ZF Windpower krijgt beter inzicht in tandwielgedrag in windturbines
Met snelle, nauwkeurige simulaties van planetaire tandwielsystemen versnelt ZF Wind Power ontwerpanalyses en realiseert het robuustere, betrouwbaardere ontwerpen.
Uitdaging
ZF Windpower is actief in duurzame energie en ontwikkelt technologie voor aandrijfsystemen. In zo’n toepassing spelen tandwielsystemen een cruciale rol: zij zetten krachten en rotaties om zodat een installatie efficiënt en betrouwbaar kan werken. Om zulke systemen goed te ontwerpen, is een nauwkeurig inzicht nodig in hoe tandwielen zich onder belasting gedragen.
Een belangrijk aspect daarin is een planetair tandwielstelsel. Dat is een compacte tandwielopstelling waarbij meerdere tandwielen samen de belasting verdelen. Zulke systemen worden vaak gebruikt wanneer veel kracht moet worden overgebracht in een beperkte ruimte, maar stellen ook hoge eisen aan de nauwkeurigheid van het tandwielcontact, aangezien kleine afwijkingen een directe invloed hebben op prestaties, trillingen en slijtage.
ZF Windpower wilde beter kunnen simuleren hoe zo’n planetair tandwielstelsel zich gedraagt, en in het bijzonder hoe de Static Transmission Error (STE) evolueert. Die foutmaat beschrijft in welke mate de bewegingsoverdracht tussen tandwielen afwijkt van het ideale gedrag. Die kleine afwijking speelt een belangrijke rol in de kwaliteit en betrouwbaarheid van een ontwerp.
Technologie
Daarom werkte ZF Windpower samen met Flanders Make @ KU Leuven, dat zijn intern ontwikkelde analysetool voor tandwielsystemen inzette om het gedrag van planetaire tandwieltrappen te simuleren. Het model hield rekening met verschillende factoren die in de praktijk een rol spelen, zoals de stijfheid van tandwielen, de ondersteuning van het systeem en aanpassingen in de microgeometrie van de tandwielen. Zo ontstond een aanpak die tegelijk nauwkeurig, flexibel en rekenefficiënt is.
De meerwaarde van die aanpak zit in de combinatie van detail en snelheid. Door het tandwielgedrag realistisch te kunnen simuleren zonder zware rekentijden, krijgt ZF sneller bruikbare inzichten tijdens analyse en ontwerp. Dat helpt om ontwerpkeuzes beter te onderbouwen en om potentiële problemen vroeger in beeld te krijgen.
Resultaat
Voor ZF Windpower levert deze samenwerking dus een sterker kader op om planetaire tandwielsystemen beter te begrijpen en te ontwerpen. Tegelijk toont deze case hoe intern opgebouwde onderzoeksexpertise bij Flanders Make @ KU Leuven kan worden vertaald naar een concrete industriële toepassing met directe relevantie voor duurzame energie.
