No campo dos equipos de enerxía eólica, o eixe principal de diámetro 300-500 mm, como compoñente central da transmisión da turbina eólica, determina directamente a confiabilidade do ciclo de servizo de 20 anos da unidade en función da redondez do collar do eixe (requerida ≤ 0,02 mm) e da cilindricidade da posición do rodamiento (≤ 0,015 mm). Cando unha empresa líder en equipos de enerxía eólica procesa este tipo de eixe de aceiro 42CrMo tratado térmicamente, encara unha limitación tradicional no proceso: debe pasar por tres etapas: "torneado bruto en torno horizontal → torneado semipreciso en fresadora de piso → rectificado preciso en rectificadora cilíndrica exterior". O múltiple agarre fai que a coaxialidade da posición do rodamiento exceda 0,05-0,08 mm, e o incremento de temperatura do rodamento durante o funcionamento da unidade supere os 45 ℃ (valor aceptable ≤ 40 ℃), cun ciclo de procesamento individual de ata 16 horas; ademais, o aceiro tratado térmicamente (dureza 280-320 HB) ten unha alta resistencia ao corte, e a vida útil das ferramentas de corte convencionais é só de 3-4 pezas por filo. O custo das ferramentas de corte por eixe supera os 3000 iuans.
Para superar este dilema, a empresa introduciu o torno vertical CNC VTC70 de ferramentas pesadas de Wuhan para crear un sistema de fabricación exclusivo de fuselaxes baseado en "mecanizado ríxido pesado+proceso completo cun so aprixe". O equipo adopta un corpo principal de ferro fundido con areia de resina integral (peso do molde de 80 toneladas), que pasou por un duplo alivio de tensión de "envellecemento natural durante 24 meses+envellecemento por vibración durante 120 horas", combinado con guías de presión estática (capacidade de carga ≥ 300 kN), e rigidez estrutural optimizada mediante análise de elementos finitos. A rigidez ao corte radial alcanza os 55 kN/mm, podendo soportar establemente unha forza radial de 35 kN durante o torneado de 42CrMo; dotado dun sistema CNC Fanuc 31i-B5 e compensación dinámica con interferómetro láser (precisión de posicionamento compensada a ± 0,005 mm), combinado cun brazo medidor na máquina (precisión de medición ± 0,002 mm), logra un control preciso da cilindricidade da posición do rodamiento ≤ 0,01 mm. En resposta ás características de mecanizado do acero de alta resistencia, o equipo está equipado cun fuso de alta potencia de 18,5 kW (velocidade máxima de 1000 r/min) e un sistema de refrigeración interna de alta presión (presión de refrigeración de 1,5 MPa), combinado con ferramentas de CBN de grao ultrafino (dureza HV3500), suprimindo eficazmente o desgaste das ferramentas.
Escenarios de uso do cliente
En canto a innovación tecnolóxica, o equipo conseguiu un duplo avance de "integración de procesos+control continuo de precisión" no mecanizado do eixe: integrando un plato hidráulico de catro mordazas Φ 800 mm (con forza de suxeición de 300 kN), un cabezal revolver de 8 postos (con tempo de cambio de ferramenta de 1,5 segundos) e un cabezal motriz de fresado de cara frontal, que pode completar nun só paso o torneado de precisión do coll do eixe (redondez ≤ 0,015 mm), o alargado de precisión da posición dos rodamientos (cilindricidade ≤ 0,01 mm), o fresado da superficie da brida (planicidade ≤ 0,03 mm) e o taladrado e roscado de 12-16 orificios de conexión (precisión posicional ≤ 0,15 mm). Para facer fronte ao problema do control da flexión en eixes ultra longos (lonxitude de 3-5 m), adoptouse un "proceso adaptativo de soporte múltiple": mediante tres conxuntos de soportes auxiliares axustables, compénsase en tempo real a deformación do peso propio da peza (precisión de compesación 0,005 mm), asegurando un control estable da rectitude total da lonxitude do eixe dentro de ≤ 0,05 mm/m; para o mecanizado de precisión das posicións dos rodamientos, empregase un "ambiente de mecanizado a temperatura constante+método de corte por capas", coa temperatura ambiental controlada a 20 ± 0,5 ℃ e a profundidade de corte de cada capa controlada entre 0,2-0,5 mm. Combinado con corte a velocidade lineal constante (80-120 m/min), garántese unha rugosidade superficial de Ra0,8 μm.
Proceso de apriete
Os resultados da implementación cumpren plenamente cos estándares da industria eólica: o ciclo de procesamento por peza reduciuse de 16 horas a 9 horas, e a capacidade de produción diaria aumentou de 6 a 11 pezas; A cilindricidade da posición do rodamiento do eixe principal é ≤ 0,01 mm, e a coaxialidade de todo o eixe é ≤ 0,03 mm, cumprindo totalmente cos requisitos da norma GB/T 19073-2018 "Caixa de engranaxes para turbinas eólicas" e coa certificación GL; A temperatura dos rodamientos durante o funcionamento da unidade aumentou ata 36 ℃, e a intensidade de vibración diminuíu de 1,2 mm/s a 0,6 mm/s; A vida útil das ferramentas aumentou un 150 % (ata 8-10 pezas/cuchilla) grazas ao axuste de materiais, e o custo das ferramentas por eixe reduciuse a 1200 iuanes; O sistema de Internet Industrial de Obxectos instalado no equipo pode recoller en tempo real a forza de corte (frecuencia de mostraxe 1 kHz) e a temperatura do fuso. Combinado co modelo de predición de vida útil restante, a taxa de utilización global do equipo aumentou do 70 % ao 92 %, e o tempo de inactividade anual reduciuse en 650 horas.
O CKX52100 resolve a contradición do sector entre o mecanizado pesado e a precisión a nivel de micrómetro nos fusos de turbinas eólicas. O director de produción da empresa dixo: 'Agora o noso fuso para turbinas eólicas de 3MW non só pasou a verificación de Goldwind Technology e Mingyang Intelligence, senón que tamén satisfai os requisitos máis exigentes de "resistencia á néboa salina e longa vida" para a enerxía eólica offshore, o que nos estableceu un fosé técnico na traxectoria dos equipos para enerxía eólica.'. Este caso confirma que os torno verticais CNC se converteron no equipo clave para superar os estrangulamentos de rendemento no campo da fabricación de compoñentes grandes para enerxía eólica mediante a profunda integración de "deseño de estrutura ultra ríxida + peche de precisión do proceso + sistema intelixente de operación e mantemento".
EN
