โซลูชันการกลึงความละเอียดสูงสำหรับเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม

ในด้านอุปกรณ์พลังงานลม เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาหลัก 300-500 มม. ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของการส่งกำลังกังหันลม โดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของอายุการใช้งาน 20 ปีของชุดอุปกรณ์ ขึ้นอยู่กับความกลมของคอเพลา (ต้องไม่เกิน 0.02 มม.) และความทรงกระบอกของตำแหน่งแบริ่ง (ไม่เกิน 0.015 มม.) เมื่อบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์พลังงานลมชั้นนำทำการประมวลผลเพลาเหล็กกล้า 42CrMo ที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัวชนิดนี้ จะพบปัญหาอุปสรรคจากกระบวนการเดิม ซึ่งต้องผ่านกระบวนการสามขั้นตอน ได้แก่ "กลึงหยาบด้วยเครื่องกลึงแนวนอน → กลึงกึ่งสำเร็จรูปด้วยเครื่องไสเจาะแนวราบ → ขัดแต่งละเอียวด้วยเครื่องขัดทรงกระบอกภายนอก" การจับยึดหลายครั้งทำให้ความร่วมศูนย์ร่วมแกนของตำแหน่งแบริ่งเกินกว่า 0.05-0.08 มม. และอุณหภูมิของแบริ่งขณะทำงานเพิ่มสูงเกิน 45 ℃ (ค่ามาตรฐานไม่เกิน 40 ℃) โดยรอบการผลิตต่อชิ้นใช้เวลานานถึง 16 ชั่วโมง นอกจากนี้ เหล็กกล้าที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัว (ความแข็ง 280-320HB) มีแรงต้านการตัดที่สูงมาก ทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือตัดทั่วไปอยู่ที่เพียง 3-4 ชิ้นต่อใบมีดเท่านั้น ต้นทุนเครื่องมือตัดต่อเพลาหนึ่งชิ้นจึงสูงกว่า 3,000 หยวน
เพื่อแก้ไขทางตันนี้ บริษัทฯ ได้นำเครื่องกลึงแนวตั้งแบบหนักพิเศษรุ่น VTC70 CNC จากโรงงานเครื่องมือวูฮั่นเข้ามาใช้ เพื่อสร้างระบบการผลิตเฉพาะด้านแกนหมุนที่ใช้แนวทาง "การกลึงแบบแข็งแรงทนทาน + การยึดชิ้นงานเพียงครั้งเดียวตลอดกระบวนการ" อุปกรณ์นี้ใช้โครงเตียงหล่อจากเหล็กหล่อเรซินแซนด์แบบชิ้นเดียว (น้ำหนักชิ้นหล่อ 80 ตัน) ผ่านกระบวนการลดแรงเครียดสองขั้นตอน ได้แก่ "การอบบ่มตามธรรมชาติเป็นเวลา 24 เดือน + การอบด้วยการสั่นสะเทือนนาน 120 ชั่วโมง" ร่วมกับรางเลื่อนแบบแรงดันสถิต (ความสามารถในการรับน้ำหนัก ≥ 300 กิโลนิวตัน) และปรับปรุงความแข็งแรงของโครงสร้างด้วยการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์อีลิเมนต์ ความแข็งของการตัดในแนวรัศมีอยู่ที่ 55 กิโลนิวตัน/มม. สามารถรองรับแรงตัดในแนวรัศมีได้อย่างมั่นคงถึง 35 กิโลนิวตันขณะตัดวัสดุ 42CrMo; อุปกรณ์ติดตั้งระบบควบคุมตัวเลขแบบ Fanuc 31i-B5 และระบบชดเชยแบบไดนามิกด้วยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ (ความแม่นยำในการจัดตำแหน่งชดเชยแล้ว ± 0.005 มม.) ร่วมกับเครื่องวัดอาร์มแบบแมชชีนเมสเซอริ่ง (ความแม่นยำในการวัด ± 0.002 มม.) ทำให้สามารถควบคุมความกลมของตำแหน่งแบริ่งได้อย่างแม่นยำ ≤ 0.01 มม.; เพื่อตอบสนองลักษณะการประมวลผลของเหล็กความแข็งสูง อุปกรณ์นี้ติดตั้งสปินเดิลกำลังสูง 18.5 กิโลวัตต์ (ความเร็วสูงสุด 1,000 รอบ/นาที) และระบบระบายความร้อนภายในแรงดันสูง (แรงดันความเย็น 1.5 เมกะพาสคัล) ร่วมกับเครื่องมือตัด CBN เม็ดละเอียดพิเศษ (ความแข็ง HV3500) ซึ่งสามารถยับยั้งการสึกหรอของเครื่องมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สถานการณ์การใช้งานของลูกค้า
