卷板機(jī)在風(fēng)電行業(yè)的研究與應(yīng)用

1、卷板機(jī)在風(fēng)電行業(yè)的研究與應(yīng)用泰安華魯鍛壓機(jī)床有限公司摘要：根據(jù)風(fēng)電塔筒特殊工藝要求，通過針對性的技術(shù)研發(fā)，優(yōu)化創(chuàng)新了卷板機(jī)的技術(shù)方案和典型結(jié)構(gòu)，滿足該行業(yè)對設(shè)備的精度、效率、安全要求，該產(chǎn)品的推廣取得顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：卷板機(jī)；風(fēng)電；塔筒；應(yīng)用1引言發(fā)展風(fēng)電對于改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著極其重要的意義。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，近年來，我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模迅速擴(kuò)大，2019年16月，全國新增風(fēng)電裝機(jī)容量909萬kW,其中海上風(fēng)電40萬kW,累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到1.93億kW,風(fēng)電行業(yè)興起推動了風(fēng)電裝備的發(fā)展。塔筒是風(fēng)電設(shè)備重要基礎(chǔ)

2、承力部件（圖1）,加工制造難度系數(shù)極大。該件為圓形，需要用卷板機(jī)卷制完成，單臺風(fēng)機(jī)需要筒體大于30節(jié)，因此卷板機(jī)卷制工作量大，提高卷制效率對風(fēng)電設(shè)備制造進(jìn)度和降低成本意義重大。圖1風(fēng)電塔筒快速發(fā)展風(fēng)電卷板機(jī)是國內(nèi)市場的急需，塔筒制造要求一次卷制成形，國內(nèi)卷板機(jī)產(chǎn)品基本不能滿足塔筒的卷制要求為此，華魯鍛壓公司成立設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從2010年開始，跟蹤行業(yè)需求，借鑒國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行再創(chuàng)新，開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化多規(guī)格風(fēng)電卷板機(jī)，先后開發(fā)出了WS11K系列卷制板厚100220多規(guī)格風(fēng)電專用卷板機(jī)，如圖2所示，通過驗(yàn)收測試，產(chǎn)品各性能滿足設(shè)計(jì)及風(fēng)電客戶要求，并順利交付給風(fēng)電企業(yè)。圖2風(fēng)電專用卷板

3、機(jī)2風(fēng)電塔筒技術(shù)參數(shù)及精度要求2.1 塔筒技術(shù)參數(shù)（表1）表1塔筒技術(shù)參數(shù)村廟低小金結(jié)內(nèi)劑.機(jī)明勃小大J745MPn板?/nun展大支桂/mm4000-12(X)0最大根寬/mm3500性件最大度nm10次。筒體M大乘陸立17502.2 塔筒精度要求（表2）表2塔筒精度要求阿兒樣板阿度允許mm1時(shí)義刖隙mm0-2飄岸鞋錯邊證允許mm斷面錯UM允許En0-L53風(fēng)電卷板機(jī)的技術(shù)研究及創(chuàng)新針對風(fēng)電行業(yè)對卷板機(jī)的需求，通過吸收國外先進(jìn)技術(shù)，對國內(nèi)卷板機(jī)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與創(chuàng)新。國內(nèi)常規(guī)卷板機(jī)無法有效滿足風(fēng)電行業(yè)需求，其主要原因如圖3所示杵泡在極H精度進(jìn)率安配無法渦足風(fēng)電行業(yè).需求圖3普通卷板機(jī)應(yīng)用于風(fēng)電行

4、業(yè)的現(xiàn)狀3.1 主傳動動力不足普通卷板機(jī)卷制完成時(shí)間一般是按35次壓下卷制（單個工件1h左右），風(fēng)電塔筒卷制要求1次壓下卷制完成（單個工件15min左右），因此風(fēng)電塔筒要求卷制效率高，普通卷板機(jī)的主傳動無法提供動力，根本無法一次完成卷制成形，如圖4所示圖4卷板機(jī)工作輻驅(qū)動裝置改進(jìn)措施：主傳動功率加大。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，卷制180mm厚，3m寬的風(fēng)電卷板機(jī)需要功率300kW,而普通卷板機(jī)主傳動功率是150kW,可見要滿足要求，主傳動扭矩成倍加大，才能滿足上料后一次性卷制筒體的要求。3.2 大筒徑帶來的筒體下陷風(fēng)電塔筒卷板機(jī)的塔筒直徑在8m以上，自身重量達(dá)30多t,在卷制時(shí)會出現(xiàn)不同的下陷，成形困難；

