Az ipari nagyfeszültségű motorok (10 kV felett) gyártási területén a motortest szolgál alaptestként a sztator mag számára. A leállító átmérő tűrésének, a sík merőlegességének a tengelyhez képest, valamint a csapágyház hengerességének minősége közvetlen hatással van a motor üzemstabilitására (a GB/T 1993-1993-as nemzeti szabvány előírja, hogy a leállító átmérő tűrése IT7-es szintű legyen, a merőlegesség ≤ 0,05 mm/m, a csapágyház hengeressége pedig ≤ 0,008 mm). Egy nagy méretű ipari motorgyártó vállalat jelenleg hagyományos folyamatgáton találja magát a Φ 300–600 mm-es gömbgrafitos öntvényből (QT500-7) készült motortestek megmunkálása során: három folyamaton kell átesnie a darabnak: „vízszintes eszterga durva esztergálása → függőleges marógépen a csapágyház pontos marása → karos fúrógépen a rögzítőfuratok megmunkálása”. A többszöri befogás miatt a leállító és a csapágyház közötti koncentricitás meghaladja az 0,1–0,15 mm-t, a motor üzem közbeni rezgésintenzitása pedig meghaladja az 1,8 mm/s értéket (a megengedett érték ≤ 1,1 mm/s), egy darab megmunkálási ciklusa akár 75 perc is lehet; ugyanakkor a gömbgrafitos öntvény megmunkálása során keletkező szakaszos ütőterhelés következtében a keményfém szerszámok élettartama csupán 40–50 darab/szerszámél, így egyetlen motortest megmunkálásához szükséges szerszámköltség meghaladja az 50 jüant.
Ügyfél használati forgatókönyvek
Ennek a dilemmának a leküzdése érdekében a vállalat bevezette a Kede CNC VTC70 CNC függőleges esztergát, és kizárólagos gyártási rendszert hozott létre motorházak számára, amely nehézüzemi merev megmunkálást kombinál egyetlen befogási folyamattal. A berendezés egészben repülőgépipari minőségű öntöttvas alaptestet használ (90 mm-es öntvényfal-vastagsággal), amelyen „természetes öregbítés 12 hónapon keresztül + rezgési öregbítés 72 órán át” kétszeres feszültségmentesítési eljáráson esett át, négypontos támasztású statikus nyomású vezetőkön alapul (teherbírás ≥ 50 kN), és véges elemes analízissel optimalizált szerkezeti merevséggel rendelkezik. A sugárirányú vágómerevség eléri a 35 kN/mm értéket, így stabilan elviseli a 22 kN-os sugárirányú ütőterhelést gömbgrafitos öntvény megmunkálása során; FNK CNC rendszerrel és rácsos mérőléccel ellátott teljes zárt hurkos szabályozással (0,05 μm felbontás) van felszerelve, így ±0,007 mm pozícionálási pontosságot és ±0,01 mm ismételt pozícionálási pontosságot ér el, pontosan megfelelve a csapágyház H6 szintű tűréshatárainak. A gömbgrafitos öntvény megszakított vágásának jellemzőire reagálva a berendezés nagy teljesítményű orsóval (45 kW) és kettős nagynyomású hűtőrendszerrel (belső hűtési nyomás 1,2 MPa, külső hűtési áramlás 40 L/perc) van felszerelve, ultrafinom szemcsézetű WC Co ötvözetű szerszámokkal kombinálva (NbC erősítő fázis hozzáadásával, ütőszívósság ≥ 15 MPa·m¹/²), hatékonyan csökkentve a szerszámperdület kialakulását.
