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风力发电机底座的加工工艺实践

时间:2019-12-03 10:38   tags: 风力发电机  

  《装备制造技术))2014年第2期风力发电机底座的加工工艺实践 鄂霞(江苏吉鑫风能科技股份有限公司,江苏江阴214422) 摘要:风力发电机底座的尺寸精度、位置精度和光洁度的要求都比较高,因此,其工艺过程比较复杂,具有难度大、专业 性强等•●特点。着重介绍了直驱永磁风力发电机组底座的加工工艺过程,工装夹具的设计等。实践证明,此加工工艺能◆◁•很 好地指导生★-●=•▽产,满足客户的尺寸和精度要求,对类似的工件的加工有一定的参考指导意义。 关键字:风力发电机;底座;加工工艺 中图分类号:-rM315 文献标识码:B 文章编号:1672—545X(2014】02-0105-03 伴随国内陆上风电开发速度放缓和竞争白热 化,技术含量更高的海上风电,业已成为新一轮整机 厂商的“战场”。海上风力发电逐渐向大功率机组发 展,要求高可靠性、寿命周期长,因此零部件的精度、 功能要求很高。作为目前全国最大的风电整机厂商 金风科技,依靠成熟的直驱永磁技术,紧紧咬住海上 风电这块“肥肉”,其机组主要包括1.5 lVlW、2.5 blW、 3MW和6 MW。随着机组单机兆瓦级的不断增大,零 件的重量与体积随之增大,制造难度也相应加大。为 此零部件制造工艺方面也随着风电装备单机容量的 扩大而不断改进与完善,势必要形成批量生产成熟的 制造工艺,其中以主要大型零部件轮毂、底座为主,公 司承接了金风科技风电项目的底座、轮毂等主要机组 零件的铸造、机加工与涂装。这些产品已陆续进人并 网调试阶段,这些都说明风机运行性能稳定、安全可 靠。由此证明公司对发电机组主要零部件的加工是完 全符合图纸要求,完全满足整机装配的精度要求的。 金风科技拥有完全自主知识产权的直驱永磁技 术,代表着当前风电行业最具成长前景的技术路线 MW系 列,在此对这几种产品的加工工艺进行归纳总结。 1风力发电机底座的加工工艺 分析四种底座,1.5 MW是一种结构形式,电机孔 脚板在圆周上分布;2.5 IdW、3 MW、6 MW这三种底 座结构形式相似,其电机孔脚板呈现在圆周的单边, 外形大小不同略有区别,加工工艺的过程主要有: (1)确定加工工艺过程。根据这几种底座的图 纸要求,并分析对底座制造精度的要求,遵守基准重 合原则,选用偏航轴承面作为精基准,偏航轴承面就 是第一道工序加工面。根据图纸要求选用斜顶面或 外侧的搭子面作为粗基▽•●◆准,设计了专用工装,夹具结 构简单,安装、夹紧和加工工件都很方便。 (2)确定底座的加工设备。根据这几种底座的结 构特点与外形尺寸大小,再结合公司实际情况,综合 考虑机加工的最经济性,1.5 Mw底座的偏航轴承面 加工选用中捷数控▪…□▷▷•龙门镗铣床GMC2560r2加工,将 底座倒置于专用工装上,保证了偏航轴承面的加工 精度,然后再以加工好了的偏航轴承面定位置于30 斜垫工装上,采用中捷数控落地镗铣床TH6920加工 主轴面。2.5 ◇=△▲MW、3 blW、6 Mw这三种结构形式相似, 综合考虑将底座侧卧置于中捷数控落地镗铣床 TH6920的3 500x4 000 mm回转工作台上,一次装 夹加工各面,保证了各面的加工精度。 2底座的主要加工工艺路线 Mw底座:划线—铣偏航轴承面—铣主 轴面 •□▼◁▼划线):以偏航轴承面底面毛坯面置于划 线平台上,校平毛坯内腔不加工面及三个电机孔脚 ▲●…△板上端面,兼顾hl、112及h3尺寸,绕工件底面一周 划出基准A面加工线。 距离A面加工线h尺寸于主轴毛坯面左右两侧 划出Y方向的水平中心线,检查该中心线是否与毛 坯孔D的Y▪•★方向中心重合。以主轴毛坯孔D为基准 于主轴毛坯面上下划出x方向的垂直中心线一),女,江苏江阴▼▲人,工程师,研究方向:△▪▲□△金属机加工工艺及工装设计。 105 万方数据 Equipment Manufacturing Technology No.2,2014 此线引至偏航轴承面底面,与底面交线上打一样冲 点。