Wenn Trennen dem Verbinden hilft
Potenziale in Verbindungsystemen
Berechnungen effizienzsteigernd einsetzen
Systembetrachtungen eröffnen die Möglichkeit, Sicherheitsreserven in weniger kritischen Bereichen zu identifizieren und zu nutzen, um die Gesamtleistung der Baugruppe zu steigern. Mit bauteilübergreifenden Berechnungen lassen sich sogar bereits vorhandene Komponenten auf wirtschaftliche Weise optimieren. Dies ist ein moderner Ansatz, um die Effizienz und Leistungsfähigkeit unserer Systeme zu steigern.
Problemstellung
Die Nachfrage nach leistungsstarken Antrieben, Motoren und Antriebssträngen in der Großenergieerzeugung steigt stetig. Doch oft übersteigt das Wachstumstempo die Kapazitäten für eine vollständige Neugestaltung aller Komponenten. Dies führt dazu, dass das schwächste Glied im Strang Schaden nimmt, da es den gesteigerten Anforderungen nicht gewachsen ist. Langjährig in Betrieb befindliche Elektromotoren haben sich unter den damaligen Lastanforderungen bewährt, jedoch fehlen die Berechnungsgrundlagen, um ihre Tragfähigkeit unter den heutigen höheren Leistungszielen zu bewerten. Die Neukonstruktion bestehender Bauteile ist äußerst aufwendig.
Unter den verschärften Bedingungen leiden vor allem Schweißnähte und Verschraubungen, die bisher 20 Jahre lang zuverlässig funktionierten, jetzt aber nicht mehr den Anforderungen gerecht werden. Hierbei müssen Lösungen gefunden werden, um die Leistung und Haltbarkeit der Systeme zu verbessern.
Zielstellung
Die geplante Untersuchung zielt darauf ab, bestehende Rotorpaketkonstruktionen aus Antriebswelle, Adapterplatten und Arbeitsschaufeln auf ihre Sicherheitsreserven hin zu analysieren. Dabei basiert die Untersuchung auf vorhandenem Wissen über Schadensfälle, die unter erhöhter Belastung aufgetreten sind, sowie auf der ursprünglichen optimalen Konstruktion. Ziel ist es, die genauen Ursachen für diese Schäden und die kritischen Elemente zu identifizieren, die noch Raum für Optimierungen bieten. Dies wird dazu beitragen, wertvolle Erkenntnisse über potenzielle Anwendungsszenarien zu gewinnen.
Ergebnis
Die Untersuchung der Verbindungselemente, einschließlich Verschraubungen und Schweißverbindungen, ermöglicht die Definition der maximal übertragbaren Leistungen. Darüber hinaus konnten durch eine umfassende Systemanalyse kritische Bereiche in den Plattenverbindungen identifiziert und nachgewiesen werden. Die Gesamtleistungsfähigkeit des Systems kann gesteigert werden, indem die Positionen von Rissen am Schweißnahtrand erkannt werden. Dies ermöglicht gezielte Veränderungen entlang der Schweißnähte und bei den Verschraubungen durch Trennschnitte in den Plattenanpassungen. Durch die Optimierung und Leistungssteigerung der bestehenden Verbindungselemente können bisher ungenutzte Festigkeitsreserven einzelner Komponenten erschlossen werden.
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