最近的性能建模风力涡轮机齿轮箱轴承的现场数据表明，驯服转矩逆转可以将齿轮箱轴承的寿命延长两倍。现场数据是由工程师收集的在AeroTorque并提供给轴承模拟和预测公司Sentient Science。后者收集了数百万个军用飞机轴承的数据，并开发了名为DigitalClone的算法，用于预测提高最长轴承寿命的条件。
轴承似乎是风力涡轮机齿轮箱的薄弱环节。一旦轴瓦出现轴向裂纹，轴承就会开始脱落，最终导致齿轮齿面磨损。如果不更换轴承，整个齿轮箱就需要更换，有时需要花费35万美元。
所有的风力涡轮机都受到来自极端风和各种故障代码触发的严重停止的瞬态传动系统负载的影响。更糟糕的是，随着涡轮机建造得更大以产生更多的能量，瞬态负荷事件也在增加。
最近的想法是这样的转矩逆转从突然的停止和风事件，如阵风和风暴，产生从正到负的快速扭矩摆动，并在某种方式下，本质上是锤轴承的负载区从一个轴承race的一边转移到另一边。对轴承材料中坚硬的地下咬合的冲击产生轴向裂纹。“研究和监测运行中的涡轮机已经表明，扭矩逆转和冲击负载是一个主要原因axial-crack损害和白色蚀刻区，”道格赫尔说，在AeroTorque的总经理。轴向裂纹通常是由白蚀区现象引起的。
解决这个问题的一种方法可能是采用非对称转矩控制(ATC)，这是一种AeroTorque装置，旨在降低冲击的幅度和速度，以及逆转负载。它已表明，减少峰值应力轴承在逆转期间高达14%。该公司已经收集了大量关于涡轮停止和其他情况下扭力逆转的现场数据，并表示ATC可以显著降低传动系统负载，即使是在涡轮主动控制下，前进扭矩和反向扭矩也可分别降低54%和74%。AeroTorque工程师提出的问题是:如何将这一发现转化为寿命因素，并更好地计算价值和投资回报率?
为了计算轴承的寿命，这两家公司决定评估一个1.5 MW的高速轴承的寿命，在一级代表性的占空比下，包括严峻的现实世界条件。这些轴承在该领域经历了高比率的白色蚀刻区域。
AeroTorque提供了硬停止振幅和频率的数据，而Sentient Science研究了失效的轴承样品，并对白色蚀刻样的夹杂物建模，以生成具有代表性的微观结构模型。选择该公司的建模方法是因为它可以通过考虑风荷载事件、材料质量和夹杂物、材料微观结构、表面光洁度和润滑剂来精确计算轴承寿命。
该公司通过DigitalClone寿命预测工具进行了模拟，以评估新占空比和添加夹杂物对高速轴承性能的影响。
结果表明，白色蚀蚀损伤区域降低了滚动接触疲劳的轴承L50寿命高达45%。如果使用ATC可以防止WEA，轴承L50寿命可延长至2倍，从2.89年到5.39年。这些团队还在继续研究动态反向载荷和冲击载荷的影响，这两个因素在本项目中没有考虑。Sentient表示，它的客户控制着美国40%的风力发电机组。
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