Na področju opreme za vetrne elektrarne glavni vrat s premerom 300–500 mm, ki je temeljni del prenosnega sistema vetrne turbine, neposredno določa zanesljivost 20-letne obratovalne dobe enote na podlagi krožnosti vratu (zahtevana vrednost ≤ 0,02 mm) in valjastosti ležajnega mesta (≤ 0,015 mm). Ko vodilni proizvajalec opreme za vetrne elektrarne obdeluje takšen vreten iz kaljenega in popuščenega jekla 42CrMo, se sooča s tradicionalnim procesnim zamaikanjem: potrebuje tri postopke – »grobo struženje na vodoravnem stružnici → polfinansko struženje na stojnem vrtanju → finansko brušenje na zunanjem valjastem brusilnem stroju«. Večkratno napenjanje povzroči, da soaksialnost ležajnega mesta presega 0,05–0,08 mm, temperatura ležaja med obratovanjem enote pa narašča nad 45 °C (dovoljena vrednost ≤ 40 °C), pri čemer traja cikel obdelave posameznega dela do 16 ur; hkrati ima kaljeno in popuščeno jeklo (trdota 280–320 HB) visoko rezalno upornost, življenjska doba običajnih rezalnih orodij pa znaša le 3–4 kosa na rezalno ploščico. Strošek rezalnih orodij za posamezni vreten presega 3000 juanov.
Za rešitev tega dileme je podjetje uvedlo težki orodni stroj iz Wuhan, VTC70 CNC navpično stružnico, za izgradnjo ekskluzivnega proizvodnega sistema glavnega vretena »težka trda obdelava + enojno napenjanje, celoten proces«. Oprema uporablja integralno litino s smolastim peskom (teža litega dela 80 ton), ki je bila izpostavljena dvojni razbremenitvi napetosti »naravno staranje 24 mesecev + vibracijsko staranje 120 ur«, kombinirano z vodnimi vodili na principu statičnega tlaka (nosilnost ≥ 300 kN) in optimizirano strukturno togost prek analize končnih elementov. Radialna krutost pri struženju znaša 55 kN/mm, kar omogoča stabilno prenašanje radialne sile 35 kN med struženjem materiala 42CrMo; opremljena z Fanuc 31i-B5 CNC sistemom in laserskim interferometrom z dinamično kompenzacijo (točnost pozicioniranja kompenzirana na ± 0,005 mm), skupaj z merilnim ročajem na stroju (merilna natančnost ± 0,002 mm), doseže natančno nadzorovanje valjasto obliko položaja ležaja ≤ 0,01 mm. V odziv na obdelovalne značilnosti visoko trdih jekel je oprema opremljena z 18,5 kW močnim vretenom (največja hitrost 1000 vrt/min) in visokotlačnim notranjim hlajenjem (tlak hladila 1,5 MPa), ter ultra drobnim CBN reznim orodjem (trdota HV3500), kar učinkovito zmanjšuje obrabo orodja.
Uporabniški scenariji strank
Kar se tiče tehnoloških inovacij, je oprema dosegla dvojni preboj »integracije procesov + neprekinjenega natančnega nadzora« pri obdelavi glavnega vratila: integracija hidravličnega štirikrilnega sponka s premerom Φ 800 mm (s prijemno silo 300 kN), revolverjskega orodja z 8 postajami (z časom menjave orodja 1,5 sekunde) ter močnostnega glavnega orodja za friziranje čelnih ploskev omogoča hkratno izvedbo natančnega tokarniškega obdelovanja vratu glavnega vratila (okroglost ≤ 0,015 mm), natančnega razvrtavanja ležajnih mest (valjastost ≤ 0,01 mm), friziranja ploskve pririba (ravnost ≤ 0,03 mm) ter vrtanja in navijanja 12–16 povezovalnih lukenj (položajna natančnost ≤ 0,15 mm). V odziv na težavo nadzora uklona pri izjemno dolgih glavnih vratilih (dolžina 3–5 m) se uporablja inovativen »prilagodljivi proces večtočkovne podpore«: s pomočjo treh nastavljivih dodatnih podpor se v resničnem času kompenzira deformacija zaradi lastne teže predmeta (natančnost kompenzacije 0,005 mm), kar zagotavlja stabilen nadzor ravnosti celotne osi znotraj vrednosti ≤ 0,05 mm/m. Za natančno obdelavo ležajnih mest se uporablja »metoda obdelave v stalno temperaturnem okolju + plastno rezkanje«, pri čemer je okoljska temperatura nadzorovana na 20 ± 0,5 °C, globina reza posamezne plasti pa nadzorovana na 0,2–0,5 mm. Kombinacija rezkanja s konstantno linearno hitrostjo (80–120 m/min) zagotavlja površinsko hrapavost do Ra 0,8 μm.
Proces stiskanja
Rezultati izvedbe popolnoma ustrezajo standardom vetrne industrije: cikel obdelave posameznega kosa se je skrčil z 16 na 9 ur, dnevna proizvodna zmogljivost pa se je povečala s 6 na 11 kosov; valjastost ležajnega mesta glavnega vratila je ≤ 0,01 mm, koaksialnost celotnega vratila pa ≤ 0,03 mm, kar v celoti ustreza zahtevam standarda GB/T 19073-2018 »Vetrna turbinska prestavna gred« in certifikaciji GL; temperatura ležajev med obratovanjem enote se je povišala na 36 °C, jakost vibracij pa se je zmanjšala z 1,2 mm/s na 0,6 mm/s; življenjska doba orodja se je zaradi ujemanja materialov podaljšala za 150 % (do 8–10 kosov/kraka), strošek orodij za posamezno vreteno pa se je znižal na 1200 juanov; sistem industrijskega interneta stvari, vgrajen v opremo, omogoča pridobivanje rezalne sile (frekvenca vzorčenja 1 kHz) in temperature vretena v realnem času. V kombinaciji s modelom napovedi preostale življenjske dobe se splošna izkoriščenost opreme povečala z 70 % na 92 %, letni prostoj pa se je zmanjšal za 650 ur.
CKX52100 rešuje industrijsko protislovje med obdelavo pri težkih obremenitvah in preciznostjo na ravni mikrometrov pri vetrnih turbinskih glavah. Proizvodni direktor podjetja je povedal: »Naše glave za vetrne turbine 3MW so zdaj poleg preverjanja s strani Goldwind Technology in Mingyang Intelligence izpolnile tudi končne zahteve po »odpornosti proti slani megli in dolgi življenjski dobi« za morske vetrne elektrarne, kar nam je ustvarilo tehnični jark na področju opreme za vetrno energijo.« Ta primer potrjuje, da so CNC navpični tokarni postali jedrsko opremo za preboj učinkovitostnih zamaik v proizvodnji velikih komponent za vetrno energijo prek globoke integracije »ekstremno togih konstrukcij + procesne natančnosti s zaprtjem zanke + inteligentni sistem obratovanja in vzdrževanja«.
EN
