Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat kecenderungan peningkatan kesadaran terhadap pelestarian lingkungan global, dan harapan terhadap pembangkit listrik tenaga angin sebagai sumber energi terbarukan semakin meningkat. Meskipun turbin angin dirancang untuk beroperasi selama 20 tahun, terdapat beberapa tren teknologi untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik, seperti unit yang lebih besar dan penempatan di lepas pantai. Akibatnya, kerumitan dan biaya penggantian suku cadang selama pemeliharaan menjadi masalah. Akibatnya,-keandalan yang tinggi diperlukan untuk bantalan yang dipasang di turbin angin1). Bantalan poros utama turbin angin menopang beban eksternal dari gaya angin dan berat bilah serta rangkaian penggerak (Gbr.1). Oleh karena itu, bantalan rol bulat, yang memiliki kapasitas beban lebih tinggi dan toleransi lebih besar terhadap kesalahan pemasangan dibandingkan jenis bantalan lainnya, telah digunakan untuk aplikasi poros utama turbin angin. Namun, kerusakan permukaan seperti keausan dan pengelupasan telah dipastikan sebagai mode kegagalan utama pada bantalan rol bulat untuk poros utama turbin angin. Oleh karena itu, tindakan pencegahan diperlukan untuk mengurangi{11}}waktu henti yang terkait dengan penggantian komponen. Kali ini, NSK telah mengembangkan dan meluncurkan bantalan rol bulat dengan keandalan tinggi untuk poros utama turbin angin, menawarkan kapasitas beban tinggi dan ketahanan yang sangat baik terhadap kerusakan permukaan (Gbr.2)1).

Bantalan poros utama turbin angin harus mampu menahan beban fluktuatif yang disebabkan oleh angin serta berat sudu dan drive train. Karena beban radial dan aksial yang besar diterapkan, diperlukan kapasitas beban yang sangat tinggi. Pada saat yang sama, mereka digunakan pada kecepatan rotasi yang sangat rendah, sekitar 10 hingga 20 menit-1. Oleh karena itu, diperkirakan pembentukan lapisan minyak yang cukup sulit dicapai pada bantalan poros utama turbin angin. Selain itu, tantangan besar pada bantalan rol bulat adalah struktur bawaannya memungkinkan terjadinya pergeseran antara elemen gelinding dan permukaan ring raceway, yang dapat mengakibatkan penurunan cepat kinerja permukaan yang disebabkan oleh kontak logam-ke-logam. Akibatnya, masalah utamanya adalah rentan terhadap kerusakan permukaan seperti keausan dan pengelupasan2).

Produk yang baru dikembangkan ini menggunakan sangkar tipe ECA-dengan bentuk saku khusus sehingga tidak memerlukan cincin pemandu. Secara konvensional, bantalan rol bulat standar (tipe CA-, Gbr.3) dilengkapi cincin pemandu untuk memandu sangkar, bantalan rol bulat yang baru dikembangkan (tipe ECA-, Gbr.4) tidak memiliki cincin pemandu ini. Hal ini menghilangkan pergeseran antara cincin pemandu dan sangkar, sehingga mengurangi timbulnya partikel logam aus. Selain itu, dengan mengoptimalkan bentuk sangkar, pilar sangkar dibuat lebih tipis sekaligus meningkatkan kekuatan sangkar. Akibatnya, desain internal bantalan telah direvisi, dengan peningkatan ukuran dan jumlah elemen penggulung, sehingga menghasilkan kapasitas beban yang lebih tinggi dan tekanan kontak yang lebih rendah1).

Diketahui bahwa kerusakan permukaan berasal dari lekukan yang disebabkan oleh benda asing di lingkungan tempat terbentuknya kontaminan seperti partikel logam aus. NSK mengembangkan teknologi untuk mengurangi konsentrasi tegangan yang disebabkan oleh lekukan ketika terdapat benda asing dengan mengoptimalkan jumlah austenit yang tertahan. Lebih jauh lagi, berdasarkan teknologi ini, bahan unik NSK dan teknologi perlakuan panas (Super-TF™) dikembangkan, yang meningkatkan jumlah total austenit yang tertahan sekaligus meningkatkan kekerasan permukaan dengan menambahkan elemen pembentuk karbida-(kromium, molibdenum) dalam jumlah yang sesuai ke baja dan kemudian menerapkan perlakuan panas khusus3). Dengan menerapkan teknologi ini pada cincin bagian dalam dan luar produk yang baru dikembangkan ini, mereka telah mencapai ketahanan aus yang lebih baik pada permukaan arena pacuan kuda dibandingkan dengan bantalan baja-bantalan-standar.

Elemen penggulung dilapisi dengan lapisan DLC-kekerasan tinggi (Diamond-Like-Karbon) setebal beberapa mikrometer. Dalam spesifikasi produk yang dikembangkan ini, struktur berlapis khusus mencapai daya rekat pada bahan dasar dan kekerasan lapisan, sehingga meningkatkan daya tahan lapisan (Gbr.6). Lapisan DLC mencegah kerusakan permukaan yang disebabkan oleh kontak logam antara elemen rolling dan permukaan raceway ketika pembentukan lapisan oli tidak mencukupi. Hal ini juga berkontribusi dalam mengurangi peningkatan gaya tangensial antara elemen gelinding dan permukaan lintasan balap. Akibatnya, keausan permukaan pada lintasan balap akan berkurang hingga kurang dari-sepersepuluh dibandingkan dengan produk standar yang tidak dilapisi.

NSK telah mengembangkan bantalan rol bulat untuk poros utama turbin angin yang menawarkan-keandalan dan daya tahan tinggi bahkan pada kecepatan putaran rendah dan kondisi beban tinggi. Hal ini dicapai dengan merevisi desain bantalan internal dengan tipe sangkar baru dan menerapkan teknologi material, perlakuan panas, dan pelapisan. Fitur utama dari produk baru ini adalah produk ini mencapai sekitar 1,3 kali masa pakai produk standar konvensional sekaligus mengurangi keausan hingga kurang dari-sepersepuluh. Penjualan produk ini dimulai pada Juni 2024 untuk turbin angin di Amerika Utara. NSK akan terus memperluas bisnis kami, terutama di pasar purna jual, berkontribusi terhadap stabilitas pengoperasian turbin angin seiring dengan ukurannya yang semakin besar dan berpindah ke lepas pantai.