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机床精度制约了风电设备的发展



风电场设备主要包括以下部分:变速箱(升降箱),发电机组,叶片,塔基和变电站。目前,风力发电正逐步发展为大功率机组,要求可靠性高,寿命周期长,因此部件的精度和功能要求高。

随着风力发电技术的发展,风力发电机的原理和结构也在发生变化。未来的风力涡轮机正朝着简化结构和减少体积的方向发展。目前,中国正在开发无齿轮箱式风力发电机。例如,哈尔滨发电设备集团发电设备工程研究中心开发了无齿轮箱变距永磁风力发电机组,正在开发“变频恒频风力发电机”和“直接驱动变速风力发电机”等。由变速箱驱动的异步发电机组具有制造成本低,运行可靠,维护方便,具有自主知识产权的优点。

目前,生产最多的是变速箱风力涡轮机。由于结构复杂,各种部件的制造需要不同的机床进行加工。

风扇的变速箱主要由箱体,行星齿轮系和变速机构组成。风扇变速箱体是一个大尺寸的箱体,根据发电量的不同,直径约为2至3米,其中大多数是分离式结构。加工需要一台直径约为160250mm的CNC落地式铣镗床,一个大型卧式加工中心和一个龙门加工中心。加工精度高。目前,主要使用进口设备。

齿轮箱中的齿轮经过大量加工,需要大规模生产大型内齿圈,圆柱齿轮和斜齿轮。主要加工设备有大型数控立式滚齿机,数控齿轮成型机,数控齿轮磨床等。在这些齿轮加工机器中,大型数控齿轮加工机床一般需要高效,重型,重切削和刚性的特点,主要依靠进口和中小型国产设备。其中,大型,大模数齿轮和齿圈采用数控成形齿轮铣床和数控成形齿轮磨床。数控成形齿轮铣床需要大切削深度,大进给量和高轧制速度。数控成形齿轮磨床要求精度达到5级以上,自动化程度高,自动定心,自动测量,自动形状修改,稳定性高。目前,在中国生产风电齿轮箱的公司主要有南京高晶齿轮有限公司。该厂的生产任务非常繁忙。从长远的三个班次来看,它不能完全满足市场需求。因此,要求加工设备稳定可靠。目前,工厂使用的齿轮加工机基本上都是进口设备。风力发电机的原理和结构与火力发电等其他发电机的原理和结构基本相同。大多数风力发电机使用千瓦级发电机,用于火力发电的10,000千瓦级发电机分为不同级别。从制造的角度来看,没有太大的困难。可以制造火电机组的企业通常可以满足制造风力发电机组的要求。然而,风力涡轮发电机需要超过20年的使用寿命,这需要更高的稳定性和可靠性。

风扇的叶片主要由复合材料制成,例如环氧玻璃纤维或碳纤维。叶片设计主要采用全三维气动模拟和结构有限元模拟,真空灌注工艺用于叶片生产。加工少,部分零件需要模切。

叶片的俯仰机构主要包括变桨电动机,减速器和变桨控制器。对制造设备没有特殊要求,国产机床可以满足需求。

偏航机构的主要部件是带有内齿和外齿的大型轴承,四个小齿轮和换挡装置。这种大型轴承目前不在中国生产,主要依靠进口。国内天马股份将开发和制造用于偏航机构的大型轴承。加工设备主要是一些要求高的特殊机床和设备。例如,在CCMT2008上,奇中数控设备有限公司展出的三台大型数控专用机床是大型风电齿轮加工设备。