Teknik Referans

Dişli Kutusu Sistemi

Türbin rotoru çok yavaş (10 rpm) dönerken, jeneratör 1200+ rpm hızında elektrik üretmeli. Bu dönüşümü sağlayan dişli kutusu (redüktör), türbinin en kritik mekanik sistemidir.

Dişli kutusu Nedir?

Rüzgâr türbininin ana şaftından gelen yavaş, yüksek-torque hareketi; bir dizi dişli sistemi (gear stages) kullanarak hızlı, düşük-torque harekete dönüştürür. Bu oran genellikle 1:50 ile 1:100 arasındadır.

Tasarım Tipi

Paralel Eksenli (Parallel-Axis) Dişli kutusu

Kullanım: Nordex, Enercon, eski Vestas modelleri

Özellik: Dişli eksenleri paralel, spur ve/veya helical dişli kombinasyonu

Avantajlar: Basit tasarım, yüksek verim (~98%), hızlı onarım

Dezavantajlar: Daha gürültülü, dişli boyutu büyük

Spiral Eksenli (Epicyclic/Planetary) Dişli kutusu

Kullanım: Modern Vestas V126/V136, yeni Siemens modelleri

Özellik: Merkezi güneş dişlisinin etrafında uydu dişlileri dönmesi

Avantajlar: Daha küçük, daha hafif, daha sessiz, yüksek oranlar (1:100+)

Dezavantajlar: Karmaşık tasarım, onarım daha zor, özel bilgi gerekli

Temel Bileşenler

Giriş Şaftı (Low-Speed Shaft)

• Kaynağı: Ana yataktan (main bearing) gelir
• Hız: 10-12 rpm (rotor hızı ile eşit)
• Torque: 7000+ kN·m (N90'da), 10000+ kN·m (N117'de)
• Malzeme: Alaşımlı çelik, dinamik yüke dayanıklı

Dişli Sistemi (Gear Stages)

• Kademeler: Genellikle 3-4 aşamalı (her aşama oran ~3-4x)
• Taş (Pinion/Gear): Açık ve kapalı tipler
• Soğutma: Dişlilerin temas yüzeyinde yağ filmi (film bearing)
• Gürültü Yönetimi: Spiral (helical) dişliler daha sessiz

Çıkış Şaftı (High-Speed Shaft)

• Hedef: Jeneratör birliği
• Hız: 1000-1500 rpm (jeneratör tasarımına göre)
• Torque: Giriş'ten ~100 kat düşük (yüksek hız, düşük torque)

Yatak Sistemi (Bearings)

• Tür: Silindirik makaralı yataklar (cylindrical roller bearings), koniler
• Adet: 4-6 yatak, aşama başına 1-2
• Görevi: Şaft sapmaları tutmak, radyal ve eksenel yükleri taşımak
• Yağlama: Dişli kutusu yağ akışıyla lubricate edilir (splash + pump)

Yağlama Sistemi (Lubrication)

• Kapasite: N90: 500-600 L, N117: 700-800 L, V136: 900-1000 L
• Grade: ISO VG 220 veya VG 320 (ısıl indeks yüksek)
• Döngü: Dişlilerin alt kısmı yağa batır (splash), pompa ile üst kısma pompalanır (sprey)
• Sıcaklık Kontrolü: Soğutucudan geçerek 50-70°C'de tutulur
• Filtrasyon: Yağ filtreleri, 3-10 μm geçmişlik (piston elemanı)

Soğutma Sistemi (Cooling)

• Tipi: Passive (radyatör) veya Active (fan)
• Passive: Alüminyum finli soğutucu, doğal konveksiyon (N90)
• Active: Elektrik fan, termostat kontrollü (N117, V126)
• Hedef Sıcaklık: 50-65°C nominal, alarm >80°C, shutdown >90°C

Dişli kutusu Sıcaklık Yönetimi

Enerji Akışı ve Isı Kaynaklari

Sıcaklık Arttığında Neler Olur?

