Kim Berglund
Kim Berglund

Kim Berglund

Universitetslektor
Luleå tekniska universitet
Maskinelement
Maskinelement
Institutionen för teknikvetenskap och matematik
kim.berglund@ltu.se
0920-493051
E839b Luleå

Avancerad tillståndskontroll för vattenkraftverk

Vattenkraften är en mycket viktig komponent i framtidens system för förnybar energi. Vattenkraften kan erbjuda den stabilitet och kontinuitet som andra förnybara källor (vind, våg, sol) saknar. Detta innebär att vattenkraften måste träda i kraft då andra källor inte kan producera el vilket leder till att vattenkraftsaggregat måste startas och stoppas allt oftare. Start och stopp innebär transienta belastningar med ökad påkänning som följd. Det kan t.ex. handla om slitage i tribologiska kontakter (lager, förband).  Det är därför viktigt att kunna förutspå hur dessa förändrade arbetsförhållanden påverkar livslängden för kritiska komponenter som lager. Målet är därför att utveckla underhållsmodeller som kan användas för prognos och diagnos av ett vattenkraftsaggregats driftsäkerhet och återstående livslängd.

Forskningen sker inom Svenskt VattenkraftCentrum SVC. Svenskt VattenkraftCentrum är ett centrum för utbildning och forskning inom vattenkraft och gruvdammar. SVC:s vision är att vara en av världens ledande utbildnings- och forskningsmiljöer inom vattenkraft och dammar.

haldex_xwd.jpg
Haldex XWD

Våta kopplingars livslängd

Inom fordonsindustrin finns alltid ett behov av att komponenter ska bli mindre, lättare, mer högpresterande, ha högre effekttäthet, kosta mindre samt ha längre livslängd. Komponenterna ska samtidigt bli ”smartare” det vill säga kunna ställa in sig efter rådande driftförhållanden samt ge information om det föreligger något akut servicebehov. Detta gäller givetvis också för våta kopplingar som via ett friktionsinterface överför vridmoment till olika delar i fordonet. Ett användningsområde finns inom fyrhjulsdriftsystem till bilar, där en våt koppling används för att styra vridmomentet till bakhjulen. Friktionsbeteendet i kopplingen förändras med tiden eftersom lamellytorna slits och smörjmedlets additiv(tillsatser) förbrukas/förändras. Min forskning under doktorandtiden har syftat till att lära mer om hur systemets åldring sker, om den kan fördröjas, åtgärdas och/eller predikteras. Forskningen har bedrivits i samarbete med industripartners BorgWarner TorqTransfer Systems och Statoil Lubricants. BorgWarner tillverkar våta kopplingar till fyrhjulsdriftsystem och Statoil levererar smörjmedel till dessa. Målet med forskningsprojektet var att förstå hur livslängden förbrukas samt även att i förlängningen med hjälp av denna kunskap kunna förutspå livslängden.

I mitt forskningsarbete har jag tagit fram och omkonstruerat en testrigg för åldring av våta kopplingar. Testriggen har utrustats med olika typer av givare för att mäta systemets tillstånd, exempelvis temperatur, vridmoment, kraft, tryck samt oljeparametrar viskositet och densitet. Vidare har jag sedan identifierat vilka parametrar som påverkar åldringen. Med hjälp av en åldringsmodell som jag har utvecklat kan man nu kompensera i kopplingens styrelektronik för förändringar i friktionen och på detta sätt undvika kostsamma haverier. Åldringsmodellen kan även användas i utvecklingsprocessen, där jag kopplat den mot en dynamikmodell av bilens drivlina. På detta sätt kan man förutspå vilka typer av driftförhållanden som kan leda till problem med vibrationer och oljud.

Publikationer

Artikel i tidskrift

Mother wavelet selection in the discrete wavelet transform for condition monitoring of wind turbine drivetrain bearings (2019)

Strömbergsson. D, Marklund. P, Berglund. K, Saari. J, Thomson. A
Wind Energy
Artikel i tidskrift

CuO nanosheets produced in graphene oxide solution (2018)

An excellent anti-wear additive for self-lubricating polymer composites
Wu. J, Huang. X, Berglund. K, Lu. X, Feng. X, Larsson. R, et al.
Composites Science And Technology, Vol. 162, s. 86-92
Artikel i tidskrift

Material Characterization and Influence of Sliding Speed and Pressure on Friction and Wear Behavior of Self-Lubricating Bearing Materials for Hydropower Applications (2018)

Rodiouchkina. M, Berglund. K, Mouzon. J, Forsberg. F, Shah. F, Rodushkin. I, et al.
Lubricants, Vol. 6, nr. 2
Konferensbidrag

Bearing faults in the wind turbine drivetrain (2017)

Comparative study of monitoring with FFT and the Discrete Wavelet Transform
Strömbergsson. D, Marklund. P, Berglund. K
Paper presented at : 6th World tribology congress, Beijing, China, September 17-22, 2017
Konferensbidrag

Dry sliding wear and friction behavior of self-lubricating polymer composite bearing materials under extreme operating conditions (2017)

Rodiouchkina. M, Berglund. K, Emami. N, Larsson. R
Paper presented at : 6th World tribology congress, Beijing, China, September 17-22, 2017