風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子磁軛鉆孔專用裝置

■國水投資集團(tuán)西安風(fēng)電設(shè)備股份有限公司（陜西 710038）雒正良

某設(shè)計單位高新技術(shù)項目“兆瓦機(jī)直接驅(qū)動永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組新產(chǎn)品試制”，其1.5MW、2.5MW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到世界上同類型風(fēng)電機(jī)組的先進(jìn)水平，性能穩(wěn)定可靠，填補(bǔ)了國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的空白。其中，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備和零部件的機(jī)加工難度大，零部件為巨型輪盤狀，其直徑5m左右，重10t以上，尤其是在1.5M W轉(zhuǎn)子支架磁軛內(nèi)部88組呈斜線分布的6個M8盲孔，在2.5MW轉(zhuǎn)子磁軛內(nèi)部84組呈斜線分布的7個M10盲孔。兩種轉(zhuǎn)子上呈斜線分布孔的斜度不同，設(shè)計要求在1.5MW轉(zhuǎn)子支架磁軛內(nèi)鉆528-M8盲孔，在2.5MW轉(zhuǎn)子支架磁軛內(nèi)鉆588-M10盲孔，孔位置度1mm。傳統(tǒng)的機(jī)加工工藝是采用鉆模按已加工的孔定位后，操作者進(jìn)入支架內(nèi)使用磁力鉆進(jìn)行逐個鉆孔，多個工人同時操作，加工精度難以保證且費時費力，不能滿足目前批量生產(chǎn)的加工需求。利用數(shù)控鏜床鉆孔，雖能滿足精度要求，但仍屬于單孔加工，而且只能從支架外側(cè)進(jìn)行鉆孔，生產(chǎn)效率較低，且數(shù)控鏜床加工成本大，無法解決在磁軛內(nèi)部準(zhǔn)確快速的鉆孔問題。

為了解決此問題，根據(jù)圖樣要求，尋找產(chǎn)品規(guī)律，通過分析、市場調(diào)研、內(nèi)部交流及溝通，認(rèn)為只有改變加工方式才能保證供貨周期不延誤，并且能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提出一次加工一排孔或者一組孔的想法，并且要能滿足孔距要求、圓周精確分度要求及孔深要求，故提出此方案：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺保證分度問題，排鉆解決孔距及一次加工多個孔問題、滑臺解決孔深問題，最后經(jīng)設(shè)計驗證，此設(shè)備完全滿足設(shè)計要求，且達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

1.設(shè)計方案

電機(jī)組轉(zhuǎn)子磁軛鉆孔專用裝置（見附圖），包括位于基坑中的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上安裝有臺面與地面平齊的回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺臺面上安裝數(shù)控機(jī)械滑臺，數(shù)控機(jī)械滑臺上安裝七軸多孔鉆裝置，轉(zhuǎn)子支架的底部安裝在位于地面的定位盤底座上，轉(zhuǎn)子支架位于七軸多孔鉆裝置上方，以使七軸多孔鉆裝置上的鉆頭對應(yīng)轉(zhuǎn)子支架上的加工部位，本實用新型采用數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，能達(dá)到準(zhǔn)確分度，兩個相對方向的鉆孔裝置可通過數(shù)控機(jī)械滑臺來回移動，分度后自動鎖緊，多孔鉆自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了用一套設(shè)備加工兩種工件，加工鉆孔能夠滿足設(shè)計要求，保證了加工精度，提高了工作效率，降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)約了加工成本。

實用新型鉆孔示意圖

2.設(shè)計方案實施

具體實施方案及安裝使用方法：首先確認(rèn)安裝位置，保證產(chǎn)品零部件最少的倒運、周轉(zhuǎn)，且有一定的空間。用混凝土打基坑12的底面及四周，按照以下次序安裝設(shè)備的各零部件：首先安裝數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2，再安裝回轉(zhuǎn)工作臺3，保證安裝好的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2轉(zhuǎn)動靈活，分度準(zhǔn)確。然后安裝數(shù)控機(jī)械滑臺1，將七軸多孔鉆裝置7與數(shù)控機(jī)械滑臺1聯(lián)接，安裝七軸多孔鉆裝置的潤滑油泵4，安裝回水管總成9與冷卻潤滑系統(tǒng)11，保證能正常運轉(zhuǎn)。最后安裝數(shù)控控制系統(tǒng)10，用來控制數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2與七軸多孔鉆裝置7的運行。安裝后檢查七軸多孔鉆上各鉆頭的位置關(guān)系及垂直度要求，保證鉆桿轉(zhuǎn)動靈活，七孔鉆和六孔鉆能順利切換。

其次，把定位盤底座6安裝在地面上，找正位置，將轉(zhuǎn)子支架5吊裝在定位底盤6上，并用工件夾緊裝置8固定轉(zhuǎn)子支架，調(diào)節(jié)七軸多孔鉆7和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2，保證回轉(zhuǎn)工作臺每旋轉(zhuǎn)一個位置，多孔鉆裝置上的鉆頭都能對準(zhǔn)被加工件加工部位。

將安裝后的七軸多孔鉆裝置7先利用數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2旋轉(zhuǎn)一周，檢查分度是否準(zhǔn)確，確定分度準(zhǔn)確后，先開動兩個七軸多孔鉆裝置7，檢查潤滑冷卻系統(tǒng)是否正常運行，七軸多孔鉆裝置7的鉆頭是否同時旋轉(zhuǎn)，檢查正常后，七軸多孔鉆裝置7靠近轉(zhuǎn)子支架5磁軛內(nèi)壁，開啟七軸多孔鉆裝置7，加工一個相對位置的兩排斜孔2×7—M8底孔后測量尺寸，發(fā)現(xiàn)沒問題后，開始自動化連續(xù)加工，否則調(diào)整加工位置直到定位準(zhǔn)確，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2旋轉(zhuǎn)180°后，轉(zhuǎn)子磁軛外壁上所有孔完成加工。

3.設(shè)備驗收

設(shè)備安裝后，組織設(shè)計部門、設(shè)備部、安全部、生產(chǎn)部及加工車間共同對此設(shè)備進(jìn)行驗收，并進(jìn)行試加工，加工后進(jìn)行驗證、測量，各項性能指標(biāo)、產(chǎn)品尺寸要求及其公差均滿足圖樣和用戶設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)語

設(shè)備驗收合格后，經(jīng)過一個月的運行，沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量事故，完全達(dá)到了預(yù)期的設(shè)想，成功地解決了加工瓶頸問題，滿足了客戶對產(chǎn)品進(jìn)度的要求，保質(zhì)保量地完成了任務(wù)目標(biāo)，給公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為公司長期開拓此產(chǎn)品加工提供了保證。本裝置成功申請了國家知識產(chǎn)權(quán)證書，對此專利進(jìn)行了保護(hù)，同時獲得三峽新能源的實用型獎勵。