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本科論文目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II引言 11風(fēng)電變槳軸承概述 21.1□風(fēng)電變槳軸承簡介 21.2□風(fēng)電變槳軸承的基本結(jié)構(gòu) 21.3□風(fēng)電變槳軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 41.4風(fēng)電變槳軸承工藝設(shè)計研究目的與意義 51.5論文的主要研究內(nèi)容 52零件分析 72.1結(jié)構(gòu)分析 72.2工藝分析 82.3技術(shù)要求分析 122.4軸承內(nèi)外圈毛坯料選擇 173工藝規(guī)程設(shè)計 193.1基準(zhǔn)選擇 193.2制定工藝路線 204確定切削用量及進(jìn)給量相關(guān)計算 274.1外圈車加工相關(guān)計算 274.2外圈孔加工相關(guān)計算 284.3內(nèi)圈車加工相關(guān)計算 294.4內(nèi)圈銑齒相關(guān)計算 304.5內(nèi)圈孔加工相關(guān)計算 31結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33附錄2源程序清單 35致謝 40本科論文摘要隨著中國風(fēng)電行業(yè)迅速的發(fā)展,風(fēng)電對軸承使用的要求提高也是必然的,而風(fēng)電屬于一種特殊的軸承,其使用環(huán)境惡劣,需要高維修成本,要求高壽命。風(fēng)電軸承較高的技術(shù)復(fù)雜度使其成為風(fēng)電行業(yè)公認(rèn)的國產(chǎn)化難度最大的兩個部分之一。為了打破這一局面,中國各軸承行業(yè)經(jīng)過產(chǎn)業(yè)逐漸形成的規(guī)?;?,系統(tǒng)化,關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,中國風(fēng)電軸承產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量上有了一定的突破性。2447滾動體為70mm的鋼球,為非國標(biāo)件,應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片部位,調(diào)整葉片的方向,使得能夠更好的與風(fēng)向吻合,提高發(fā)電效率,2447為軸承徑向一端鋼球中心到另一端鋼球中心的距離為2447mm,變槳軸承的受力情況復(fù)雜,而且軸承承受的沖擊和振動比較大,因此,要求軸承既能承受沖擊,又能承受較大載荷。所以對于硬度,載荷,硬化層深度要求比較高,東方電氣2447風(fēng)電變槳軸承內(nèi)外圈加工工藝采用表面淬火后硬度2447采用表面淬火后硬度外圈為57~63HRC,內(nèi)圈為53~60HRC,外圈硬化層深度要求大于6.7,內(nèi)圈硬化層要求齒面≥2.2,齒根≥1.2。由于其應(yīng)用的環(huán)境較為普通軸承更為惡劣,所以其對于防腐工藝的要求也比較高,需經(jīng)過噴鋅,噴砂,噴漆處理,以滿足其使用要求[1]。關(guān)鍵詞:風(fēng)電變槳軸承;工藝;優(yōu)化;工序;
AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'swindpowerindustry,itisinevitabletoimprovetherequirementsofwindpowerfortheuseofbearings.Windpowerbelongstoaspecialbearing,whichhasabaduseenvironment,highmaintenancecostandhighlife.Thehightechnicalcomplexityofwindpowerbearingmakesitoneofthetwomostdifficultpartsoflocalizationrecognizedbywindpowerindustry.Inordertobreakthissituation,China'sbearingindustryhasgraduallyformedalarge-scale,systematicandkeytechnologybreakthrough,andChina'swindpowerbearingproducttechnologyandqualityhasacertainbreakthrough.2447Scrollas70mmThesteelballofisanon-nationalstandardpart,whichisappliedtothebladepartofthewindturbinetoadjustthedirectionoftheblade,soastobettermatchthewinddirectionandimprovethepowergenerationefficiency,twothousandfourhundredandforty-sevenThedistancefromtheballcenteratoneradialendofthebearingtotheballcenterattheotherendis2447mmTheforceofthepitchbearingiscomplex,andthebearingbearslargeimpactandvibrationItisrequiredthatthebearingcannotonlybearimpact,butalsobearlargeload.Therefore,therequirementsforhardness,loadandhardeninglayerdeptharerelativelyhightwothousandfourhundredandforty-sevenThehardnessoftheinnerandouterringsofthewindturbinepitchbearingaftersurfacequenchingtwothousandfourhundredandforty-sevenThehardnessofouterringaftersurfacequenchingis57~63HRC,innercircleis53~60HRC,theouterringhardeninglayerdepthisrequiredtobegreaterthan6.7mm,innerringhardeninglayerrequiredtoothsurface≥2.2mm,dedendum≥1.2mm。Becausetheapplicationenvironmentofthebearingisworsethanthatofthecommonbearing,therequirementsfortheanticorrosionprocessarealsohigher,whichneedtobetreatedbyzincspraying,sandblastingandpaintingtomeettheuserequirements.Keywords:Windturbinepitchbearing;process;optimization;process引言隨著中國風(fēng)電行業(yè)迅速的發(fā)展,風(fēng)電對軸承使用的要求提高也是必然的,而風(fēng)電屬于一種特殊的軸承,其使用環(huán)境惡劣,需要高維修成本,要求高壽命。風(fēng)電軸承較高的技術(shù)復(fù)雜度使其成為風(fēng)電行業(yè)公認(rèn)的國產(chǎn)化難度最大的兩個部分之一。為了打破這一局面,中國各軸承行業(yè)經(jīng)過產(chǎn)業(yè)逐漸形成的規(guī)?;?,系統(tǒng)化,關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,中國風(fēng)電軸承產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量上有了一定的突破性。經(jīng)過多年發(fā)展,我國風(fēng)電軸承產(chǎn)業(yè)逐漸形成了規(guī)?;?、系列化生產(chǎn),產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,龍頭企業(yè)不斷涌現(xiàn),各個企業(yè)對于技術(shù)的要求也不斷提高,如何在保證日漸提高的技術(shù)要求的同時,還能夠保證產(chǎn)能,這對于加工方法的選擇,工序的安排就顯得尤為重要。是否意味著隨著技術(shù)要求的不斷提高,就要使得加工成本增加,或者使得加工效率下降,影響產(chǎn)能,合適的工藝能夠在保證技術(shù)條件的同時,不影響加工速率,不影響加工廢品率,不會因為技術(shù)條件的提高,使得成本也增加,在生產(chǎn)合格產(chǎn)品的同時,維持原成本或降低成本,不影響產(chǎn)能[2]。
