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风电设备加工亟待机床产品升级

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近年来,重庆锻造行业风电市场的蓬勃发铺对配套的机床工业提供了发铺新机遇。其中风力发电站相关装备的加工是机床需求的主力,需要多种精密、大型数控、专用机床与之配套。

据了解,风机机组要害部件诸如水平主轴、风轮、塔架均为大型构件,加工难度大,对精度的要求也高,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、故障自动诊断等多项先入功能。

目前,生产最多的齿轮箱风力发电机组,由于其结构复杂,完成各种部件的制造需要不同机床设备入行加工。

如风机的变速箱,主要由箱体、行星轮系和变速机构等组成。首先是风机变速箱体,它属于大型箱体,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160~250mm的数控落地铣镗床和大型卧式加工中央、龙门加工中央等,加工精度要求较高,目前风机制造企业对此类机床的需求主要仍依赖入口。

其次,变速箱内的齿轮加工量也很大,需要对大型内齿圈、圆柱直齿轮和斜齿轮等入行成批生产。主要加工设备为大型数控立式滚齿机、数控插齿机、数控磨齿机等。这些齿轮加工机床中,大规格的普遍要求具有高效、重载、重切、刚性好的特点,遗憾的是,目前大规格齿轮加工机床还主要依赖入口,而国产设备只能实现中小型齿轮的加工。

再次,大规格、大模数齿轮和齿圈也需要采用数控成型铣齿机和数控成型磨齿机入行加工。其中,数控成型铣齿机要求大切深、大入给、滚速高;数控成形磨齿机要求精度达到5级以上,自动化程度高、自动调心、自动测量、自动修形、稳定性高。

再如风机核心部件叶片的加工,则需要数控铣床,此类机床属于大规格轻型非金属五轴加工机床,对精度的要求不高,功率和扭矩也小,但是,它对机床切削速度的要求却很高,切削速度在30米/分以上,此类机床目前也基本依赖入口。

还有偏航机构的主要部件:带内外齿的大型轴承和4个小齿轮及变速装置等。这类大型轴承目前海内还不能制造,主要依赖入口。而加工设备主要是一些要求较高的专用机床装备。

此外,用于加工电机转子轴的大规格卧式车铣磨复合机床,需要在传统卧式车床的基础上增加铣削、磨削功能,实现一次装夹加工完成;用于加工电机定子的立式车铣磨复合机床,特殊是定子下线槽的加工,则需要在传统立式车床的基础上增加铣削、磨削功能,并同样需要实现一次装夹加工完成。

近年来,针对风电产业零部件的加工,我国机床业也积极研发出一些具有自主知识产权的解决方案,逐步实现入口替代。

近日,由中国兵器工业集团北方重工公司完成的“2MW风力发电机主轴要害技术研究与开发”项目通过鉴定,其生产制造的2MW风机主轴产品性能符合国际标准,且达到批量生产的能力,所采用的胎膜锻造技术方法可满意2MW主轴直径比较大的特别要求,自行研制的机械加工工装卡具,保证了2MW主轴高精度的要求。

武重自主研发的XKD2755×570-2M型数控定梁双龙门移动镗铣床,也通过了武汉市科技局组织的成果鉴定,认可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。这款镗铣床的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入军风电业,往年该公司的省级科技攻关项目“法因大功率风力发电装置要害部件数控成套加工装备”立项成功。该项目由以下3大设备组合而成:用于机舱360度归转的大型轴承内外圈加工的S15型5.5m归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。

随着风电产业的继承发铺成熟,其对机床的需求必会有质和量的双重提升,反过来也将促入中国机床行业的产品结构升级。