I. Punts clau d'un cop d'ull
• Coixinet-únic: el rotor està recolzat per un coixinet només en un extrem del generador, amb l'altre extrem recolzat pel coixinet o l'estructura de l'acoblament/del motor. És de mida més petita, de menor cost i més fàcil de muntar. És adequat per a baixa-potència o aplicacions amb una bona base fixa i baixa vibració.
• Doble-coixinet: el rotor està suportat per coixinets als dos extrems. La posició del rotor és més limitada, amb una millor rigidesa radial i radial/axial durant la rotació. Pot mantenir un buit d'aire estable i té una forta resistència a la deflexió lateral. És adequat per a major potència, condicions marines / en moviment / vibració o aplicacions amb alts requisits d'estabilitat de l'espai d'aire.
• Principis de selecció (versió simplificada): determineu un coixinet simple o doble- en funció de la longitud del rotor/potència (relació en voladís), entorn marí/mòbil, qualitat base, variació de l'espai d'aire admissible, mètode d'acoblament (acoblament directe/acoblament flexible), resultats de l'anàlisi de vibracions i vibracions torsionals, accessibilitat de manteniment i cost.
II. Diferències estructurals
2.1 Mètode de suport mecànic
Coixinet únic: només un extrem a prop de la carcassa del generador té un coixinet rodant/lliscant, mentre que l'altre extrem està limitat per un acoblament a l'extrem del motor o a la base. Els avantatges són la compacitat, el baix pes i l'ús de material reduït; els desavantatges són que el rotor és un "voladís" i l'espai d'aire és propens a desnivells sota càrregues radials o deflexió, afectant el rendiment elèctric i la vibració.
2.2 Rigidesa i estabilitat de l'entrefer
Coixinets dobles: el suport de doble-extrem augmenta significativament la rigidesa del rotor, manté un espai d'aire més uniforme entre l'estator i el rotor, redueix l'asimetria electromagnètica, la càrrega tèrmica local i el soroll causat per la deflexió. Els dissenys que són sensibles a la desalineació i la deflexió solen utilitzar coixinets dobles.
2.3 Tolerància a la vibració/xoc
En bases d'alta-vibració o de baixa-massa (com vaixells o plataformes mòbils), els coixinets dobles poden absorbir/distribuir millor les càrregues laterals i reduir la fatiga concentrada en un únic coixinet.
2.4 Manteniment i cost
Els coixinets individuals tenen menys peces, són més fàcils de muntar i desmuntar i tenen menors costos de manteniment; tanmateix, quan es produeixen problemes de coixinets o d'acoblament, l'impacte de la falla pot ser més complex (per exemple, l'extrem del motor també es pot veure afectat). Els coixinets dobles tenen costos inicials més elevats i més punts de manteniment, però ofereixen una major estabilitat operativa i són adequats per a operacions a llarg termini-càrregues pesades-.
III. Selecció
3.1 Determineu els paràmetres bàsics: potència nominal, velocitat, longitud total del rotor (especialment la longitud que sobresurt de l'estator o voladís) i distribució de la massa del rotor.
3.2 Avaluació de l'entorn operatiu: offshore/onshore, rigidesa de la base, espectre de vibració previst i si hi ha impactes o cicles freqüents d'inici-aturada. Els coixinets dobles són preferits per a equips mòbils o offshore.
3.3 Mètode d'acoblament/instal·lació: acoblament fixat directament (acoblament rígid) o acoblament elàstic; si el rotor està recolzat pel coixinet final del motor, la solució de coixinet únic ha de garantir que el coixinet i la base del motor puguin suportar la càrrega addicional.
3.4 Anàlisi de l'acoblament elèctric/mecànic: realitzeu una avaluació de la sensibilitat de l'entrefer i l'anàlisi de la vibració torsional per veure si el coixinet únic causarà excentricitat de l'entrefer o provocarà un desequilibri electromagnètic a causa de la deflexió. Si l'anàlisi mostra que l'entrefer o l'equilibri dinàmic es veu afectat fàcilment, s'han d'utilitzar coixinets dobles.
3.5 Estratègia de fiabilitat i manteniment: per a requisits-inaccessibles o altament fiables a llarg termini (com ara vaixells-oceànics, fonts d'energia de reserva crítiques), es recomanen els coixinets dobles; per contra, si es requereix una prioritat de volum/cost i és possible un manteniment regular, es poden seleccionar coixinets individuals.
3.6 Requisits del fabricant i d'especificacions: alguns fabricants de generadors poden recomanar o obligar directament l'ús de coixinets dobles per a aplicacions específiques (per sobre d'una potència determinada, tipus de vaixells específics), i cal consultar el manual del fabricant i les regulacions marítimes.
Ⅳ. Modes de falla habituals
4.1 Fatiga per contacte rodant
Causa: Estrès cíclic, concentració de càrrega, esgotament de la vida a fatiga del material. Es produeix habitualment en zones amb càrregues de cicle elevades o sobrecàrregues locals.
Diagnòstic: augment de la vibració, esquinçament/pols a la pista del coixinet, augment de partícules metàl·liques a l'oli.
4.2 Desgast
Causes: Lubricació insuficient, partícules de contaminació, contacte metàl·lic a causa de la lubricació límit/mixta.
Diagnòstic: anàlisi de partícules d'oli, augment de la temperatura del coixinet, rascades visibles a la superfície.
4.3 Falla de lubricació (oli insuficient, qualitat de l'oli deteriorada)
Causes: Quantitat d'oli insuficient, pas obstruït de l'oli, greix/oli incorrectes, degradació tèrmica o emulsificació (intrusió d'aigua de mar).
Diagnòstic: augment sobtat de temperatura, anàlisi d'oli (canvis de viscositat/contaminació/contingut d'aigua), alarma del sistema de lubricació.
4.4 Mecanitzat de descàrrega elèctrica, electroerosió
Causes: posada a terra/fuites del rotor o unitat, o corrent lliure generada pel dispositiu d'excitació/rectificador que flueix a través del coixinet fins a terra, provocant picadures/estriades a la pista del coixinet.
Diagnòstic: picat-com a agulla o ranura-a la pista de rodadura del coixinet, dany precoç que és difícil d'explicar per raons mecàniques. Comú en generadors.
4.5 Corrosió (inclosa corrosió per aigua de mar)
Causa: fallada del segellat que permet l'entrada d'aigua de mar/humitat, o contaminació química que causa danys al metall blanc/coixinets.
Diagnòstic: òxid superficial, productes blancs d'oxidació, fractures primerenques per fatiga acompanyades de taques de corrosió.
4.6 Errors de desalineació / muntatge
Causes: Centrat incorrecte, apretament inadequat i posicionament axial incorrecte. Els dissenys de coixinets únics-són particularment sensibles (flexió en voladís).
Diagnòstic: espectres de vibració de freqüència específica (2X, 3X), escalfament local i desgast desigual precoç.
4.7 Brinelling / Fals brinelling / Fretting
Causa: la vibració durant el transport o l'emmagatzematge, el fregament axial o les càrregues intermitents provoquen abollaments o desgast per traspàs a la superfície de contacte.
Diagnòstic: abollaments/rates de desgast a la pista, vibració/soroll després de l'arrencada.
4.8 Fractura/desgast de la gàbia
Causes: mala lubricació, intrusió de matèria estranya, defectes de fabricació o impacte transitori excessiu.
Diagnòstic: soroll anormal, desalineació dels rodets del coixinet, residus a l'oli.