V oblasti výroby priemyselných vysokonapäťových motorov (10 kV a vyššie) slúži skriňa motora ako nosný podklad pre statorové jadro. Tolerance priemeru zástavného prstenu, kolmosť čelnej plochy na os a valcovitosť ložiskovej komory priamo ovplyvňujú stabilitu prevádzky motora (podľa národnej normy GB/T 1993-1993 musí byť tolerancia priemeru zástavného prstenu úrovne IT7, kolmosť ≤ 0,05 mm/m a valcovitosť ložiskovej komory ≤ 0,008 mm). Jeden z veľkých výrobcov priemyselných motorov sa stretáva s tradičným procesným úzkym hrdlom pri obrábaní skrine motora z liatiny s guľôčkovým grafitom Φ 300–600 mm (QT500-7): proces zahŕňa tri kroky: „hrubovanie vonkajšieho obežného kruhu na horizontálnom sústruhu → presné vyvŕtavanie ložiskovej komory na zvislej vŕtačke → spracovanie inštalačných otvorov na ramene vŕtačky“. Viacnásobné upínanie spôsobuje, že koaxialita medzi zástavným prstenom a ložiskovou komorou presahuje 0,1–0,15 mm a intenzita vibrácií počas prevádzky motora presahuje 1,8 mm/s (hodnota pre spĺňanie štandardu ≤ 1,1 mm/s), pričom jednotlivý výrobný cyklus dosahuje až 75 minút. Súčasne prerušovaný rázový efekt vznikajúci pri obrábaní liatiny s guľôčkovým grafitom spôsobuje životnosť tvrdokovových rezných nástrojov len 40–50 kusov/čepeľ a cena rezného nástroja na jeden kus skrine motora presahuje 50 yuanov.
Scenáre použitia zákazníkom
Na prekonanie tohto dilemy spoločnosť predstavila CNC zvislý sústruh Kede CNC VTC70 a vytvorila exkluzívny výrobný systém pre skrine motorov, ktorý kombinuje tuhé ťažké obrábanie s procesom jedného upnutia. Zariadenie využíva celotelovú ložiskovú konštrukciu z liatiny leteckého štandardu (s hrúbkou steny odliatku 90 mm), ktorá prešla dvojitým odpružením vo forme „prirodzeného starnutie po dobu 12 mesiacov + vibračného starnutie po dobu 72 hodín“, v kombinácii so štyri-bodovými statickými hydrostatickými vodidlami (nosnosť ≥ 50 kN) a optimalizovanou tuhosťou konštrukcie pomocou metódy konečných prvkov. Radiálna tuhosť pri rezaní dosahuje 35 kN/mm, čo umožňuje stabilne odolať radiálnej nárazovej záťaži 22 kN počas rezania tvárnenej liatiny; vybavené CNC systémom FNK a úplnou uzavretou slučkou s mriežkovým meradlom (rozlíšenie 0,05 μm), dosahuje presnosť polohovania ± 0,007 mm a opakovanú presnosť polohovania ± 0,01 mm, čo presne zodpovedá tolerancii H6 požiadaviek ložiskového priestoru. V reakcii na charakteristiky prerušovaného rezu tvárnej liatiny je zariadenie vybavené výkonným vretenom (45 kW) a dvojitým systémom vysokotlakového chladenia (vnútorný tlak chladenia 1,2 MPa, vonkajší prietok chladiacej kvapaliny 40 L/min), v kombinácii s nástrojmi z karbidu wolfrámu s extrémne jemnými zrnami (s prídavkom fázy NbC, rázová húževnatosť ≥ 15 MPa·m¹/²), čo efektívne potláča odlamovanie rezných hrán.
