Innenfor vindkraftutstyr er hovedakselen med diameter 300–500 mm, som er en kjernekomponent i vindturbinens overføringsdel, avgjørende for enhetens pålitelighet gjennom en levetid på 20 år. Dette baseres på akseldiameterens rundhet (krav ≤ 0,02 mm) og sylinderformen til lagerposisjonen (≤ 0,015 mm). Når et ledende vindkraftselskap skal bearbeide denne typen spindler i herdet og temperert 42CrMo-stål, møter de en tradisjonell prosesshinder: bearbeidingen må gå gjennom tre trinn – «foredling på vanlig trelastvalse → halvfinbearbeiding på gulvboremaskin → presisjons sliping på ekstern sylindersliper». Flere innspenninger fører til at koaksialiteten til lagerposisjonen overskrider 0,05–0,08 mm, og temperaturen i lageret under drift overstiger 45 ℃ (akseptabel verdi ≤ 40 ℃), med en enkeltstykkets bearbeidingstid på opptil 16 timer. Samtidig har det herdede og tempererte stålet (hardhet 280–320 HB) høy skjærmotstand, og levetiden for vanlige skjærverktøy er bare 3–4 deler per blad. Kostnaden for skjærverktøy per spindel overstiger 3000 yuan.
For å løse dette dilemmaet har selskapet innført Wuhan-tungmaskinverktøyet VTC70 CNC vertikallangren for å bygge et eksklusivt produksjonssystem for aksler basert på "tung tørrbearbeiding + helprosess i én spenning". Utstyret er utstyrt med en helhetlig støpt jernseng i sandform (støpevekt på 80 tonn), som har gjennomgått dobbel spenningsavlastning av typen "naturlig aldring i 24 måneder + vibrasjonsaldring i 120 timer", kombinert med statiske trykkslider (bæreevne ≥ 300 kN), og med optimalisert strukturell stivhet via elementmetodeanalyse. Den radielle skjærstivheten når 55 kN/mm, noe som gir stabil motstand mot en radial kraft på 35 kN under bearbeiding av 42CrMo; Utstyret er utrustet med Fanuc 31i-B5 CNC-system og laserinterferometer med dynamisk kompensasjon (posisjoneringsnøyaktighet kompensert til ± 0,005 mm), i kombinasjon med en målearm for maskin (målenøyaktighet ± 0,002 mm), noe som gir nøyaktig kontroll av sylinderformen i lagerposisjonen ≤ 0,01 mm. I respons på bearbeidingskarakteristika for høyfast stål er utstyret utstyrt med en 18,5 kW høytytende spindel (maksimal hastighet på 1000 o/min) og et høytrykks internt kjølesystem (kjøletrykk på 1,5 MPa), kombinert med ekstrafine CBN-skjæredyser (hardhet HV3500), som effektivt reduserer slitasje på verktøyet.
Kundebruksscenarioer
Med hensyn til teknologisk innovasjon har utstyret oppnådd en dobbel gjennombrudd innen «prosessorientert integrering + kontinuerlig presisjonskontroll» i spindelbearbeiding: integrering av en hydraulisk fireklofiksjon med diameter Φ 800 mm (med klemmekraft på 300 kN), et tårn med 8 stasjoner (verktøybyttetid på 1,5 sekund) og en kraftig fresesvingel for endeflater, noe som muliggjør at presisjonsdreining av spindelhals (rundhet ≤ 0,015 mm), presisjonsboring av lagringsposisjon (sylindrisk form ≤ 0,01 mm), fresing av flanskeflate (planhet ≤ 0,03 mm) samt boring og gjengekutting av 12–16 forbindelses hull (posisjonsnøyaktighet ≤ 0,15 mm) utføres i én operasjon. For å løse problemet med avbøyningskontroll for ekstra lange spindler (lengde 3–5 m) er en innovativ «flerpunktsstøtte adaptiv prosess» tatt i bruk: ved hjelp av tre sett justerbare ekstra støtter oppnås sanntidskompensasjon av arbeidsstykkets egenvektsdeformasjon (kompensasjonsnøyaktighet 0,005 mm), noe som sikrer stabil kontroll av rettlinjethet over hele aksellengden innenfor ≤ 0,05 mm/m. For presisjonsbearbeiding av lagerposisjoner benyttes en «konstant temperatur bearbeidingsmiljø + lagdelt skjæremetode», der omgivelsestemperaturen holdes på 20 ± 0,5 ℃ og skjære-dybden per lag er regulert til 0,2–0,5 mm. I kombinasjon med konstant sirkelhastighetsskjæring (80–120 m/min) sikres en overflateruhet på Ra0,8 μm.
Klemmeprosess
Implementeringsresultatene er i full overensstemmelse med standardene i vindkraftnæringen: bearbeidingssyklusen per enkeltdel har blitt forkortet fra 16 timer til 9 timer, og daglig produksjonskapasitet har økt fra 6 til 11 deler; sylinderformen på hovedakslens lagerplass er ≤ 0,01 mm, og koaksialiteten for hele aksen er ≤ 0,03 mm, noe som fullt ut oppfyller kravene i GB/T 19073-2018 "Vindturbin girboks" og GL-sertifisering; temperaturen i lagrene under enhetens drift steg til 36 ℃, og vibrasjonsintensiteten sank fra 1,2 mm/s til 0,6 mm/s; verktøylevetiden har økt med 150 % (opptil 8–10 deler/blad) grunnet bedre materialtilpasning, og kostnaden for enkeltspindelverktøy har sunket til 1200 yuan; den industrielle IoT-systemet montert på utstyret kan sanntidssamle data om skjærekraft (samplingsfrekvens 1 kHz) og spindeltemperatur. Kombinert med modellen for restlevetidsprognose har utnyttelsesgraden av utstyret økt fra 70 % til 92 %, og årlig nedetid er redusert med 650 timer.
CKX52100 løser bransjens motsigelse mellom tung slitasje og mikrometerpresisjon for vindturbinakser. Selskapets produksjonsdirektør sa: 'Nå har vår 3 MW vindturbinaksel ikke bare bestått verifikasjonen fra Goldwind Technology og Mingyang Intelligence, men oppfyller også de ultimate kravene om 'sikkerhet mot saltkryp og lang levetid' for havvindkraft, noe som har etablert en teknologisk fordypning for oss innen vindkraftutstyr.' Dette eksemplet bekrefter at CNC vertikale svarter har blitt kjerneutstyr for å overvinne ytelsesbegrensninger i produksjon av store komponenter til vindkraft gjennom dyp integrering av "ekstra stiv strukturdesign + prosesspresisjons lukket sløyfe + intelligent drift og vedlikeholdssystem".
EN
