大型解决方案 —— 风力涡轮机齿轮箱测试台

14 Dec 2011

使用 PULSE 采集硬件、软件、传感器和电缆,Burke E. Porter 将来自 Brüel & Kjær 的整套声音和振动系统结合到他们的内聚解决方案中。


案例


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Brüel & Kjær 提供整套系统进行齿轮箱测试,同时安装到 Burke E. Porter 的风力涡轮机齿轮箱测试台。该系统是现有市场上最大的系统,汲取了来自汽车行业的丰富知识。
Burke E. Porter 机械公司为风能和汽车行业生产测试单元和测试台。这些系统是大型交钥匙装置,结合了测试和分析大型旋转设备所需的所有设备,如风力涡轮机齿轮箱,同时精确模拟风力涡轮机齿轮箱所要承受的各种力的真实影响。

Burke E. Porter 延续了使用 Brüel & Kjær 设备的长期传统,为风力涡轮机齿轮箱测试台使用了 PULSE 数据采集硬件,并内置 PULSE 软件和相关传感器和电缆。由此,他们将来自 Brüel & Kjær 的整套声音和振动和系统结合到内聚系统中,从而测试范围更广的参数。

 


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Burke E. Porter 机械公司于 1953 年成立于密歇根大急流城,最初生产木工设备。二十世纪 70 年代早期,公司的主要重心转向汽车测试系统,包括测线终点 (EOL) 生产测力计、研发测力计、生产和组装系统、合同制造(为印刷定制)和定制机械。1987 年,公司开始向国际扩展,并打入国外市场。自此,Burke E. Porter 将精力主要放在吸引国际客户,以至于到 2005 年,有约 55% 的总销售量都是出口到美国之外的国家。

在经历 1994 年的扩张阶段后,公司开始进入汽车车轮和轮胎组装业务,将其在中国无锡的工厂面积扩大了三倍,并充分利用其全球制造和服务架构,从而为其他机械和机器提供商提供全球合同制造。公司已成为一家真正的全球公司,在中国、美国和比利时拥有内部生产和研发能力,并交货给位于美国、比利时、巴西、中国、德国、印度、日本和韩国的客户。

最近,Burke E. Porter 还进入了风能行业,同时生产出迄今为止最大的测试台。

全新挑战

“我们两家公司都代表了最终用户的可靠性和可用性,同时我们两家公司都具有创新精神,并寻求为客户的投资增加价值”

作为较以往制造的任何设备都要大的设备,用于风力涡轮机的全新测试台打破了 Burke E. Porter 的新记录。能源架构销售经理 Scott Bohr 的主要关注方面是批量生产全新产品而不出现任何问题,同时他的团队需要极为专注于确保高质量的第三方组件。

与所有解决方案一样的是,风力涡轮机齿轮箱测试台将保证 94% 的正常运行时间,加上远程登录能力的帮助,使得技术人员能够远程测试和解决客户现场的系统问题。除此之外,两年质保包括提供免费服务和零件支持。

“平稳向市场推出这款突破性产品需要在正确的时间落实许多东西,并需要系统同时有效运行。Brüel & Kjær 的坚实创新历史是一个保障,确保我们最新测试台的声音和振动功能首次就可正常运行。”

协同合作关系

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在后排,来自 Brüel & Kjær 的 Scott Summerton 站在能源架构销售经理 Scott Bohr(右侧)的旁边。前排分别坐着项目经理 Jon Lawrence、软件团队主管 Keith Thompson 和软件工程师 Mark Dornbush。

通过转移几十年的汽车行业经验和能力,风能的增长潜能是非常适合 Burke E. Porter 的领域。基于在更多现有业务领域获得的专业知识,Burke E. Porter 与 Brüel & Kjær 的现有系统共同创建了交钥匙产品,同时在一个解决方案中结合了所有重要的测试要素。

这使得 Burke E. Porter 能够专注于他们自己的核心专业领域,如测试扭矩、温度和压力,并将时间放在技术先进的灵活测试台,经过优化以快速适应多种齿轮箱类型。能够购买代表该设备的整套现有声音和振动设置,同时吸收 Brüel & Kjær 在该领域拥有丰富开发经验的知识。

