Viimastel aastatel on täheldatud suundumust suurendada teadlikkust globaalsest keskkonnahoiust ning kasvavad ootused tuuleenergia tootmisele taastuva energiaallikana. Kuigi tuuleturbiin on mõeldud 20-aastaseks tööks, on energiatootmise tõhususe parandamiseks mitmeid tehnoloogilisi suundi, näiteks suuremad seadmed ja avamere kasutuselevõtt. Seetõttu on probleemiks muutunud hoolduse ajal osade vahetamise keerukus ja maksumus. Järelikult on tuuleturbiinidesse paigaldatud laagrite jaoks{4}}nõutav kõrge töökindlus1). Tuuleturbiini peavõlli laagrid toetavad tuulejõudude väliskoormust ning labade ja jõuülekande raskust (joonis 1). Seetõttu on tuuleturbiini peavõlli rakendustes kasutatud kerakujulisi rull-laagreid, millel on teiste laagritüüpidega võrreldes suurem kandevõime ja suurem tolerants paigaldusvigade suhtes. Siiski on tuuleturbiini peavõlli sfääriliste rull-laagrite peamiseks rikkerežiimiks kinnitatud pinnakahjustused, nagu kulumine ja koorumine. Seetõttu on komponentide väljavahetamisega seotud{11}}seisakuaja vähendamiseks vaja võtta vastumeetmeid. Seekord on NSK välja töötanud ja turule toonud tuuleturbiini peavõlli jaoks suure töökindlusega-sfäärilise rull-laagri, mis pakub suurt kandevõimet ja suurepärast vastupidavust pinnakahjustustele (joonis 2)1).

Tuuleturbiini peavõlli laagrid peavad kandma tuulest põhjustatud kõikuvaid koormusi ning labade ja jõuülekande raskust. Kuna rakendatakse suuri radiaalseid ja aksiaalseid koormusi, on vaja väga suurt kandevõimet. Samal ajal kasutatakse neid väga madalatel pöörlemiskiirustel, umbes 10–20 min-1. Seetõttu eeldatakse, et tuuleturbiini peavõlli laagrites on raske saavutada piisavat õlikile moodustumist. Lisaks on sfäärilise rull-laagriga seotud suureks väljakutseks see, et selle loomulik struktuur võimaldab libisemist veereelementide ja rõngaste pindade vahel, mis võib viia pinna jõudluse kiirele halvenemisele, mis on põhjustatud metallide kokkupuutest metalliga. Selle tulemusena on suur probleem see, et see on altid pinnakahjustustele, nagu kulumine ja koorumine2).

See äsja arendatud toode kasutab spetsiaalse taskukujuga ECA{0}}tüüpi puuri, mis välistab vajaduse juhtrõnga järele. Tavapäraselt olid standardsetel sfäärilistel rull-laagritel (CA-tüüp, joonis 3) puuri juhtimiseks juhtrõngad, äsja väljatöötatud sfäärilistel rull-laagritel (ECA-tüüp, joonis 4) neid juhtrõngaid ei ole. See välistab libisemise juhtrõnga ja puuri vahel, vähendades kuluvate metalliosakeste teket. Lisaks on puuri kuju optimeerides muudetud puurisambaid õhemaks, parandades samal ajal puuri tugevust. Sellest tulenevalt on muudetud laagri sisekujundust, suurendades veereelementide suurust ja arvu, mille tulemuseks on suurem kandevõime ja väiksem kontaktrõhk1).

On teada, et pinnakahjustused tekivad võõrkehade põhjustatud süvenditest keskkonnas, kus tekivad saasteained, nagu kuluvad metalliosakesed. NSK töötas välja tehnoloogia, et vähendada võõrkehade esinemisel tekkinud süvenditest põhjustatud pingekontsentratsiooni, optimeerides säilinud austeniidi kogust. Lisaks töötati selle tehnoloogia põhjal välja NSK ainulaadne materjali- ja kuumtöötlustehnoloogia (Super-TF™), mis suurendab peidetud austeniidi koguhulka, parandades samal ajal pinna kõvadust, lisades terasele sobiva koguse karbiidi -moodustavaid elemente (kroom, molübdeen) ja seejärel allutades sellele spetsiaalse kuumtöötlemise3). Rakendades seda tehnoloogiat selle äsja väljatöötatud toote sise- ja välisrõngastele, on need saavutanud jooksuraja pindade parema kulumiskindluse võrreldes tavaliste -laagrite-terasest laagritega.

Rullelemendid on kaetud mitme mikromeetri paksuse kõrge-kõvadusega DLC-ga (teemant-taoline-süsinik). Selles väljatöötatud toote spetsifikatsioonis saavutab spetsiaalne kihiline struktuur nii nakkumise alusmaterjaliga kui ka katte kõvaduse, parandades sellega katte vastupidavust (joonis 6). DLC-kate hoiab ära pinna kahjustamise, mis on põhjustatud veereelementide ja jooksuraja pindade metalli kokkupuutest, kui õlikile moodustumine on ebapiisav. See aitab ka vähendada tangentsiaaljõu suurenemist veereelementide ja sõiduraja pinna vahel. Järelikult väheneb võistlusradade pinna kulumine vähem kui kümnendikuni, võrreldes tavaliste katmata-toodetega.

NSK on välja töötanud tuuleturbiini peavõlli sfäärilise rull-laagri, mis pakub suurt{0}}töökindlust ja vastupidavust isegi väikese pöörlemiskiiruse ja suure koormuse korral. See saavutati sisemise laagri konstruktsiooni läbivaatamisega uue puuritüübiga ning materjali, kuumtöötluse ja katmistehnoloogiate rakendamisega. Selle uue toote põhiomadus on see, et selle laagrite eluiga on ligikaudu 1,3 korda pikem kui tavapärastel standardtoodetel, vähendades samal ajal kulumist vähem kui ühe -kümnendikuni. Selle toote müük algas 2024. aasta juunis Põhja-Ameerika tuuleturbiinide jaoks. NSK jätkab oma äritegevuse laiendamist, peamiselt järelturul, aidates kaasa tuuleturbiinide stabiilsele tööle, kuna need muutuvad suuremaks ja kolivad avamerele.