以内腔不加工毛坯面为基准,按h4、h5尺寸划出 四个搭子面加工线,检查加工线与毛坯斜面的高度, 位置不能太低。总之,划线要做到合理地均匀地分配 各加工面的加工余量,并兼顾到各相关尺寸。 底座划线示意图铣偏航轴承面(见图2):将工件倒置于铣底面用 工装J1上,以A面加工线为基准校平,压紧工件,并 且内圆周支撑住,找准偏航轴承毛坯外◇•■★▼圆中心,并兼 顾三个电机孔中心,参考划线样冲▲=○▼点和兼顾毛坯外 形,校正偏航轴▪▲□◁承面中心。 图2铣偏航轴承面加工工艺过程分为粗加工和精加工两个阶段, 为了保证各主要表面位置精度的要求,粗加工和精 加工时,都要采用同一的定位基准,遵循“先面后孔” 的原则,保证定位精度和加工精度。 在底座铸造后、机械加工之前,一般应经过清理 和退火处理,以消除铸造过程中产生的内应力。粗加 工后,进行适当的时效处理。特别是电机孔的加工, 变形较大,尺寸较难控制,粗铣之后,先加工其他非 主要加工面,经过一至两天的时效后,再进行半精镗 与精镗加工;根据多年的加工经验,电机孔的上下偏 差会随着一年四季环境温度的变化而变化,公司也 定制了不同季节的偏差要求来适应温度的变化。 在加工偏航轴承面时,要考▲★-●虑加工下道工序的 基准面,这就是通常所说的工艺要求。零件上的空间 尺寸,必须通过计算转换成机床上能测量的具体数 据来保证尺寸要求,如图3所示,X尺寸就是为下道 工序加工用的基准线所用的尺寸,图中所标的基准 线就是为加工主轴面对刀作准备的。加工基准面时 还要考虑下道工序对刀点要容易找正,便于确定零 件的加工原点的位置、机床限位等问题,所以在决定 工艺方案之前要前后工序之间通盘考虑和兼顾的。 铣主轴面(见图3):作为精基准的偏航轴承面加 106 工合格了,加工主轴面的一切工艺问题都迎刃而解了。 铣主被面恩斜垫J2.7。-L_t 。j基准线铣主轴面 以偏航轴承底面定位置于30斜垫J2工装上,以 工件上已铣好的基准面校正工件,以基准线作为对刀 点,距离基准线Y尺寸就是主轴面Y方向的中心,低 于基准线t尺寸就是主轴面的加工位置,偏航轴承面 与主轴承面的夹角由斜垫J2工装的制造精度来保证。 (2)2.5—6 MW底座:划线—铣偏航轴承面、主 轴面 2.5~6 MW底座的工艺路线 MW的最大不 同点,就是加工偏航轴承面、主轴面等采用一道工序 完成,各个面的角☆△◆▲■度由回转工作台旋转至每个角度工 位,此方案加工更简便,生产效率更高,偏航轴承面与 主轴承面的夹角由工作台的回转精度来保证了。 3数控JjD-r 风电机组零部件的尺寸精度、位置精度和光洁 度的要求都比较高,考虑采用大型数控机床来完成。 根据数控加工的特点,对于风电大型底座,数控加工 工序的划分一般按下列方法进行: 3.1工序的划分 以同一把刀具加工的内容划分工序。如底座在 加工偏航轴承面及主轴面时,选用中200直角面铣刀 加工时,可以将★△◁◁▽▼底面、凸台面等只要是相关面的就可 以一起铣加工;面加工好后,面上□◁的孔、螺孔一起点 孔、钻孔、攻丝等。 (1)以加工部位划分工序。按结构特点将加工部 位分成几个部分,如内腔、外形、曲面或平面。 (2)以精、粗加工划分工序。底座的偏航轴承面、 主轴面、电机孔等重要的加工部位,要进行粗、精加 工的都要将工序分开。 总之,在划分工序前,要视底座的加工内容的多 少及生产组织状况灵活掌握,什么时候采用工序集 中的原则还是工序分散的原则,要根据实际情况合 理而定。 3.2刀具的选择 在选择刀具时,要注意对工件的结构及工艺性 万方数据 《装备制造技术))2014年第2期 认真分析,结合工件材料,毛坯余量及刀具加工部位 综合考虑,针对底座加工的规律性,按对应的切削速 度、背吃刀量与进给量三者互相适应的最佳切削参 数这个原则来选用。 3.3确定刀具与工件的相对位置 对于数控机床来说,在加工开始时,确定刀具与 工件的相对位置是很重要的,它是通过对刀点来实 现的,对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位 置的基准点。底座加工时,一般都是工件静止的,刀 具在作运动的。