風電設備制造產(chǎn)業(yè)升級案例分析
我國風電產(chǎn)業(yè)近年來持續(xù)向好,年度新增和累計裝機容量連續(xù)四年翻番,2010年風電裝機規(guī)模躍居世界第二蝙搔。我國風電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展促使國內風電設備國產(chǎn)化水平快速提升,也帶動了國內相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展考传。風電機組的主要部件加工需要大量的精密吃型、高效的數(shù)控機床和高端刀具,風電設備加工技術的進步僚楞,很大程度上依賴于機床和刀具的先進性與精準性勤晚。再加上風電設備大都工況環(huán)境比較惡劣,這也對相關設備加工提出了較高的要求纷沽,可以說爵路,先進的裝備制造工藝尤其是先進的機床和刀具是風電設備制造產(chǎn)業(yè)升級的根本保障。
在相關風電設備制造企業(yè)中讹唧,無論是管理人員還是技術人員你浸,均表示出風電設備對機床工具等先進加工設備的強烈依賴。在2010年10月份舉行的北京風能展上剃坦,華銳風電的技術人員就曾向記者詳細講解了風電設備加工的一些工藝要求节暇。以風電設備變速箱為例,其主要由箱體绝电、行星輪系和變速機構等組成忿奈,變速箱體屬于大型箱體辟瞄,其結構復雜,各種部件的加工需要不同的機床和刀具來完成饰址。兆瓦級風電設備變速箱大部分為分體結構坝给,加工時需數(shù)控落地銑鏜床、大型臥式加工中心和龍門加工中心等产舞,加工精度要求較高魂奥。大規(guī)格、大模數(shù)齒輪和齒圈需要采用數(shù)控成型銑齒機和數(shù)控成型磨齒機進行加工易猫。其中耻煤,數(shù)控成型銑齒機更是要求大切深、大進給和滾速高准颓,數(shù)控成形磨齒機要求精度達到5級以上哈蝇,且要求自動調心、自動測量攘已、自動修形等自動化程度高和穩(wěn)定性高炮赦。
在風電設備變速箱加工案例中,數(shù)控落地銑鏜床样勃、大型臥式加工中心眼五、龍門加工中心、數(shù)控成型銑齒機和數(shù)控成型磨齒機等都是當前機床行業(yè)技術含量比較高的高端設備彤灶,曾有風電設備制造企業(yè)的技術人員明確表示看幼,他們公司所使用的這些機床均是國外進口的技術先進的高端產(chǎn)品。由此可見鹿连,風電設備加工過程的極高要求缠染。記者在深入風電設備制造企業(yè)采訪時,曾記錄有多個風電設備零部件加工時對機床工具及相關工藝的要求磷拧。
案例1:大型葉片的加工骡梨,需要數(shù)控銑床,此類機床屬于大規(guī)格輕型非金屬五軸加工機床者赴,盡管加工精度要求不高日胖,功率和扭矩也小,但對機床切削速度的要求卻很高碗厕,切削速度一般要求在30m/min以上习荚。電機轉子軸的加工,需要大規(guī)格臥式車銑磨復合機床誓华,要在傳統(tǒng)臥式車床的基礎上增加銑削和磨削功能仁娱,實現(xiàn)一次裝夾完成加工。電機定子制造需要立式車銑磨復合機床,特別是定子下線槽的加工囊祝,要在傳統(tǒng)立式車床的基礎上增加銑削和磨削功能殉酬,也同樣需要實現(xiàn)一次裝夾加工完成。偏航機構的主要部件如帶內外齒的大型軸承和小齒輪及變速裝置制造等伞辛,也需要一些要求較高的專用機床裝備烂翰。主軸、風輪和塔架均為大型構件蚤氏,加工難度大刽酱,精度的要求也高,需要專門設計專用的加工設備瞧捌,且兼具高速、高效润文、智能化姐呐、柔性化、CAD/CAM自動轉換典蝌、自動檢測曙砂、誤差補償和故障自動診斷等多項先進功能。
案例2:輪轂加工需加工部位可分為主軸系與葉片孔系兩部分骏掀。為了得到最優(yōu)的投入和產(chǎn)出比鸠澈,采用立車與刨臺式鏜銑術來加工是較為理想的選擇。用立車加工回轉孔系退博,歷來都是最經(jīng)濟颖助、最高效的加工方式。由于在主軸孔的端面位置還會有一些銷孔或螺紋孔别印,為避免再次裝夾戏筹,選用的立車應帶有鉆銑功能,其鉆銑頭通常需帶內冷卻裝置嫁昌,以保證鉆孔效率缓万。對于加工葉片與主軸系帶角度的輪轂,刨臺式鏜銑床需要配有專用夾具锁荚,此夾具的角度與葉片蔫狰、輪轂夾角相同,通過自動或手動來旋轉葉片位置滴练。這里也需要鏜銑床帶有內冷芋妻,冷卻液壓力在1Mpa以上,機床轉速在2000r/min以上摊桅,主要是考慮到一部分較小直徑孔的高效加工辟劲。
案例3:主軸屬于長軸式回轉件,大多數(shù)加工都是臥車上完成。臥車刀具接口的選擇就多種多樣徙菠,有四方刀塔讯沈、雙刀板式等。粗車時的狀況一般都很苛刻婿奔,既要求刀尖的抗沖擊性好缺狠,也要求高的金屬去除率,這種情況下可選用圓形刀片來加工萍摊。除去臥車之外挤茄,深孔鉆床和落地鏜銑床對于主軸加工也十分重要。發(fā)電機主軸最大的難點在于下線槽的高效銑削冰木,加工分為直槽銑和下線槽成型銑兩步穷劈,且都采用可轉位立銑刀的形式,這能降低對設備功率和扭矩的要求踊沸。
案例4:車削回轉支承內孔歇终、端面、外圓逼龟、滾道等都是在立車上完成评凝。對于高效齒加工,則是在齒輪銑床上完成秦代。螺栓過孔在立式鉆削中心上完成潦号。由于風電對回轉支承齒精度要求都不嚴,通常在9~10級就能滿足使用要求蚯景,所以齒加工也就可以簡化為粗慨锅、精銑兩步。對于粗銑楣索,在機床剛性與夾具剛性較好的情況下裙都,能夠以大于400mm/min的進給量來加工,精銑可采用更大的進給量鹅唠。底座是典型的結構件咽皮,用龍門鏜銑床兩次裝夾完成加工。連接法蘭加工設備與回轉支承類似给急,但連接法蘭的材料多為低碳鋼痒渊,鉆孔時不易斷屑。
從這幾個加工案例中可以看出烁胳,風電設備零部件加工對機床蝇裤、刀具和工藝的要求可以用苛刻來形容。俗話說“工欲善其事频鉴,其先利其器”栓辜,在風電設備制造業(yè)恋拍,要想生產(chǎn)出合格耐用的風電設備,機床藕甩、刀具和工藝等軟硬件設施都必須十分給力施敢。如何能夠最好地權衡風電設備加工所涉及的多種要素,并進一步為風電設備零部件加工提出最佳加工工藝狭莱,無疑將成為風電設備制造業(yè)永恒的追求僵娃。
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