Services - 06/06/2025

NSK propose des roulements à rouleaux sphériques très fiables pour les arbres primaires des éoliennes

NSK propose des roulements à rouleaux sphériques très fiables pour les arbres primaires des éoliennes

Une meilleure résistance à l'usure permet un fonctionnement stable avec moins d'entretien sur de longues périodes, ce qui contribue à réduire les coûts d'entretien et les émissions de CO₂.

  • Une combinaison inédite chez NSK de matériau de roulement, de revêtement de rouleaux et de cage extra-capacitaire pour réduire l'usure.
  • Une solution globale pour une plus grande durabilité - Plus de 90 % d'usure en moins sur les pistes de roulement par rapport aux produits standard

NSK Ltd. (NSK ; siège social : Tokyo, Japon ; président et chef de la direction : Akitoshi Ichii) a mis au point et lancé une gamme de roulements à rotule sur rouleaux (SRB)* très fiables pour les arbres primaires d'éoliennes qui combinent trois technologies de pointe pour offrir une fiabilité exceptionnelle. En plus du matériau à longue durée de vie " Super-TF " de NSK et du revêtement DLC de type diamant à haute dureté, une nouvelle cage ECA extra-capacité fournit une capacité de charge élevée dans une solution de roulement totale optimisée pour les défis auxquels font face les éoliennes d'aujourd'hui.

En appliquant pleinement ces avancées technologiques, NSK a réduit l'usure des pistes de roulement à moins d'un dixième de celle des produits standard. Comme l'usure des pistes de roulement est la principale forme de dommage dans les SRB pour les arbres primaires, il en résulte une amélioration substantielle de la durabilité des roulements. Avec moins d'entretien et moins de remplacement de pièces, ces roulements très fiables aident à réduire les temps d'arrêt et à maintenir un fonctionnement stable dans les installations de production d'énergie éolienne partout dans le monde.

NSK sert l'industrie des éoliennes avec son matériau Super-TF et son revêtement DLC depuis des années. En juin 2024, nous avons développé une SRB avec une nouvelle cage ECA de grande capacité pour répondre aux besoins des compagnies d'énergie éolienne en Amérique du Nord. Aujourd'hui, nous avons entièrement mis en place un système de production de SRB très fiables combinant ces trois technologies de pointe et nous sommes en train d'étendre notre production au monde entier.

Les plans futurs prévoient de combiner ces SRB avec les solutions de surveillance de l'état NSK pour développer les activités dans le domaine de la maintenance, de la réparation et de l'exploitation (MRO). Les roulements à rotule sur rouleaux NSK à haute fiabilité font partie d'un portefeuille d'offres de pièces de rechange présentées dans notre plan de gestion à moyen terme 2026, avec un objectif de 25 milliards de yens d'augmentation des ventes dans le secteur par rapport à l'exercice 2021.

Historique du développement

Toute défaillance d'un composant d'une éolienne entraîne des coûts de réparation élevés et des temps d'arrêt importants. Les éoliennes étant installées dans des environnements particuliers, notamment en montagne et en mer, le remplacement des pièces et l'achat de pièces, de grues de réparation et d'autres équipements pour réparer les dommages peuvent prendre beaucoup de temps et de ressources. De nombreuses pièces de grande taille pour les éoliennes sont fabriquées sur commande, et les roulements de l'arbre primaire sont parmi les plus grands composants utilisés dans les machines. Les dommages causés à ces pièces cruciales peuvent entraîner des travaux de remplacement qui nécessitent une année ou plus d'immobilisation**. Par conséquent, les roulements des arbres primaires des éoliennes doivent être conçus pour durer, avec une grande fiabilité et une résistance aux dommages prématurés.

 Les roulements des arbres primaires des éoliennes doivent supporter le poids important des pales (aubes) et les charges fluctuantes dues aux variations des conditions de vent. Les roulements à rotule sur rouleaux sont la solution de choix, grâce à leur capacité de charge élevée et à leur aptitude à tolérer les erreurs de montage et à corriger automatiquement la déflexion de l'arbre ou du logement (auto-alignement). Des charges plus importantes que prévu dans des conditions de fonctionnement sévères sont la principale cause de dommages prématurés dans les SRB. Ces facteurs empêchent la formation du film d'huile nécessaire entre les rouleaux et les bagues de roulement. Sans cette lubrification, l'usure se produit et le roulement doit être remplacé plus tôt que prévu. L'amélioration de la résistance à l'usure des surfaces des pistes de roulement est donc cruciale pour le temps de fonctionnement et la fiabilité opérationnelle des turbines.

Avantages et caractéristiques

1) Meilleure résistance à l'usure

 Les roulements à rotule sur rouleaux à haute fiabilité pour les arbres primaires des éoliennes réduisent l'usure des pistes de roulement de 90 % ou plus par rapport aux produits standard. Comme l'usure des pistes de roulement est la principale forme de dommage dans ces SRB, la solution à haute fiabilité de NSK se targue d'une durabilité des roulements considérablement améliorée.

2) Application

 Fonctionnement stable de la turbine pendant de longues périodes - Les roulements à rotule sur rouleaux à haute fiabilité prolongent les intervalles de maintenance et réduisent les temps d'arrêt imprévus.

3 Technologies des produits

Les technologies de base de NSK en matière de matériaux, de tribologie et d'analyse se combinent pour offrir une résistance exceptionnelle à l'usure des pistes de roulement. Dans une première NSK, le matériau Super-TF, un revêtement DLC et une cage à haute capacité de charge sont combinés dans un seul produit de roulement.

(1)   "Matériau à longue durée de vie "Super-TF

Le matériau Super-TF, exclusif à NSK, assure une longue durée de vie en améliorant la résistance de la surface grâce à la distribution uniforme de carbures fins. L'utilisation du Super-TF pour les bagues extérieurs et intérieurs fournit une base robuste de résistance améliorée à l'usure des pistes de roulement.

(2)   Revêtement DLC haute dureté

Le carbone de type diamant (DLC) est un terme générique désignant un matériau de carbone qui offre des propriétés tribologiques uniques grâce à sa composition mixte de structures de liaison en graphite et en diamant. S'appuyant sur notre expertise en tribologie, notre revêtement DLC de haute dureté est appliqué sur les rouleaux afin de prévenir la détérioration de leurs propriétés de surface. Cela améliore la résistance à l'usure à l'endroit où les rouleaux entrent en contact avec la piste de roulement.

(3)   Nouvelle cage ECA de grande capacité

Notre cage ECA nouvellement développée est conçue pour éliminer le besoin d'une bague de guidage, permettant une plus grande quantité de rouleaux plus grands. Optimisées par les capacités d'analyse de NSK, les cages ECA augmentent la capacité de charge des roulements tout en améliorant la résistance à l'usure des pistes de roulement.

 

1              (Les roulements à rotule sur rouleaux comportent une bague intérieure avec deux rangées de rouleaux en forme de tonneau en contact avec une piste de roulement sphérique dans la bague extérieure. Cette configuration permet de supporter des charges importantes et confère aux SRB des propriétés d'auto-alignement pour répondre à la déflexion de l'arbre ou du logement).

2              (2 Source) (:) (平成) (29) (年度) (電気施設等の保安規制の合理化検討に係る調査風力発電業界の構造調査) ([Final Report on FY2017 Structural Study on the Streamlining of Safety Regulations for Electrical Facilities in the Wind Power Generation Industry], Deloitte Tohmatsu Consulting Co. Ltd. 2018.)