5、卷制過程中需要行車等吊具輔助，輔助時(shí)間長；存在人身設(shè)備安全隱患。改進(jìn)措施：設(shè)置上支撐和側(cè)支撐解決筒體下陷問題。上支撐安裝在卷板機(jī)的上工作輾的上端，上支撐活動支架可根據(jù)需要上下移動托住筒體上端，避免自重及變形下陷；側(cè)支撐安裝在機(jī)器的前后兩側(cè)，可上下擺動，工作時(shí)托住筒體下端，筒體保持較好的圓度。如圖5所示。圖5卷板機(jī)上、側(cè)支撐裝置3.3 筒體錯邊問題在卷制過程中，筒體合口存在著不同程度的徑向和軸向的錯位（圖6）。而傳統(tǒng)的解決方法是用輔助工具或焊接工藝塊，強(qiáng)行人工操作雙向合口，對于厚度100mm以上的鋼板過程相當(dāng)困難，勞動強(qiáng)度很大。圖6筒體卷制中錯邊示意圖改進(jìn)措施：設(shè)置糾偏裝置。糾偏裝置安裝在側(cè)支撐

6、上，可夾住工件，在上支7所示。撐和側(cè)支撐的配合作用下，對齊工件兩端接口實(shí)現(xiàn)糾偏。如圖圖7塔筒體強(qiáng)制糾偏裝置3.4 筒體需要焊接問題在卷制成形后需要在合縫處焊接，普通卷板機(jī)一般將工件移出或人工進(jìn)入筒體內(nèi)點(diǎn)焊，從而造成輔助時(shí)間增加、操作者勞動強(qiáng)度增加、安全隱患增加、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等。改進(jìn)措施：設(shè)置焊接機(jī)械手。焊接機(jī)械手安裝在一側(cè)機(jī)架上，由伺服電機(jī)驅(qū)動前進(jìn)后退或擺動，在卷制完成后對合縫處進(jìn)行焊接。如圖8所示。3.5 板材長度大、卷制上料困難板材長達(dá)20000mm30000mm，板材吊裝運(yùn)輸不方便，輔助對料時(shí)間長，安全性差。改進(jìn)措施：送料輾道及對中裝置。送料輾道有多組對接長度到30m,對中裝置布置在送

7、料輾道兩側(cè)。可實(shí)現(xiàn)機(jī)動送料和對中，保障了工作安全可靠，減少了輔助時(shí)間。如圖9所示圖8機(jī)械手焊接裝置圖9對中送料輻道3.6 改進(jìn)風(fēng)電卷板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用人機(jī)界面，動態(tài)監(jiān)控各種動作，通過PLC和各種傳感器使位10所示。置精度、同步精度更加精確，移動更加快速。如圖4小結(jié)工匕4盤計(jì)算工七參收，*串統(tǒng)臬*位K明飆主虹遵意即*漕機(jī)*1嫉噫厘下*a-星也平gwcijek圖10控制系統(tǒng)操作界面通過創(chuàng)新，風(fēng)電卷板機(jī)已經(jīng)是一個具有綜合性能的裝備，卷制工藝上的改變，使風(fēng)電卷板機(jī)結(jié)構(gòu)具備六大特點(diǎn)：卷板機(jī)主傳動功率是普通卷板機(jī)的兩倍以上，能滿足上料后一次性卷制筒體；在卷板機(jī)上端設(shè)置上支撐和側(cè)支撐，支撐大筒徑卷制時(shí)

8、不下陷，確保筒體的圓度；設(shè)置糾偏裝置，在上支撐和下支撐的配合下方便于對料合口；設(shè)置自動機(jī)械手點(diǎn)焊；設(shè)置送料輾道及對中裝置；電器和液壓系統(tǒng)控制精確快速。通過針對性的技術(shù)研發(fā)，風(fēng)電卷板機(jī)完全滿足用戶的精度、效率、安全要求，該產(chǎn)品的推廣取得顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良、技術(shù)方案成熟，卷制的塔筒工件質(zhì)量好，精度高，安全高效，性價(jià)比高，解決了行業(yè)用戶的生產(chǎn)難題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度，得到了用戶認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)了卷板機(jī)的升級換代，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)，用戶基本是風(fēng)電行業(yè)中規(guī)模較大的知名企業(yè)。5風(fēng)電卷板機(jī)的發(fā)展方向(1)大型化。在我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已很成熟，而大型(大于10MW)的風(fēng)電技術(shù)正在研發(fā)中，隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，風(fēng)電設(shè)備塔筒也會加大，對風(fēng)電卷板機(jī)的需求向大型化方向發(fā)展。圖11風(fēng)電塔筒成形過程(2)成套化。風(fēng)電塔筒成形過程如圖11所示。目前的成形過程由單機(jī)單工序獨(dú)立完成，生產(chǎn)效率低。對現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)性能及接口進(jìn)行優(yōu)化，逐步實(shí)現(xiàn)各機(jī)自動協(xié)調(diào)工作，自動化操作。風(fēng)電專用卷板機(jī)控制及結(jié)構(gòu)應(yīng)該向風(fēng)電塔筒生產(chǎn)線形式發(fā)展