1□風(fēng)電變槳軸承概述1.1□風(fēng)電變槳軸承簡介隨著新型能源的崛起,風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,越來越受到世界各國的重視,隨之風(fēng)力發(fā)電機(jī)的市場便應(yīng)運而生,而軸承則是發(fā)電機(jī)組最為重要的部件之一,由于使用的場景特殊,其需要滿足的技術(shù)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通軸承,工藝也較為復(fù)雜[3]。
東方電氣2447風(fēng)電為變槳軸承,滾動體為70mm的鋼球,為非國標(biāo)件,應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片部位,調(diào)整葉片的方向,使得能夠更好的與風(fēng)向吻合,提高發(fā)電效率,2447為軸承徑向一端鋼球中心到另一端鋼球中心的距離為2447mm,變槳軸承的受力情況復(fù)雜,而且軸承承受的沖擊和振動比較大,因此,要求軸承既能承受沖擊,又能承受較大載荷。所以對于硬度,載荷,硬化層深度要求比較高,2447采用表面淬火后硬度2447采用表面淬火后硬度外圈為57~63HRC,內(nèi)圈為53~60HRC,外圈硬化層深度要求大于6.7,內(nèi)圈硬化層要求齒面≥2.2,齒根≥1.2。由于其應(yīng)用的環(huán)境較為普通軸承更為惡劣,所以其對于防腐工藝的要求也比較高,需經(jīng)過噴鋅,噴砂,噴漆處理,以滿足其使用要求。
優(yōu)化軸承加工的工藝,使得在滿足相應(yīng)的技術(shù)要求的前提下,調(diào)整工序,創(chuàng)新加工方法,提高生產(chǎn)效率的同時也能有效的降低生產(chǎn)成本,對于如今對于風(fēng)電軸承的大量需求具有重大意義。1.2□風(fēng)電變槳軸承的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)圈部分。內(nèi)圈部分是軸承與風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片主軸配合的主要部分,與軸一起運轉(zhuǎn),帶動外圈轉(zhuǎn)動[4]。圖1.1內(nèi)圈外圈部分。外圈部分在整套變槳軸承系統(tǒng)中主要起到支撐的作用,連接內(nèi)圈與葉片,實現(xiàn)運動的傳導(dǎo)。圖1.2外圈密封系統(tǒng)。由于風(fēng)電軸承工作環(huán)境的惡劣有的風(fēng)沙大,有的過于潮濕,為了防止內(nèi)部出現(xiàn)銹蝕,密封就顯得尤為重要,用特殊的橡膠條進(jìn)行密封。圖1.3密封保持架。用于固定軸承內(nèi)滾動體,使得滾動體能均勻的排列在兩個套圈之間做滾動運動,保持架除了能夠引導(dǎo)滾動體轉(zhuǎn)動之外還能改善軸承內(nèi)部潤滑性能。圖1.4保持架滾動體。是存在于內(nèi)圈與外圈之間的可滾動部分,通常為鋼球它能夠直接影響到軸承的符合能力以及它的使用性能。圖1.5滾珠1.3□風(fēng)電變槳軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1□風(fēng)電變槳軸承國內(nèi)研究現(xiàn)狀近年來風(fēng)力發(fā)電在國內(nèi)外受到越來越多的追捧,但是國內(nèi)風(fēng)電軸承在很長的一個階段里依靠國外進(jìn)口,價格昂貴,加大了每千瓦風(fēng)電設(shè)備造價,也制約了風(fēng)電成本的下降。據(jù)專家透露,風(fēng)電軸承中,偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門檻相對較低,而主軸軸承和增速器軸承的技術(shù)含量較高,發(fā)電機(jī)軸承基本上為技術(shù)成熟的通用產(chǎn)品。目前,國內(nèi)風(fēng)電軸承企業(yè)的產(chǎn)能主要集中在偏航軸承和變漿軸承上,且以3兆瓦以下風(fēng)電設(shè)備配套軸承為主,對于主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進(jìn)口,只有個別國內(nèi)企業(yè)初步涉足。