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转换观念 实现齿轮高效加工

技术资讯 2023年06月06日 12:10 81 jdl008

　　挑战：风能生产企业如何提高齿轮铣削的生产效率并降低生产成本?

　　解决方案：改进加工方法，用现代硬质合金刀具取代高速钢刀具。

　　转换观念 实现齿轮高效加工

　　文：山特维克可乐满

　　


      对清洁能源的需求以及对气候变化的关注使风能成为热点话题。在当今恶劣的经济环境中，风能却是难得的亮点。虽然近年风能的增长率已由30%下降到18%至22%，但长期依然保持强劲增长的势头。

　　风能行业的主要挑战是如何满足需求，这与其它许多行业面临的挑战迥然不同——风能领域要乐观得多。风能行业的关注焦点是，如何提高生产效率并满足严格的质量要求。

　　连接转子、主轴和发电机的齿轮箱是风力发电机最关键的部件之一。典型的齿轮箱一般包括几个齿轮传动组，例如内齿圈、行星齿轮、太阳轮和低速齿轮等。

　　此外，风力发电机还包含各种齿圈，譬如回转支撑轴承，这是由齿轮和轴承组成的一种部件，用来控制叶片的俯仰角并根据风向正确地确定机舱位置。

　　在齿轮箱生产中，质量的实际含义是保持一致性和小公差。一般来说，齿轮箱是风力发电机里最易损坏的部件，齿轮箱故障可导致严重的失效问题以及昂贵的维修成本。因此齿轮箱应具备最佳质量，而又不能牺牲其加工效率。

　　风力发电机齿轮箱中的齿轮一般经两道工序加工而成：粗加工阶段的铣削以及精加工的磨削。在齿轮铣削工序中的任何不一致都会使磨削变得更加困难。

　　近年来，齿轮箱制造商大量投资购买现代机床。然而，功能强大的新机床往往受到传统高速钢(HSS)刀具加工能力的限制，这样就很难充分利用设备的高效加工潜力。

　　这个例子很好地诠释了在加工过程中各种因素的互相依存关系。仅靠单一的改进而不进行总体优化，是不可能提高总体性能的。

　　高速钢刀具除了性能不佳外，还需要大量物流支持、管理和重磨等工作，所有这些都耗费时间，并增加了总成本。

　　解决齿轮铣削这个难题的一种最有效的方案是，采用配备可转位硬质合金刀片的现代刀具。所增加的每一片刀片都可提高切削参数并提升生产效率。

　　可转位刀片也解决了与使用高速钢刀具相关的物流问题，并实现对生产效率的内部控制。

　　山特维克可乐满将于2010年和2011年推出盘式铣齿刀和滚齿刀等新产品，将先进硬质合金刀片的优势带到传统上以高速钢刀具为主导的齿轮加工操作中。

　　虽然现代硬质合金刀片是进行高效率齿轮铣削的强有力竞争者，但是选择最佳刀具、刀片和牌号并非只是简单的去挑那厚厚的刀具样本。

　　更为审慎的做法是，去找到一个专业的合作伙伴，他们掌握先进的应用知识、充分了解客户的挑战、要求和目标。

　　一个理想的刀具合作伙伴应能针对具体的风力发电机零部件提供总体解决方案，包括必要的刀具、刀片及加工方法，所有这些都要由经验丰富的专业人员提供全面支持。

　　案例分析：

　　可转位硬质合金滚齿刀与高速钢滚齿刀的比较

　　硬质合金刀片滚齿刀

　　风能行星齿轮，模数16，第一/第二次走刀，滚刀直径300毫米

　　切削速度 140/160 米/分

　　每转进给量 1.6/3.2 毫米/转

　　滚削总时间 102 分钟

　　高速钢滚齿刀

　　风能行星齿轮，模数16，第一/第二次走刀，滚刀直径300毫米

　　切削速度 50/50 米/分

　　每转进给量 1.6/3.2 毫米/转

　　滚削总时间 298 分钟

　　结果显而易见：生产效率提高了三分之二，并实现了连贯一致和可靠的操作。客户认为这项对新设备的投资极为成功。

　　正如上述生产效率提升的案例说明，这样的解决方案可为实际加工带来生产效率上的真正的不同。■

　　总结

　　在风能行业，持续强劲的需求带来了对高生产效率和高质量的关注。新的盘式铣齿刀和滚齿刀、现代可转位硬质合金刀片，以及经验丰富的专家所提供的全面支持，构成了富有成效的解决方案，以应对齿轮零部件加工的挑战。■


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