Kolbeläggning kan ge billigare vindkraft
100 miljoner testcykler i ett kullager utan större slitage – det har forskare på Argonne National Laboratory observerat efter att ha använt en ny kolbeläggning och testat kullager med krafter motsvarande användning i växellådan i ett vindkraftverk.
Ickebelagda kullager gick sönder efter 32 miljoner cykler. Testriggen tillät 100 miljoner cykler.
Om beläggningen fungerar lika bra under verkliga förhållanden kan underhållskostnaderna för vindkraft sänkas. Utslitna kullager och kugghjul är vanliga underhållsproblem i vindkraftverk.
Beläggningen kallas N3FC och tillhör gruppen hydrogenerade diamantliknande kolbeläggningar (H-DLC). Materialet deponerades på kulor eller ringar med tekniken PVD (Physical vapor deposition). När antingen kulor eller ringar eller båda hade beläggning, blev slitaget avsevärt mindre.
Resultatet kom som en överraskning. N3FC är mjukare än stålet (AISI 52100) och det normala angreppssättet är att använda hårdare material.
– Till att börja med var våra förväntningar låga eftersom vi trodde att ytbeläggningen skulle slitas ut på grund av de stora påfrestningarna i vindkraftverk, men det hände inte, säger Ali Erdemir vid nationella laboratoriet i Argonne.
Projektet Slide (Lubrication Interaction, discovery and engineering) bedrivs med University of Akron och undersöker hur smörjmedel och material samverkar. Målet är nya smörjnings- och ytbeläggningskoncept som minskar friktionen.
Resultaten publiceras i februarinumret av tidskriften Tribology International.
FOTNOT: I de fyra ytförstoringarna ovan har den andra kolumnen H-DLC-belagda kulor och den andra raden H-DLC-belagda ringar.