Tuulivoimalaitteiden alalla halkaisijaltaan 300–500 mm:n pääakseli on tuuliturbiinin voimansiirron keskeinen komponentti, ja sen perusteella määräytyy suoraan laitteen 20 vuoden käyttöiän luotettavuus akselin pyöreysasteen (vaaditaan ≤ 0,02 mm) ja laakeriasennon lieriömäisyyden (≤ 0,015 mm) perusteella. Kun johtava tuulivoimalaitteiden valmistaja työstää tällaista 42CrMo:sta valmistettua ja karkaistua teräsakselia, se kohtaa perinteisen prosessin pullonkaulan: työstössä täytyy käydä kolme prosessia: "vaakasuoraan kääntökoneen esikara → lattialäpivientikoneen puolivalmisvaihe → ulkokaliperin hionta koneen tarkkohionta". Useampi kiinnitys aiheuttaa, että laakeriasennon samankeskeisyys ylittää 0,05–0,08 mm, ja laitteen käytön aikana laakerin lämpötilannousu ylittää 45 °C (hyväksytty arvo ≤ 40 °C), ja yhden kappaleen työstöjakso kestää jopa 16 tuntia; samalla karkaistun ja sitten pehmitetyn teräksen (kovuus 280–320 HB) leikkausvastus on korkea, ja tavallisten leikkuutyökalujen kestoikä on vain 3–4 kappaletta terällä. Yhden akselin leikkuutyökalujen hinta ylittää 3000 yuania.
Kohdatakseen tämän ongelman yritys on ottanut käyttöön Wuhanin raskas koneen VTC70 CNC-pystyjyrsimen akselin erillisen valmistusjärjestelmän rakentamiseksi: "raskas jäykkä konepito + kerran kiinnityksellä koko prosessi". Laitteessa on yhdennetty hiekkuvalumuotin valurautainen alusta (80 tonnin valute): sille on tehty kaksinkertainen jännityksenpoisto: "luonnoniku 24 kuukautta + värähtelyiku 120 tuntia", yhdistettynä staattisiin painelaakereihin (kantavuus ≥ 300 kN), ja rakenteellinen jäykkyys on optimoitu elementtimenetelmällä. Säteittäinen leikkausjäykkyys saavuttaa 55 kN/mm, mikä mahdollistaa vakion 35 kN säteittäisen voiman kestämisen 42CrMo-teräksen leikkauksessa; varustettu Fanuc 31i-B5 CNC-järjestelmällä ja laserinterferometrin dynaamisella kompensoinnilla (paikannustarkkuus kompensoitu tasolle ± 0,005 mm), yhdistettynä konerobottimittauskäsivarteen (mittaustarkkuus ± 0,002 mm), saavutetaan laakeriasennon lieriömäisyyden tarkka säätö ≤ 0,01 mm. Vastatakseen korkean lujuuden teräksen käsittelyominaisuuksiin laite on varustettu 18,5 kW:n suuritehoisella päämoottorilla (maksiminopeus 1000 r/min) ja korkeapaineisella sisäisellä jäähdytysjärjestelmällä (jäähdytyspaine 1,5 MPa), yhdistettynä erittäin hienoraaka-aineiseen CBN-leikkuutyökaluihin (kovuus HV3500), mikä hillitsee tehokkaasti työkalun kulumista.