近年來技術(shù)逐漸趨于成熟,風(fēng)電大型軸承的市場也越來越火爆,我國也已經(jīng)成為繼歐洲,美國和印度之后發(fā)展風(fēng)電的主要市場之一,中國已經(jīng)躋身可再生能源大國行列,從各個地區(qū)的發(fā)展來看每年在數(shù)量以及兆瓦上都在不斷上升,可以說前景非常廣闊,未來很長一段時間都將保持高速發(fā)展,同時盈利能力也隨著技術(shù)的成熟而穩(wěn)定提升。1.3.2□風(fēng)電變槳軸承國外研究現(xiàn)狀根據(jù)宋智晨;周修杰;宛學(xué)智2012-2016年中國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告所顯示對于歐洲等國,其起步早于我國,技術(shù)較為我國也更成熟,政府對于風(fēng)電行業(yè)的限制也逐漸放寬,世界風(fēng)電整機(jī)設(shè)備制造業(yè)主要集中歐洲的丹麥、德國、西班牙和亞洲的印度,北美洲的美國。其中歐洲地區(qū)的風(fēng)電整機(jī)設(shè)備制造業(yè)生產(chǎn)能力占世界的50%以上,是最重要的風(fēng)電整機(jī)生產(chǎn)地,也是最大的風(fēng)電設(shè)備出口地區(qū)。美國和印度是后來居上的國家,其發(fā)展速度不容小視。美國的GEWIND公司占世界風(fēng)電設(shè)備市場的16%左右,成為世界上風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)發(fā)展最快的國家之一。越來越多的扶植政策也相應(yīng)出臺,其前景不言而喻。1.4風(fēng)電變槳軸承工藝設(shè)計研究目的與意義1.4.1課題背景風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,對于變槳軸承的市場需求水漲船高,國內(nèi)的技術(shù)逐漸趨于成熟,對于軸承的技術(shù)要求也越來越高,在提高要求的同時,配套的工藝也需要不斷提升,使得產(chǎn)能得到保障。1.4.2研究目的與意義在我國,軸承行業(yè)中高端產(chǎn)品需求主要集中在汽車、風(fēng)電、鐵路、冶金、機(jī)床等領(lǐng)域。根據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我國風(fēng)電軸承產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,2014我國風(fēng)電軸承產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)到183億元。風(fēng)電市場的火爆程度可見一斑,風(fēng)電軸承對于加工工藝的要求也格外嚴(yán)格,硬度的要求比較高,對軸承零件進(jìn)行需要高溫回火處理,穩(wěn)定零件尺寸精度;確保在溫差較大的環(huán)境中軸承的高可靠性運轉(zhuǎn)。在滿足上述技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,風(fēng)電軸承的制造還要特別注重以下關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用:軸承可靠性設(shè)計、制造和試驗技術(shù);軸承工況和受力分析,制造軸承零件的鋼材鋼種的優(yōu)選;鋼材質(zhì)量(尤其是外協(xié)鍛件鋼材質(zhì)量)控制技術(shù)和控制措施;有效硬化層深度的控制,變形和淬火裂紋的防止;提高材料低溫機(jī)械性能;加工過程中還要進(jìn)行尺寸和形狀精確測量、表面淬火淬硬層深度檢測、裂紋和其他缺陷的無損檢測等的檢測技術(shù);特大型軸承壽命和可靠性試驗加載,工況近似模擬,狀態(tài)檢測和試驗數(shù)據(jù)采集及處理方法用。使得在滿足相應(yīng)的技術(shù)要求的前提下,通過調(diào)整工序,創(chuàng)新加工方法,保證生產(chǎn)效率同時也能有效的維持原生產(chǎn)成本、降低成本。1.5論文的主要研究內(nèi)容1.5.1研究內(nèi)容(1)內(nèi)外圈車加工工藝設(shè)計。(2)內(nèi)外圈孔加工工藝設(shè)計。(3)內(nèi)外圈熱處理加工工藝設(shè)計。(4)軸承性能要求。1.5.2設(shè)計要求(1)正確的繪制各零件的三維模型、二維零件圖紙和二維裝配圖紙;
(2)正確的對各零件進(jìn)行分析,確定毛坯圖紙并繪制;