1. Viskositet Düşer — Yağ ince hale gelir, dişli aralarında hava boşluğu oluşur
2. Dişli Temas Yüksekliği Düşer — Metalik temas riski artar (half-fluid lubrication)
3. Isı Oluşumu Artar — Daha fazla metal-metal friction
4. Oksidasyon Hızlanır — Yağ kimyası bozulur, TAN (Total Acid Number) yükselir
5. Yağ Kabuğunun Bağlantısı Kopabilir — Viskositet Index çöküyor, peroksit oluşumu
6. Aşınma Hızlanır — Metal partikülü üretim 10x artar (>75°C)

Ortak Dişli kutusu Arızaları

1. Yüksek Sıcaklık (Temperature High)

Belirti: dişli kutusu sıcaklığı normal rüzgâr koşullarında 75-80°C+ (normal: 60-68°C)

Olası Nedenler:

• Yağ seviyesi düşük (→ soğutma alanı azalmış)
• Yağ kalitesi kötü (oksidasyon, viskozitet shift)
• Soğutucunun finleri toz tıkalı (→ radyasyon kötü)
• Fan motor arızası (aktif soğutma sistemi çalışmıyor)
• Dişli aşınması aşırı (metal-metal temas artan)

Saha Kontrolü: Sahadan #2: Dişli Kutusu Sıcaklığı Rüzgâr Hızıyla Artıyor

2. Yağ Sızıntısı (Oil Leak)

Belirti: Dişli kutusu altında yağlı lekeler, dipstick seviyesi haftada 10+ cm düşüş

Olası Nedenler:

• Mil seal bozulması (elastomer çatlamış, kabarmış)
• Dişli kutusu kasa çatlağı (önceki Sahadan #1)
• Pluglar veya kapaklar gevşek

Test Yöntemi: 50 mL/saat kuralı — Haftada 350 mL+ kaybı = servis gerekli

3. Anormal Gürültü veya Titreşim

Ses Karakteri: Çıtırtı (clicking), tıkırtı (knocking), veya kesintili gürültü

Sebepler:

• Dişli diş eksikliği veya çatlağı (yaşlanmış dişli kutusu)
• Yatak pitting (yüzey hasarı, lokal çökmeler)
• Mil sapması (misalignment)

Ölçüm: Steteskop veya vibration meter (Hz, amplitude)

4. Yağ Renk/Koku Anormallikleri

Renk Değişimi: Açık altın → koyu kahve → siyah (oksidasyon seviyeleri)

Koku: Yanmış kokusu (burn odor) = sıcaklık >120°C, acil durum

Lab Analizi Önerileri:

• 6 ayda bir: TAN (Acid Number), viscosity, Fe (iron) konsantrasyonu
• Anormal semptom: Peroxide number, oksidation stability ASTM D2272

5. Bakteri/Su Bulaşması

Sebep: Hava filtresi hasarlı, kapaklar açık, yağ depolama kötü

Etki: Mikrobiyel korrozyon (MIC), asitleşme, metal korozyonu

Kontrol: Yağ örneğinde Karl Fischer su analizi (%<0.3 normal)

Periyodik Bakım

Saha Teşhis Rehberi

• İlk Kontrol (5 dakika): Yağ seviyesi, renk, koku, sızıntı izi, soğutucunun temizliği
• İkinci Seviye (10 dakika): Sıcaklık ölçümü (SCADA + IR termometre), gürültü (steteskop)
• Üçüncü Seviye (1 saat): Yağ örneği, SCADA trend verisi, geçmiş onarım kayıtları
• Derin Teşhis (Servis): Dişli kutusu açılması, dişli muayenesi, yatak kontrolü

İlgili Kaynaklar

• ← Tüm Sistemler
• Sahadan #2: Dişli Kutusu Sıcaklığı Kontrolü
• Sahadan #1: Pitch Motor Yüksek Akım
• Torque Hesaplayıcı