风电产业发展推动机床行业的进步

国际金属加工网 2017年02月08日

风电设备变速箱主要由箱体、行星轮系和变速机构等组成,变速箱体属于大型箱体,其结构复杂,各种部件的制造需要不同机床设备进行加工。兆瓦级风电设备变速箱根据发电量的不同,直径约在2~3米之间,大部分为分体结构。加工时需要镗杆直径约160~250毫米的数控落地铣镗床、大型卧式加工中心龙门加工中心等,加工精度要求较高。大规格、大模数齿轮和齿圈需要采用数控成型铣齿机和数控成型磨齿机进行加工。其中,数控成型铣齿机要求大切深、大进给和滚速高;数控成形磨齿机要求精度达到5级以上,要求自动调心、自动测量、自动修形等自动化程度高和稳定性高。

大型叶片的加工,需要数控铣床,此类机床属于大规格轻型非金属五轴加工机床,尽管加工精度要求不高,功率和扭矩也小,但对机床切削速度的要求却很高,切削速度在30米/分以上。电机转子轴的加工,需要大规格卧式车铣磨复合机床,要在传统卧式车床的基础上增加铣削和磨削功能,实现一次装夹加工完成;电机定子制造需要立式车铣磨复合机床,特别是定子下线槽的加工,要在传统立式车床的基础上增加铣削和磨削功能,也同样需要实现一次装夹加工完成。

偏航机构的主要部件如带内外齿的大型轴承和小齿轮及变速装置制造等,也需要一些要求较高的专用机床装备。

我国风电产业快速发展促使国内风电设备国产化水平快速提升,也带动了国内相关产业发展。风电机组的主要部件需要大量的精密、大型数控机床等专用加工设备。风电设备制造技术的突破,或多或少依赖于机床的先进性与精准性。可以说,先进的装备制造工艺尤其是先进的机床设备则是风电设备制造产业升级的根本保障。

主轴、风轮和塔架均为大型构件,加工难度大,精度的要求也高,需要专门设计专用的加工设备,且兼具高速、高效、智能化、柔性化、CAD/CAM自动转换、自动检测、误差补偿和故障自动诊断等多项先进功能。长期以来,上述加工装备基本依赖进口解决,造成风电设备制造成本的攀升。随着风电设备产业化水平不断提高,国产化比例快速提升,推动了风电市场快速发展,也对机床行业提供了发展新机遇。近年来,针对风电产业零部件的加工,我国机床行业正积极研发一些具有自主知识产权的加工装备,其加工精度、效率及稳定性等完全可与进口设备相媲美。

武汉重型机床集团公司自主研发的XKD2755×570-2M型数控定梁双龙门移动镗铣床,通过了武汉市科技局组织的成果鉴定,认为该机床的精度确保技术和长行程机床导轨技术处于国际领先地位。其加工效率是普通设备的4~6倍,应用领域广泛,尤其适合风电齿轮这种超大规格零件的加工。

山东法因数控机械股份有限公司也在积极进军风电业,该公司的“法因大功率风力发电装置关键部件数控成套加工装备”获得山东省级科技攻关项目立项。该项目由以下三大设备组合而成:用于机舱360度回转的大型轴承内外圈加工的S15型5.5米回转工作台双轴数控钻床;用于水平主轴加工的S16型卧式数控钻床;用于塔架连接大法兰加工的PD5050型龙门移动式大型平面钻铣床。

秦川集团研制的VTM180龙门式车铣复合加工中心,是一台高精度、中重型复合加工机床,配上万能摆动铣头(B轴)即可实现七轴五联动。通过对工件的一次装夹,既能完成大型立车所具有的车削功能,又能完成大型五面体龙门铣具有的铣削功能。

中国兵器工业集团北方重工公司完成的“2MW风力发电机主轴关键技术研究与开发”项目通过鉴定,自行研制的2MW风电主轴机械加工工装卡具,保证了2MW主轴高精度的要求。

风电设备行业和机床行业的一些资深专家一致认为,随着风电产业的健康有序发展,对机床的需求必会有质和量的双重提升,也将促进中国机床行业的产品结构进一步升级。


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