Upnutie motorovej skrine
Z hľadiska technologických inovácií dosiahlo zariadenie dvojitý pokrok v oblasti „integrovania procesov + ťažkého stabilného rezu“ pri spracovaní skríň elektrických motorov: integráciou hydraulického zvierača so štvorlupňovým spojením o priemere Φ 800 mm (upínacia sila až 150 kN), sústružníckej veže s 8 pozíciami a servopohonu (čas výmeny nástroja 1,6 sekundy) a radiálneho pohonu nástroja (výstupný krútiaci moment 350 N·m), je schopné jednorázovo vykonať presné sústruženie vonkajšieho obvodu skrine motora (tolerancia IT6), precízne vyvŕtavanie ložiskového priestoru (valcovitosť ≤ 0,006 mm), tvorenie stupnice (priemerová tolerancia ± 0,015 mm), frézovanie čelných plôch (rovinatosť ≤ 0,03 mm) a vŕtanie a závitovanie 20–24 montážnych otvorov (polohová tolerancia ≤ 0,1 mm). V reakcii na problém riadenia koaxiality sme inovatívne zaviedli „metódu integrovaného spracovania podľa referenčného bodu“: za referenčný bod polohovania sú brané vnútorné otvory na oboch koncoch skrine motora, reálny spracovací dátový tok sa zbiera prostredníctvom systému merania vo stroji (presnosť merania ± 0,001 mm), čo umožňuje dynamickú kompenzáciu deformácie stopy spôsobenej vlastnou hmotnosťou obrobku, čím sa koaxialita medzi stupnicou a ložiskovým priestorom stabilne udržiava na úrovni ≤ 0,04 mm. Pre komplexné štruktúry, ako sú chladiace žebra, zariadenie využíva interpoláciu osí Y a C na jednorázové formovanie trojrozmerných plôch, čím sa vyhýba stopám po nástroji vznikajúcim pri tradičnej výmene procesov.
Výsledky implementácie plne zodpovedajú štandardom priemyselných vysokonapäťových motorov: cyklus spracovania jedného dielu sa skrátil z 75 minút na 42 minút a denná výrobná kapacita sa zvýšila zo 120 sád na 220 sád; valcovitosť ložiskovej komory motorového rámu je ≤ 0,006 mm, koaxialita medzi dorazom a ložiskovou komorou je ≤ 0,04 mm a kolmosť čela k osi je ≤ 0,03 mm/m, čo plne spĺňa požiadavky noriem GB/T 1993-1993 „Spôsoby chladenia rotačných elektrických strojov“ a IEC 60034-1; intenzita vibrácií počas prevádzky motora klesla z 1,8 mm/s na 0,8 mm/s a miera prekročenia vibrácií sa znížila z 22 % na 1,5 %; životnosť nástroja sa vďaka nárazuvzdornému dizajnu predĺžila o 60 % (až na 65–80 kusov/čepeľ) a náklady na nástroj pre jeden kryt motora sa znížili na 32 yuanov; zariadenie je vybavené inteligentným diagnostickým systémom, ktorý môže v reálnom čase monitorovať zrýchlenie vibrácií vretena (vzorkovacia frekvencia 1 kHz) a kolísanie rezných síl. V kombinácii s modelom predikcie opotrebenia nástroja sa celková využiteľnosť zariadenia zvýšila zo 76 % na 93 % a ročná prestojová doba sa skrátila o 480 hodín.
VTC70 rieši protirečenie medzi „ťažkým obrábaním a presnou kontrolou“ nášho vysokonapäťového krytu. Hlavný inžinier spoločnosti uviedol: „Náš 20 MW vysokonapäťový motor nielenže získal certifikáciu CE, ale tiež spĺňa požiadavku na 100 000 hodín prevádzky bez porúch pre zariadenia v kľúčových odvetviach, ako sú jadrové elektrárne a veľkoplošné chemické priemysly. To nám poskytuje kľúčovú konkurencieschopnosť pri presadzovaní sa na trhoch vysokej triedy.“ Tento prípad potvrdzuje, že zvislý CNC sústruh sa stal kľúčovým zariadením pri prekonávaní úzkych miest kvality a efektivity v oblasti výroby priemyselných vysokonapäťových krytov prostredníctvom hlbokého spolupracovania „návrhu ťažkostenných konštrukcií + inovácie procesnej integrácie + inteligentnej presnej kontroly“.
EN