ในด้านนวัตกรรมทางเทคโนโลยี อุปกรณ์ชิ้นนี้ได้บรรลุความก้าวหน้าสองประการในกระบวนการกลึงเพลา ได้แก่ "การผสานกระบวนการ + การควบคุมความแม่นยำอย่างต่อเนื่อง": โดยรวมจานยึดไฮดรอลิก 4 แคลมป์ขนาด Φ 800 มม. (แรงยึด 300 กิโลนิวตัน), หัวเปลี่ยนเครื่องมือ 8 ตำแหน่ง (เวลาในการเปลี่ยนเครื่องมือ 1.5 วินาที) และหัวมิลลิ่งหน้าปลาย เข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถทำการกลึงเพลากลมแม่นยำ (ความกลม ≤ 0.015 มม.), การเจาะรูตำแหน่งแบริ่งให้แม่นยำ (ความทรงกระบอก ≤ 0.01 มม.), การไสผิวหน้าแปลน (ความเรียบระนาบ ≤ 0.03 มม.) และการเจาะ-แตะรูต่อเชื่อมจำนวน 12-16 รู (ความแม่นยำตำแหน่ง ≤ 0.15 มม.) ได้ในครั้งเดียว ในการแก้ปัญหาการควบคุมการหย่อนตัวของเพลาที่ยาวมากเป็นพิเศษ (ความยาว 3-5 ม.) ได้มีการใช้ "กระบวนการรองรับแบบปรับตัวหลายจุด" อย่างสร้างสรรค์: โดยใช้ชุดอุปกรณ์รองรับเสริมที่ปรับได้ 3 ชุด เพื่อชดเชยการเปลี่ยนรูปจากน้ำหนักตัวของชิ้นงานแบบเรียลไทม์ (ความแม่นยำในการชดเชย 0.005 มม.) ทำให้มั่นใจได้ว่าความตรงของแกนทั้งเส้นจะถูกควบคุมไว้ไม่เกิน ≤ 0.05 มม./ม.; สำหรับการกลึงตำแหน่งแบริ่งอย่างแม่นยำ ใช้ "สภาพแวดล้อมการกลึงที่อุณหภูมิคงที่ + วิธีการตัดแบบชั้นบาง" โดยควบคุมอุณหภูมิแวดล้อมที่ 20 ± 0.5 ℃ และควบคุมความลึกของการตัดแต่ละชั้นไว้ที่ 0.2-0.5 มม. ร่วมกับการตัดด้วยความเร็วเชิงเส้นคงที่ (80-120 ม./นาที) เพื่อให้มั่นใจว่าความหยาบผิวจะอยู่ที่ระดับ Ra0.8 ไมครอน

กระบวนการยึดแน่น
ผลการดำเนินงานสอดคล้องตามมาตรฐานของอุตสาหกรรมพลังงานลมอย่างเต็มที่: รอบการประมวลผลต่อชิ้นงานลดลงจาก 16 ชั่วโมง เหลือ 9 ชั่วโมง และสามารถเพิ่มกำลังการผลิตต่อวันจาก 6 ชิ้น เป็น 11 ชิ้น; ความกลมของตำแหน่งแบริ่งเพลาหลักอยู่ที่ ≤ 0.01 มม. และความร่วมศูนย์กลางของเพลารวมอยู่ที่ ≤ 0.03 มม. ซึ่งสอดคล้องตามข้อกำหนดของ GB/T 19073-2018 "Gearbox สำหรับกังหันลม" และการรับรอง GL; อุณหภูมิของแบริ่งขณะเดินเครื่องเพิ่มขึ้นเพียง 36 ℃ และความเข้มของการสั่นสะเทือนลดลงจาก 1.2 มม./วินาที เหลือ 0.6 มม./วินาที; อายุการใช้งานของเครื่องมือเพิ่มขึ้น 150% (สูงสุด 8-10 ชิ้น/ใบพัด) เนื่องจากการจับคู่วัสดุที่เหมาะสม และต้นทุนเครื่องมือต่อเพลาลดลงเหลือ 1,200 หยวน; ระบบอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งในอุตสาหกรรมที่ติดตั้งบนอุปกรณ์สามารถเก็บข้อมูลแรงตัด (ความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง 1 กิโลเฮิรตซ์) และอุณหภูมิของแกนหมุนแบบเรียลไทม์ เมื่อผสานรวมกับแบบจำลองการทำนายอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ ทำให้อัตราการใช้ประโยชน์โดยรวมของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นจาก 70% เป็น 92% และลดระยะเวลาหยุดทำงานต่อปีลงได้ 650 ชั่วโมง
CKX52100 แก้ปัญหาความขัดแย้งในอุตสาหกรรมระหว่างการกลึงแบบหนักกับความแม่นยำระดับไมครอนของเพลาลมกังหัน ในเรื่องนี้ ผู้อำนวยการฝ่ายการผลิตของบริษัทกล่าวว่า 'ตอนนี้เพลาลมกังหัน 3 เมกะวัตต์ของเราไม่เพียงแต่ผ่านการตรวจสอบจาก Goldwind Technology และ Mingyang Intelligence เท่านั้น แต่ยังตอบสนองข้อกำหนดสูงสุดด้าน 'ความต้านทานต่อพ่นเกลือและความทนทานยาวนาน' สำหรับพลังงานลมนอกชายฝั่ง ซึ่งได้สร้างช่องทางเทคโนโลยีให้เราในเส้นทางอุปกรณ์พลังงานลมแล้ว' กรณีนี้ยืนยันว่าเครื่องกลึงแนวตั้ง CNC ได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักในการก้าวข้ามข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่สำหรับพลังงานลม โดยอาศัยการผสานรวมอย่างลึกซึ้งของ "การออกแบบโครงสร้างแข็งแรงสูง + วงจรปิดความแม่นยำของกระบวนการผลิต + ระบบปฏิบัติการและบำรุงรักษาอัจฉริยะ"