轴体承受较大负载

从机械角度看，传动系统是液压装置的核心部件。为了可靠传递涡轮运行器产生的动力，轴-轮毂连接此前要么采用大螺距圆以大量螺栓——配备成本高昂的轴法兰——要么采用高成本且组装工夫同样高的成型元件。全球水电有限公司机械工程主管DI（FH）克劳斯·艾希尔伯格解释道：“在接头中使用摩擦垫片意味着显著的效率和成本优势，同时确保组件在整个使用寿命内正常工作。”公司已密集研发该方案数月，并通过自身测试系列充分验证了其预期。

全尺寸测试系列，使用3M™摩擦垫片

使用全尺寸试样对新测量系统的评估和校准，为测试3M™摩擦垫片提供了宝贵机会。测试中使用了初创公司核心感测有限公司的新型CoreIn测量系统。这里，专门为该部件配置了一个基于应变计的变形体，直接安装在被测试轴中，使整个部件本身变成了一个传感器，其测量值可通过蓝牙直接传输，无需布线。

这些测试旨在确定使用摩擦垫片时轴-轮毂连接的载荷能力。为了确定连接的极限，首先建立了最小应力条件，然后通过液压缸引入力和扭矩。

共进行了三轮测试：

• 根据VDI理论确定的极限载荷对接头施加载荷：通过液压系统引入的一次性缓慢增加扭转载荷，接近理论极限值186千米（实际测量的扭转载荷约为163千牛米），但接头未产生任何扭转（滑动运动）。
• 理论极限载荷的循环重复：以186 kNm（实际测量载荷为170 kNm至180 kNm）作为脉冲载荷重复10次。同样，关节内没有相对移动。
• 连接的周期性滑动：增加气缸压力导致接头在249 kNm时滑动。这通过气缸压力的突然下降来表示。因此，找到了初始接头滑动的最大载荷。随后扭矩提升后，滑动扭矩几乎保持不变，约为211千牛米。

大家都达到了预期，甚至超出了预期

为了利用增强摩擦垫片的优势，制造商3M规定了摩擦接头（法兰部件）的最大粗糙度和最低接触压力50兆帕等要求。测试结束后，Global Hydro专家表示：“尽管这一要求仅在法兰图案的4个位置局部满足，但该测试结果非常有希望，同时建议即使在不同预张条件（紧固系数的变化）下，接头首次打滑前的最小摩擦系数为0.7，之后为0.6。”计算工程师DI Markus Peer的结论：“令人鼓舞的结果验证了之前的计算，这意味着新的摩擦垫片连接方法将被客户项目推出。”

增强摩擦垫片的优点

同时，成本优势、作为使用寿命部件的耐用性以及相对易于组装，都为未来在水电厂技术中使用增强摩擦垫片的前景奠定了基础。由于直径400至500毫米的轴，精密加工成本极高，因此此类大型部件的表面通常相当粗糙。制造商通过选择合适的摩擦垫片来弥补这一点——在此案例中，是3M™摩擦垫片35型。增强摩擦垫片由钢制基底、无电镍涂层和嵌入钻石组成。这些结构在摩擦伙伴之间形成微观尺度的形态配合。这为更轻巧、更紧凑的设计提供了广泛可能性，同时不牺牲力量和扭矩传递。

水电站技术创新

在环球水电公司，专家们预计未来将3M™摩擦垫片作为其应用的标准解决方案，例如简化轴与涡轮之间的法兰连接。

公司总部位于奥地利米尔克赖斯的霍夫基兴，连同其12家国际子公司，全球约有300名员工，以其创新实力在市场上享有盛誉。环球水电的客户包括中小型水电领域的国际客户。他们期望拥有坚固、耐用且可靠的技术，这些技术得益于摩擦垫片等方面。