对刀点就是底座的加工原点。如偏航 轴承面、主轴面的加工,是选用他们各自圆的中心点 作为对刀点的。 3.4确定加工用量 当编制数控加工程序时,编程人员必须确定每 道工序的切削用量。在选择切削用量时要充分保证 刀具能加工完一个零件或保证刀具的耐用度不低于 一个工作班,最少也不低于半个班的工作时间。背吃 刀量主要受机床刚度的限制,在机床刚度允许的情 况下,尽可能使背吃刀量等于零件的加工余量,这样 可以减少走刀次数,提高加工效率。对于偏航轴承 面、主轴面、电机孔等表面粗糙度和精度要求较高的 部位,要留有足够的精加工余量。 4结束语 经过实践证明,机组底座零件采用的加工工艺 方法,定位准确可靠,装夹简单,操作方便,既保证了 零件的加工精度,又提高了加工效率和降低了能源 消耗,产品完全满足客户的要求。 参考文献: [1】赵如福,等.金属机械加工工艺人员手册【M】.上海:上海科 学技术出版社,2006. 【2】邓文英.金属工艺学[M].北京:高等教育出版社,2000. 【3】顾京.数控机床加工程序编制【M】.第2版.北京:机械工业 出版社,2003. Process Practice WindTurbine Base EXia (JiangSu JixinWind EnergyTechnology Co.,Ltd.,Jiangyin Jiangsu 214422,China) Abstract:Wind turbine base size precision,position precision★▽…◇ finishrequirements relativelyhish,therefore,the process morecomplex,with diff△▪▲□△iculty,professional directdrive permanent magnet wi|ld turbine processing base process,tooling fi】(turedesign etc..Practice h▼▼▽●▽●as proved,this process Can better guide production,tomeet accuracyrequirements customers.Ithas certain guiding significance similarworkpieee machining hope. Key words:wind turbines;base;processing (上接第1oo页) The Application AutomobileFactory Assembly Wo水shop UANG Yue—hua (SGMW,Liuzhou Guan酾545005,China) Abstract:APD using positive pressure leak detection technology brakepipe leakage test.Compared vacnillnfilling machine,the capacity detectingaleak muchbetter.The use equipmentCall enhance processassu瑚ce ability qualifiedrate brakefilling. Key words:APD;brake system;positive pressure;leakage 107 万方数据 风力发电机底座的加工工艺实践 作者: Xia作者单位: 江苏吉鑫风能科技股份有限公司,江苏江阴,214422 刊名: 装备制造技术 英文刊名: Equipment Manufacturing Technology 2014(2)参考文献(3条) 金属机械加工工艺人员手册2006 金属工艺学2000 数控机床加工程序编制2003 引用本文格式:鄂霞.E Xia 风力发电机底座的加工工艺实践[期刊论文]-装备制造技术 2014(2)

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