У области опреме за ветровну енергију, главни вратило пречника 300-500мм, као кључни део трансмисије ветрогенератора, директно одређује поузданост радног века јединице од 20 година, на основу округлости вратања (захтевано ≤ 0,02мм) и цилиндричности положаја лежаја (≤ 0,015мм). Када водећи произвођач опреме за ветровну енергију обрађује овакав тип вратила од челика 42CrMo који је калјен и попуштен, сусреће се са традиционалним процесним блокираним пролазом: потребна су три процеса – „грубо обрађивање на хоризонталном стругу → полуфинишно предупредње на бушилицама → финишно брушење на спољашњем цилиндричном брусилу“. Више пута причвршћивање узрокује да коаксијалност положаја лежаја пређе 0,05–0,08мм, а повећање температуре лежаја током рада јединице прелази 45 ℃ (прихватљива вредност ≤ 40 ℃), при чему је циклус обраде по комаду до 16 сати; истовремено, калјени и попуштени челик (тврдоћа 280–320HB) има велику отпорност резању, а век трајања обичних алата за резање износи само 3–4 комада по ножу. Трошак алата за резање по једном вратилу прелази 3000 јуана.
Да би се решила ова дилема, компанија је увела Вухан тешког машинског алатa VTC70 CNC вертикални струг како би изградила ексклузивни систем за производњу вретена заснован на „тешком чврстом обрадном процесу + потпуној обради у једној причвршћеној позицији“. Опрема користи цели тело базе од ливе гвожђа са смолом (маса ливе од 80 тона), које је прешло кроз двоструко склањање напона „природно старење током 24 месеца + вибрационo старење током 120 сати“, у комбинацији са статичким хидрауличним клизама (носивост ≥ 300kN), док је чврстоћа структуре оптимизована методом коначних елемената. Радијална крутина резања достигла је 55 kN/mm, што омогућава стабилно подношење радијалне силе од 35 kN током резања челика 42CrMo; опремљена је Fanuc 31i-B5 CNC системом и динамском лазерском интерферометарском компензацијом (тачност позиционирања компензована на ± 0,005 mm), у комбинацији са мерним руком на машини (тачност мерења ± 0,002 mm), чиме се постиже прецизна контрола цилиндричности положаја лежаја ≤ 0,01 mm. У складу са карактеристикама обраде чврстог челика, опрема је опремљена високоснажним вретеном од 18,5 kW (максимални број окретаја 1000 окрета/мин) и системом високотлачног унутрашњег хлађења (притисак хлађења 1,5 MPa), у комбинацији са алатима од CBN са врло финим зрнама (тврдоћа HV3500), чиме се ефикасно сузбија хабање алата.
Scenariji korišćenja kod kupca
У погледу технолошке иновације, опрема је остварила двоструки прорив у „интеграцији процеса+континуираној контроли прецизности“ при обради вретена: интегрисањем хидрауличног стезаљког чепа са четири чекића Φ 800mm (са силом стезања од 300kN), револверског носача алатa са 8 станција (са временом замене алата од 1,5 секунде) и силе за фрезовање торца, могуће је у једном циклусу извршити прецизно точење вретена (заокруженост ≤ 0,015mm), прецизно бушење положаја лежаја (цилиндричност ≤ 0,01mm), фрезовање фланца (равност ≤ 0,03mm) и бушење и нарезивање 12-16 спојних отвора (тачност позиционирања ≤ 0,15mm). Како би се решио проблем контроле прогиба код веома дугих вретена (дужина 3-5m), усвојена је иновативна „метода адаптивног процеса са више тачака подршке“: помоћу три комплета регулабилних помоћних потпора постиже се тренутна компензација деформације услед тежине радног предмета (тачност компензације 0,005mm), чиме се осигурава стабилна контрола праволинијскости целокупне дужине вретена у оквиру ≤ 0,05mm/m; За прецизну обраду положаја лежаја примењује се „константна температурна средина за обраду+метод слојевитог резања“, при чему је температура околине контролисана на 20 ± 0,5 ℃, а дубина реза сваког слоја контролисана на 0,2-0,5mm. У комбинацији са резањем константном линеарном брзином (80-120m/min), осигурава се да храпавост површине достигне Ra0,8 μm.
Proces stezanja
Резултати имплементације у потпуности задовољавају стандарде индустрије ветрењача: циклус обраде по комаду скраћен је са 16 на 9 сати, а дневни капацитет производње повећан је са 6 на 11 комада; цилиндричност положаја лежаја главног вратила је ≤ 0,01 мм, а коаксијалност целог вратила је ≤ 0,03 мм, што у потпуности испуњава захтеве стандарда GB/T 19073-2018 „Кућиште зубаца ветрогенератора“ и GL сертификације; температура лежајева током рада агрегата повећана је на 36 ℃, а интензитет вибрација смањен је са 1,2 mm/s на 0,6 mm/s; век трајања алата продужен је за 150% (до 8–10 комада/секција), због усклађености материјала, а трошак алата по вратилу смањен је на 1200 јуана; систем индустријског интернета ствари опремљен на опреми може у реалном времену прикупљати податке о силама резања (учестаност узорковања 1 kHz) и температури вратила. У комбинацији са моделом предвиђања преосталог века трајања, општа искоришћеност опреме повећана је са 70% на 92%, а годишњи простој смањен је за 650 сати.
CKX52100 rešava industrijsku protivrečnost između obrade pod velikim opterećenjem i preciznosti na nivou mikrometra kod vratila vetrenjača. Direktor proizvodnje kompanije je rekao: 'Sada naše vratilo za vetrenjaču od 3 MW ne samo da je prošlo verifikaciju kompanija Goldwind Technology i Mingyang Intelligence, već zadovoljava i krajnje zahteve za otpornošću na slanu maglu i dugim vekom trajanja za primenu u offshore vetrenjačama, što nam je stvorilo tehnički jaz na tržištu opreme za proizvodnju energije vetra'. Ovaj slučaj potvrđuje da su CNC vertikalni strugovi postali ključna oprema za prevazilaženje prepreka u pogledu performansi u proizvodnji velikih komponenti za vetrenjače, kroz duboku integraciju „ultra krute konstrukcije + procesne precizne zatvorene petlje + inteligentnog sistema održavanja i eksploatacije“.
EN
