機床精度制約風電設備發(fā)展

　　風力發(fā)電站裝備主要包括以下幾部分：變速箱（升速箱）、發(fā)電機組、葉片、塔基和變電站等。目前，風力發(fā)電逐漸向大功率機組發(fā)展，要求高可靠性、壽命周期長，因此零部件的精度、功能要求很高。
　　隨著風力發(fā)電技術的發(fā)展，風電機組的原理和結構也在發(fā)生變化，未來的風電機組在向結構簡單化、體積減小的方向發(fā)展。目前，我國正在開發(fā)無齒輪箱風力發(fā)電機組。如哈爾濱發(fā)電設備集團的發(fā)電設備工程研究中心開發(fā)了無齒輪箱變速變槳永磁風力發(fā)電機組，正在研制“變速恒頻風力發(fā)電機組”和“直驅(qū)型變速風力發(fā)電機組”等，可代替帶齒輪箱傳動的異步發(fā)電機組，具有制造成本低、運行可靠、維修簡便等優(yōu)點，并具有自主知識產(chǎn)權。
　　目前，生產(chǎn)最多的是有齒輪箱風力發(fā)電機組，由于結構比較復雜，完成其各種部件的制造需要不同機床設備進行加工。
　　風機的變速箱主要由箱體、行星輪系和變速機構等組成。風機變速箱體屬于大型箱體，根據(jù)發(fā)電量的不同，直徑約2～3m，大部分為分體結構。加工需要鏜桿直徑約160250mm的數(shù)控落地銑鏜床和大型臥式加工中心、龍門加工中心等，加工精度要求較高，目前主要使用的是進口設備。
　　變速箱內(nèi)的齒輪加工量很大，需要對大型內(nèi)齒圈、圓柱直齒輪和斜齒輪等進行成批生產(chǎn)。主要加工設備為大型數(shù)控立式滾齒機、數(shù)控插齒機、數(shù)控磨齒機等。這些齒輪加工機床中，大規(guī)格數(shù)控齒輪機床普遍要求具有高效、重載、重切、剛性好的特點，主要依靠進口，中小型采用國產(chǎn)設備。其中大規(guī)格、大模數(shù)齒輪和齒圈采用數(shù)控成型銑齒機和數(shù)控成型磨齒機，數(shù)控成型銑齒機要求大切深、大進給、滾速高。數(shù)控成型磨齒機要求精度達到5級以上，自動化程度高、自動調(diào)心、自動測量、自動修形、穩(wěn)定性高。目前，國內(nèi)制造風電用變速箱的企業(yè)主要有南京高精齒輪有限公司。該廠生產(chǎn)任務非常忙，長期三班倒，還是不能完全滿足市場需求，因此要求加工設備穩(wěn)定、可靠，目前該廠使用的齒輪加工機床基本上是進口設備。
　　風電用發(fā)電機的原理和結構與火電等其他發(fā)電機基本一樣。風電大都使用千瓦級發(fā)電機，比較火電使用的萬千瓦級發(fā)電機，屬于不同級別的機組。從制造角度上看沒有太大難度，能制造火電發(fā)電機組的企業(yè)，一般都能滿足制造風電發(fā)電機組的要求。但是，風電發(fā)電機要求使用壽命達到20年以上，對其穩(wěn)定性和可靠性要求更高。
　　風機的葉片大多采用環(huán)氧玻璃纖維或碳纖維等復合材料制作。葉片設計主要采用全三維氣動仿真和結構有限元仿真，使用真空灌注工藝進行葉片生產(chǎn)。機械加工較少，部分需要沖切成型。
　　葉片的變槳機構主要有變槳電機、減速器和變槳控制器等。對制造設備沒有特殊要求，國內(nèi)機床可以滿足需求。
　　偏航機構主要部件是帶內(nèi)外齒的大型軸承和4個小齒輪及變速裝置等。該種大型軸承目前國內(nèi)還不能制造，主要依靠進口。國內(nèi)天馬股份將進行偏航機構用的大型軸承開發(fā)制造。其加工設備主要是一些要求較高的專用機床裝備，如CCMT2008展覽會上，齊重數(shù)控裝備股份有限公司展出的3臺大型數(shù)控專用機床，就是為加工制造風電大型齒輪的設備。