風力發(fā)電設(shè)備加工的優(yōu)化解決方案

【專家解說】：典型風機結(jié)構(gòu)示意圖(1.輪轂2.增速箱3.機艙罩4.聯(lián)軸器5.電控系統(tǒng)6.發(fā)電機7.冷卻器8.泵站9.偏航驅(qū)動10.偏航制動11.偏航軸承12.底座13.彈性底座14.葉片)傳統(tǒng)的刀具解決方案往往基于刀具的使用性能出發(fā)，但又常常受到機床設(shè)備、工裝夾具及工件自身剛性等因素制約，因而達不到預想的加工節(jié)拍和壽命，使得客戶在前期生產(chǎn)投入預算與后期的實際加工效果背離很大，效果不甚理想。以近年異軍突起的中國風電配套產(chǎn)業(yè)為例，鑒于風電零部件有其特殊性，如何能夠最好地權(quán)衡風電設(shè)備加工所涉及的多種要素，并進一步為風電零部件生產(chǎn)商提出有關(guān)最佳加工工藝的深層次建議，無疑是非常受用戶歡迎的。而瑞典刀具解決方案供應商山特維克可樂滿在這方面的作為值得大家借鑒。該公司在與機床生產(chǎn)廠商進行充分研討的基礎(chǔ)上，使其提供的刀具產(chǎn)品之性能在機床上體現(xiàn)得更加充分。下文中將聚焦輪轂、主軸、回轉(zhuǎn)支承等部件的加工，以及風力發(fā)電設(shè)備方面的一些優(yōu)秀加工解決方案，解讀山特維克可樂滿是如何針對風電行業(yè)用戶需求的。輪轂加工常規(guī)的輪轂，需加工部位可分為主軸系與葉片孔系兩部分。為了得到最優(yōu)的投入和產(chǎn)出比，采用立車與刨臺式鏜銑術(shù)來加工是較為理想的選擇。 1.立車加工用立車加工回轉(zhuǎn)孔系，歷來都是最經(jīng)濟、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，為避免再次裝夾，建議選用的立車應帶有鉆銑功能，其鉆銑頭通常需帶內(nèi)冷卻裝置，以保證鉆孔效率。對于立車接口，山特維克可樂滿的一款模塊化快換工具系統(tǒng)Capto性能較為突出，優(yōu)點是其高強度可保證高效完成內(nèi)孔、端面等車削。 2.刨臺式鏜銑床加工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，此夾具的角度與葉片、輪轂夾角相同，通過自動或手動來旋轉(zhuǎn)葉片位置。這里也需要鏜銑床帶有內(nèi)冷，冷卻液壓力在1Mpa以上，機床轉(zhuǎn)速在2000r/min以上，主要是考慮到一部分較小直徑孔的高效加工。對于此類機床，功率一般不是問題，最重要的是功率與扭矩的輸出曲線是否能滿足刀具高效加工需求，例如：葉片孔一般都在直徑1米以上，傳統(tǒng)的采用粗鏜刀方式加工時對機床的扭矩要求很大，但低轉(zhuǎn)速時扭矩輸出都很小，為了解決這個矛盾，對于大孔的粗加工最好采用插補銑的方式。對此，山特維克可樂滿的以下幾款產(chǎn)品值得推薦。CoroMillR390長刃立銑刀在插補銑時每分鐘進給高達650mm，也就是說直徑1米的孔在5分鐘之內(nèi)就可以粗銑完畢。對于葉片孔的精加工可以選用CoroMill215夢幻銑刀，在保證孔精度的同時獲得1.6～3.2的表面光潔度。CoroMill215夢幻銑刀當然，效率提升更為明顯的在于鉆削，對于輪轂來講通常會有近200個孔需要鉆削完成。CoroDrill880在此序加工中進給可超過400，也就是說不到1分鐘就可以完成一個孔的加工。適用于面加工的CoroMill345對于面加工，選用八刃設(shè)計的CoroMill345，該產(chǎn)品在性價比方面也有一定優(yōu)勢。通過以上幾種產(chǎn)品的正確運用，輪轂加工可以提效百分之五十以上。主軸加工主軸屬于長軸式回轉(zhuǎn)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，有四方刀塔(刀方、VDI燕尾槽)，雙刀板式(刀方、BTS、Capto)等。“好馬配好鞍”，Capto接口以出色的負載能力，10秒以內(nèi)的換刀時間和+/-0.002mm以內(nèi)的重復定位精度，成為重型臥車的首選配置。粗車時的狀況一般都很苛刻，既要求刀尖的抗沖擊性好，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。在刀深7-10mm的情況下，進給可達1.4-3mm/r。精車時采用WMX修光槽型，在保持0.5-0.8mm/r高進給的條件下還可獲得0.4以上的光潔度。在矩型螺紋的加工方面，同樣來自山特維克可樂滿的帶有導軌定位的266刀片使得加工后牙型變化更小，更容易保證加工質(zhì)量。除去臥車之外，深孔鉆床和落地鏜銑床對于主軸加工也十分重要。在加工80直徑的深孔時，通常需要機床有45kW的功率，300l/min的冷卻液流量，1.5Mpa的冷卻壓力，1.5KNm的扭矩——滿足這種條件，加工4米深孔僅需40分鐘。加工后，不再需要鏜削即可滿足要求?；剞D(zhuǎn)支承加工車削回轉(zhuǎn)支承內(nèi)孔、端面、外圓、滾道等都是在立車上完成；對于高效齒加工，則是在齒輪銑床上完成；螺栓過孔在立式鉆削中心上完成。立車的選擇在此就不再贅述，著重來關(guān)注一下銑齒加工。由于風電對回轉(zhuǎn)支承齒精度要求都不嚴，通常在9-10級就能滿足使用要求，所以齒加工也就可以簡化為粗、精銑兩步。對于粗銑，在機床剛性與夾具剛性較好的情況下，能夠以大于400的進給量來加工，精銑可采用更大的進給量。實踐證明，山特維克可樂滿的粗、精齒輪銑刀和相應刀片的表現(xiàn)異常優(yōu)異。對于螺紋底孔和螺栓過孔的鉆削，建議選用雙軸立式鉆削中心，配合Corodrill880淺孔鉆，可高效完成孔的加工。其它部件的加工1.底座及齒輪箱體這兩個部件都是典型的結(jié)構(gòu)件。底座推薦用龍門鏜銑床，兩次裝夾完成加工。齒輪箱體則在大型臥式加工中心上進行鉆、鏜、銑等。同樣，內(nèi)冷卻對提高孔的加工效率十分必要。據(jù)了解，山特維克可樂滿針對不同結(jié)構(gòu)的底座與齒輪箱體均制定了詳細的工藝方案、刀具選型及加工參數(shù)，為機床廠家選擇最可靠的刀具方案提供了重要前提。2.連接法蘭該零件加工設(shè)備與回轉(zhuǎn)支承類似，但連接法蘭的材料多為低碳鋼，鉆孔時不易斷屑。山特維克可樂滿選用LM的刀片槽型來加工，其良好的斷屑性能已在用戶方已得到了驗證。 3.發(fā)電機主軸發(fā)電機主軸最大的難點在于下線槽的高效銑削。綜合考慮下來，加工分為直槽銑和下線槽成型銑兩步，且都采用可轉(zhuǎn)位立銑刀的形式，這能降低對設(shè)備功率和扭矩的要求。(文章來源：雅式中國機械與金屬網(wǎng))