A szélerőműberendezések területén az 300-500 mm átmérőjű főtengely a szélturbina hajtásláncának központi eleme, amelynek megbízhatóságát közvetlenül befolyásolja a tengely nyakának körkörössége (≤ 0,02 mm követelmény) és a csapágyhelyzet hengeressége (≤ 0,015 mm), így határozza meg az egység 20 éves üzemidejét. Amikor egy vezető szélerőmű-gyártó vállalat ilyen típusú 42CrMo edzett acélból készült főtengelyt gyárt, hagyományos technológiai torlódással néz szembe: három folyamaton kell átesnie: „vízszintes esztergagépen történő durva esztergálás → állványos marógépen félprecsíziós esztergálás → külső hengeres köszörűgépen precíziós köszörülés”. A többszöri befogás miatt a csapágyhelyzet koaxialitása 0,05–0,08 mm-t lép túl, a működés közbeni csapágyhőmérséklet-emelkedés pedig meghaladja a 45 ℃-ot (a megengedett érték ≤ 40 ℃), miközben az egyszeri gyártási ciklus akár 16 óráig is eltarthat. Ugyanakkor az egyszerre edzett acél (280–320 HB keménység) nagy forgácsolási ellenállással rendelkezik, az átlagos szerszámok élettartama darabonként mindössze 3–4 darab, így a főtengely egyszeri szerszámköltsége meghaladja a 3000 jüant.
Ennek a dilemma-nek az elhárítása érdekében a cég bemutatta a Wuhan nehézgépi VTC70 CNC függőleges esztergát, amely egy „nagy teherbírású merev megmunkálás + egyszeri befogás teljes folyamat” típusú orsó kizárólagos gyártási rendszerének kialakítását szolgálja. A berendezés egésztestű gyantás homoköntvényből készült öntöttvas alaptesttel rendelkezik (80 tonnás öntési tömeg), amelyen „természetes öregbítés 24 hónapon át + rezgéses öregbítés 120 órán keresztül” nevű kétszeres feszültségmentesítést végeztek. A gép statikus nyomású vezetőpályákkal (teherbírás ≥ 300 kN) van ellátva, és a szerkezeti merevséget végeselemes analízissel optimalizálták. A sugárirányú vágómerevség eléri az 55 kN/mm értéket, így stabilan elviseli a 35 kN-os sugárirányú erőt 42CrMo anyag megmunkálása során; Felszerelték Fanuc 31i-B5 CNC rendszerrel és lézerinterferométeres dinamikus kompenzációval (pozícionálási pontosság ± 0,005 mm-re kompenzálva), valamint gépi mérőkarral (mérési pontosság ± 0,002 mm), amelyek lehetővé teszik a csapágyház hengerességének pontos szabályozását ≤ 0,01 mm-es értéken belül. A nagy szilárdságú acél megmunkálási jellemzőire reagálva a berendezés 18,5 kW teljesítményű, nagy teljesítményű orsóval (maximális fordulatszám 1000 ford./perc) és nagy nyomású belső hűtőrendszerrel (hűtési nyomás 1,5 MPa) van felszerelve, amelyet ultrafinom szemcséjű CBN vágószerszámokkal (keménység HV3500) kombinálnak, hatékonyan csökkentve a szerszámkopást.
Ügyfél használati forgatókönyvek
A technológiai innováció szempontjából a berendezés a „folyamatintegráció + folyamatos pontossági szabályozás” terén kettős áttörést ért el az orsómegmunkálás során: egy Φ 800 mm-es négyágú hidraulikus tokot (300 kN fogóerő), egy 8 állomásos toronyszerszánt (1,5 másodperces szerszámcserével) és egy homlokfelületi maró teljesítményfejet integráltak, amely egyszeri befogással képes elvégezni az orsónyak pontossági esztergálását (kerekesség ≤ 0,015 mm), a csapágyhelyek pontossági furatolását (hengeresség ≤ 0,01 mm), a flancafelület marását (síkság ≤ 0,03 mm), valamint 12–16 db csatlakozó furat fúrását és menetvágását (pozicionálási pontosság ≤ 0,15 mm). A túl hosszú orsók (3–5 m hosszúságúak) lehajlásának vezérlésére adott válaszként egy innovatív „többpontos támasztás adaptív folyamata” került bevezetésre: három állítható segédtámasz segítségével valós idejű kompenzációt végeznek a munkadarab saját súlyából eredő deformációra (kompenzációs pontosság 0,005 mm), így biztosítva az egész tengely hossza mentén a hajlítottság stabil vezérlését ≤ 0,05 mm/m-en belül; A csapágyhelyek precíziós megmunkálása során „állandó hőmérsékletű megmunkálási környezet + réteges vágási módszer” alkalmazásra került, ahol a környezeti hőmérsékletet 20 ± 0,5 °C-on tartják, és minden réteg vágásmélységét 0,2–0,5 mm-re korlátozzák. Állandó kerületi sebességű megmunkálással (80–120 m/perc) kombinálva ez biztosítja, hogy a felületi érdesség elérje az Ra0,8 μm értéket.
Rögzítési folyamat
Az implementációs eredmények teljes mértékben megfelelnek a szélturbinák iparága szabványainak: az egyszeri feldolgozási ciklus 16 óráról 9 órára csökkent, és a napi termelési kapacitás 6 darabról 11 darabra nőtt; a főtengely csapágyhelyzetének hengeressége ≤ 0,01 mm, a teljes tengely koncentricitása pedig ≤ 0,03 mm, teljes mértékben kielégítve a GB/T 19073-2018 „Szélturbinás hajtómű” szabvány és a GL tanúsítvány követelményeit; a csapágyak hőmérséklete a berendezés működése közben 36 °C-ra emelkedett, a rezgési intenzitás pedig 1,2 mm/s-ről 0,6 mm/s-re csökkent; az eszköz élettartama 150%-kal megnőtt (8–10 darabig/fog), anyagjellegű illesztés miatt, és az egyes főorsó szerszámok költsége 1200 jüanra csökkent; a berendezésen található ipari internetes rendszer valós időben gyűjti a vágóerőt (mintavételi frekvencia 1 kHz) és a főorsó hőmérsékletét. A maradék élettartam előrejelzési modelljével kombinálva a berendezés komplex kihasználtsága 70%-ról 92%-ra nőtt, az éves leállási idő pedig 650 órával csökkent.
A CKX52100 megoldja az iparban felmerülő ellentmondást a nehézüzemi megmunkálás és a mikrométeres pontosság között a szélgenerátororsók gyártása során. A vállalat termelési igazgatója elmondta: „Jelenleg a 3 MW-os szélgenerátor-orsónk nemcsak hogy átment a Goldwind Technology és a Mingyang Intelligence ellenőrzésén, de kielégíti az offshore szélerőművek számára előírt ‚sópermet-állóság és hosszú élettartam’ végső követelményeit is, ami technológiai előnyt teremtett számunkra a szélerőmű-ipari felszerelések terén.” Ez az eset megerősíti, hogy a CNC függőleges marógépek a „szuper merev szerkezeti kialakítás + folyamatpontossági zárt rendszer + intelligens üzemeltetés és karbantartási rendszer” mély integrációján keresztül lettek kulcsfontosságú berendezésekké a teljesítménybeli korlátok áttörésében a nagyméretű szélerőmű-alkatrészek gyártásában.
EN