Motorház rögzítése
A technológiai innováció szempontjából a berendezés a motorházak megmunkálásánál a „folyamatintegráció+súlyos terhelésű, stabil vágás” terén kettős áttörést ért el: egy Φ 800 mm-es négyágú kapcsolódó hidraulikus befogót (befogóerő akár 150 kN), egy 8 állomásos szervó toronyszerszámtartót (szerszámváltási idő 1,6 másodperc) és egy radiális erőszerszámfejet (350 N·m-os kimenő nyomaték) integrálva képes egyszeri műveletben elvégezni a motorház külső körének precíziós esztergálását (IT6-os tűréshatár), a csapágyház precíziós marását (hengeresség ≤ 0,006 mm), a tengelyváll alakítását (átmérőtűrés ± 0,015 mm), a homlokfelület marását (síkság ≤ 0,03 mm), valamint 20–24 rögzítési furat fúrását és menetkészítését (pozícionálási tűrés ≤ 0,1 mm). A koaxialitás-vezérlés nehézségeire válaszul úttörő módon alkalmaztuk a „referenciaintegrált megmunkálási módszert”: a motorház két végén lévő belső furatokat használjuk pozicionálási referenciaként, amelyek alapján az online mérőrendszer (± 0,001 mm-es mérési pontosság) valós idejű adatokat gyűjt, és dinamikusan kompenzálja a munkadarab súlya miatti deformációt, így a tengelyváll és a csapágyház közötti koaxialitás stabilan ≤ 0,04 mm-en belül tartható. A hűtőbordákhoz hasonló összetett szerkezeteknél a berendezés az Y-tengely és a C-tengely kapcsolt interpolációját alkalmazza a háromdimenziós felületek egyszeri formázásához, ezzel elkerülve a hagyományos folyamatátadásból eredő szerszámkövetési nyomokat.
Az implementációs eredmények teljes mértékben megfelelnek az ipari nagyfeszültségű motorok szabványainak: az egyszeri feldolgozási ciklus 75 percről 42 perc alá csökkent, a napi termelési kapacitás pedig 120 egységről 220 egységre nőtt; a motorház csapágyházának hengeressége ≤ 0,006 mm, a tengelycsonk és a csapágyház közötti koncentricitás ≤ 0,04 mm, a sík merőlegessége a tengelyhez képest ≤ 0,03 mm/m, teljes mértékben kielégítve a GB/T 1993-1993 „Forgó villamos gépek hűtési módjai” és az IEC 60034-1 szabványok követelményeit; a motor üzem közbeni rezgési intenzitása 1,8 mm/s-ről 0,8 mm/s-ra csökkent, a rezgés-határérték túllépési arány pedig 22%-ról 1,5%-ra csökkent; a beavatkozásálló tervezésnek köszönhetően az él tartóssága 60%-kal nőtt (65–80 darab/élre emelkedett), így egyetlen motorház esztergálásának eszköz költsége 32 jüanra csökkent; a berendezésen alkalmazott intelligens diagnosztikai rendszer valós időben figyeli a tengely rezgési gyorsulását (mintavételi frekvencia 1 kHz) és a vágóerő ingadozásait. Egy szersámkopás-előrejelző modell kombinálásával a berendezés összesített kihasználtsága 76%-ról 93%-ra nőtt, az éves leállási idő pedig 480 órával csökkent.
A VTC70 megoldja a „nagy terhelésű megmunkálás és precíziós szabályozás” közötti ellentmondást a nagyfeszültségű házak gyártása során. A vállalat főmérnöke kijelentette: „20 MW-os nagyfeszültségű motorunk nemcsak CE minősítést kapott, hanem kielégíti az olyan kulcsfontosságú területeken, mint a nukleáris erőművek és a nagy léptékű vegyipar, 100 000 órás hibamentes üzemeltetésre vonatkozó követelményeket is. Ez magas színvonalú piacok meghódításához biztosít számunkra alapvető versenyelőnyt.” Ez az eset igazolja, hogy a CNC függőleges marógép kulcsfontosságú berendezéssé vált az ipari nagyfeszültségű házgyártás minőségi és hatékonysági korlátainak áttörésében a „nagy teherbírású szerkezeti kialakítás + folyamatintegrációs innováció + intelligens precíziós szabályozás” mély együttműködése révén.
EN
