diente (62) .