Asiakkaan käyttöskenaariot
Teknologisen innovaation osalta laitteisto saavuttaa kaksinkertaisen läpimurron »prosessiintegraatio+jatkuva tarkkuusohjaus» akselien koneistuksessa: integroimalla Φ 800 mm:n neljäkihnainen hydraulinen kiinnityslaite (kiinnitysvoima 300 kN), 8-asemainen liikutinpyörä (työkalunvaihtoaika 1,5 sekuntia) ja päätyviistojyrsimen, joka voi suorittaa akselin kaulan tarkan sorvauksen (pyöreys ≤ 0,015 mm), laakeriasennon tarkan porauksen (lieriömäisyys ≤ 0,01 mm), liittimen pintaviistojyrsinnän (tasomaisuus ≤ 0,03 mm) sekä 12–16 liitäntäreikien porauksen ja kierteityksen (asentotarkkuus ≤ 0,15 mm) yhdellä kertaa. Pitkien akselien (pituus 3–5 m) taipuman ohjauksen ongelmaan vastatakseen käytetään innovatiivista »monipistetukea mukautuvaa prosessia«: kolmen säädettävän aputuen avulla saavutetaan reaaliaikainen työkappaleen omasta painosta aiheutuvan muodonmuutoksen kompensointi (kompensointitarkkuus 0,005 mm), mikä takaa koko akselin pituussuuntaisen suoruuden vakiona ≤ 0,05 mm/m; Laakeriasentojen tarkkaa koneistusta varten käytetään »vakiotilassa olevaa työstöympäristöä+kerrosleikkausmenetelmää«, jossa ympäristön lämpötila pidetään 20 ± 0,5 °C:ssa ja leikkaussyvyys kerroksittain 0,2–0,5 mm. Yhdistämällä vakionopeudella tapahtuva leikkaus (80–120 m/min) varmistetaan pinnankarkeuden saavuttavan arvon Ra 0,8 μm.
Kiinnitysprosessi
Toteutustulokset noudattavat täysin tuulivoimateollisuuden standardeja: yhden kappaleen käsittelysikli on lyhentynyt 16 tunnista 9 tuntiin, ja päivittäinen tuotantokapasiteetti on kasvanut 6 kappaleesta 11 kappaleeseen; pääakselin laakeriasennan lieriömäisyys on ≤ 0,01 mm, ja koko akselin samanakselisuus on ≤ 0,03 mm, täyttäen täysin standardin GB/T 19073-2018 "Tuuliturbiinin vaihdelaatikko" ja GL-sertifiointivaatimukset; laakerien lämpötila nousi 36 °C:n yksikön käynnin aikana, ja värähtelyn voimakkuus väheni 1,2 mm/s:sta 0,6 mm/s:iin; työkalujen käyttöikä on pidentynyt 150 % (jopa 8–10 kappaletta/terälle) materiaalimatchauksen ansiosta, ja yhden akselin työkalujen hinta on laskenut 1200 yuaniin; laitteistoon asennettu teollinen internet-järjestelmä voi kerätä leikkuuvoiman (näytteenottotaajuus 1 kHz) ja akselin lämpötilan reaaliajassa. Yhdistettynä jäljellä olevan käyttöiän ennustemalliin, laitteen kokonaiskäyttöaste on noussut 70 %:sta 92 %:iin, ja vuotuinen seisonta-aika on vähentynyt 650 tunnilla.
CKX52100 ratkaisee teollisuuden ristiriidan raskaspuhdistuksen ja tuuliturbiinien akselien mikrometriluokan tarkkuuden välillä. Yrityksen tuotantodirektori totesi: 'Nyt meidän 3 MW:n tuuliturbiinin akselimme on saanut hyväksynnän Goldwind Technologyn ja Mingyang Intelligence'n taholta, ja se täyttää myös vaativat vaatimukset 'suolakärsivyydestä ja pitkästä käyttöiästä' merituulivoimalle, mikä on luonut meille teknologisen etulyön tuulivoimalaitteiden alalla.'. Tämä tapaus vahvistaa, että CNC-pystykarhimon koneet ovat muodostuneet keskeisiksi laitteiksi suorituskykyrajojen ylittämisessä tuulivoiman suurten komponenttien valmistuksessa syvällisen integraation kautta 'erittäin jäykästä rakennesuunnittelusta + prosessitarkkuuden suljetusta silmästä + älykkäästä käyttöön ja huoltotoimintoon'.
EN