两家公司都正逐渐将从其他行业获取的经验转移到风能行业。正如 Scott 介绍的那样,“与我们一样,Brüel & Kjær 在全球要求苛刻的行业中拥有可靠的工作业绩,因此他们能够与我们的产品相匹配,同时是明显的合作伙伴选择。”

& Kjær 和 Burke Porter 之间的合作关系要回溯到 15 年前,同时总是能够灵活应对不断变化的需求。“我们都代表最终用户的可靠性和可用性,同时我们极具创新,并寻求为客户的投资增加价值,”Scott 表示。

为供应商供应

The scale of the test stands is clear here, where a wind turbine gearbox is undergoing analysis

Burke E. Porter 的许多传统传动系统组件测试单元安装上都使用了噪声和振动分析,其他他们可以在运输前管理采购、安装和试车。作为交钥匙系统供应商,他们还对噪声和分析套装的集成和适当设置承担完全责任,并帮助满足他们客户的任何噪声和振动要求。用户界面是这里的关键考虑因素。

“Brüel & Kjær 很好相处,同时可提供大量产品,因此可定制一切以适合最终用户的规格。产品安装简单和交互,同时最重要的是,它们非常灵活,”Scott表示。

Brüel & Kjær 的典型齿轮箱测试系统由声学和振动传感器、数据采集系统前端和分析软件组成。使用 Brüel & Kjær 的 PULSE LAN-XI 模块化硬件允许接近无线的通道、输出和输入组合,同时拥有轻松扩展的优势。

可应用各种分析,包括 FFT 和 CPB 分析、订单分析、噪声来源识别、工作状态扰度形状和工作状态模态分析。这些能力中的每个都可在必要时添加到基础分析包,并覆盖完整的测试要求范围,从隔离低效和缺陷到分析设计有效性

最终用户

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最终用户拥有一个简单界面,Brüel & Kjær的分析在后台运行

整套测试台可配置为覆盖各种组件和参数范围 —— 小至刹车、行距控制、偏航电机和非旋转支承应力等最小的部件和系统。噪声监测组件非常关键,因为噪声问题是导致 Burke E. Porter 的客户被退货的很大原因。

Burke E. Porter 的其中一个风力涡轮机测试台客户是 Broadwind energy,该客户提供风力涡轮机齿轮箱翻新和维修,以及焊接和齿轮制造等其他服务。为快速扩张以满足市场需求,这类客户非常喜欢交钥匙解决方案,从而使得他们能够专注于他们自己的核心业务领域。

最重要的是,最终用户可拥有复杂设备的单点联系,以解决任何可能出现的问题。同时,在Brüel & Kjær 看来,只要需要,Burke E. Porter 都可拥有声音和振动的单点联系,公司还能够在必要时提供专业技术、培训和服务。

未来

在经历 2010 年的经济衰退后,全球风能市场出现强劲增长。在全球风能市场中,位列中国后面的分别是美国、德国、西班牙和印度,这五个市场站全球风能容量的 74%。维修和测试现有涡轮机的公司急于进入这个在 2011 年 6 月将达到 215 GW 的不断增长的全球风能容量。在新兴市场中,巴西的风能似乎增长激增,预计在 2013 年超过 5 GW,容量增加了 5倍。

新兴市场意味着风能施工可能需要移动,同时制造商正在开发全新产品,其中的一些产品较以往更加巨大。新一波海上设备将从 2014 年开始冲击市场。效率和可靠性是更加大型、更加昂贵解决方案的关键因素,这些解决方案拥有更少经过验证的更大部件,同时被设计用于更加严酷的环境,如维护和维修成本更高的海上。

很明显,涡轮机和所有其组件必须满足要求越来越严格的质量和可靠性标准,因为这些未来趋势将使这些因素变得更加关键。对于 Burke e. Porter 来说,美好的未来即将到来,需要更大的全新测试系统以保证全新设计。他们与 Brüel & Kjær 的稳固关系将为迅速增长的风能市场提供高效解决方案,缩短最终用户通往可靠性的路径。



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