(3)確定各零件加工工藝路線;
(4)確定零件正確的機(jī)械加工工藝過程,計算公式引用正確;
(5)設(shè)計說明書撰寫條理清晰,文字通順,格式規(guī)范。1.5.3預(yù)期研究成果(1)待加工各零件的零件圖(標(biāo)準(zhǔn)CAD圖電子文件,并打印圖紙)各1張;(2)待加工各零件的毛坯圖1張;(標(biāo)準(zhǔn)CAD圖電子文件,并打印圖紙)各1張;(3)軸承內(nèi)外圈裝配圖(標(biāo)準(zhǔn)CAD圖電子文件):1張;(4)各零件機(jī)械加工工藝過程卡各1張;(5)各零件各道工序的工序卡(單獨打印并于機(jī)械加工工藝過程卡訂在一起)若干張;(6)設(shè)計說明書一份,40頁以上;(7)各零件機(jī)械加工產(chǎn)品實物(金屬件);(8)畢業(yè)答辯PPT一份。2零件分析2.1結(jié)構(gòu)分析圖2.1動環(huán)組件總裝示意圖本設(shè)計產(chǎn)品由于它是套在軸上跟隨轉(zhuǎn)動的零件,由于它本身不能夠為自己提供動力需要靠鋒利風(fēng)力提供動力,而且它本身的直徑有一定的尺寸,所以同軸度需要得到保證,所以內(nèi)圈與風(fēng)機(jī)的軸之間的光潔度要求比較高,對于加工的尺寸精確程度也比較高,而且本產(chǎn)品使用的環(huán)境條件多為海上或沙漠等條件比較惡劣的地方,要求使用壽命也比較長,對滾道的熱處理加工硬度要求比較嚴(yán)格,所以加工中出現(xiàn)影響其密封或硬度的情況都視為不合理,軸承加工后需要進(jìn)行相應(yīng)的模擬測試,對于力矩不符合要求,滾道,齒輪硬度不符合要求的不能交貨,由于鍛件成本價格比較高,這就要求在加工時,對每一道工序嚴(yán)格把控,出現(xiàn)偏差及時更改。本組件一共有四個部分:1號:內(nèi)圈部分,內(nèi)圈部分是軸承與風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片主軸配合的主要部分,與軸一起運轉(zhuǎn),帶動外圈轉(zhuǎn)動。2號:外圈部分,外圈部分在整套變槳軸承系統(tǒng)中主要起到支撐的作用,連接內(nèi)圈與葉片,實現(xiàn)運動的傳導(dǎo)。3號:保持架。用于固定軸承內(nèi)滾動體,使得滾動體能均勻的排列在兩個套圈之間做滾動運動,保持架除了能夠引導(dǎo)滾動體轉(zhuǎn)動之外還能改善軸承內(nèi)部潤滑性能。4號:滾動體。是存在于內(nèi)圈與外圈之間的可滾動部分,通常為鋼球它能夠直接影響到軸承的符合能力以及它的使用性能。由于保持架以及滾動體,均采用直接外購的方式,在這里對于保持架,滾動體的加工工藝不做研究。2.2工藝分析2.2.1外圈加工工藝分析圖2.2軸承外圈全剖視圖本軸承的第一部分為外圈,從圖中我們可以看出,該軸承外圈是在一個環(huán)形的鍛件基礎(chǔ)上進(jìn)行加工的,所以我們要選擇一個環(huán)形的鍛件,從圖中可以看出,軸承外圈尺寸為,外徑為mm,內(nèi)徑為mm,高為mm,根據(jù)此尺寸,選擇環(huán)形鍛件各部分留量3mm,用于防止外部銹蝕,以及為加工留出余量。圖2.3外圈俯視圖首先我們將上圖的孔給排除掉得到的是如下圖圓環(huán),該圓環(huán)可以通過車來加工得到。圖2.4吊裝孔外形輪廓我們可以從圖中看出,外圈上的吊裝孔為沉孔,該沉孔底部帶有一定角度,所以我們可以通過鉆來加工,因為鉆頭的頭部有角度。所以我們先選用數(shù)控鉆進(jìn)行加工,再選擇搖臂鉆進(jìn)行倒角。圖2.5螺釘孔我們可以從圖中看到沉孔,螺釘孔也為沉孔,該沉孔底部同樣帶有一定角度,所以我們采用,與吊裝孔相同的加工方式。圖2.6油孔我們可以看出,油孔同樣為沉孔,但是油孔底部沒有角度,所以我們可以選擇數(shù)控鉆,直接進(jìn)行加工。2.2.2內(nèi)圈加工工藝分析圖2.7外圈零件圖本軸承的第二部分為內(nèi)圈,從圖中我們可以看出,該軸承內(nèi)圈是在一個環(huán)形的鍛件基礎(chǔ)上進(jìn)行加工的,所以我們要選擇一個環(huán)形的鍛件,從圖中可以看出,軸承內(nèi)圈尺寸為,外徑為mm,內(nèi)徑為mm,高為mm,根據(jù)此尺寸,選擇環(huán)形鍛件各部分留量3mm,用于防止外部銹蝕,以及為加工留出余量。圖2.8內(nèi)圈俯視圖首先我們將上圖的孔給排除掉得到的是如上圖圓環(huán),該圓環(huán)可以通過車來加工得到。圖2.9吊裝孔我們可以從圖中看出,內(nèi)圈圈上的吊裝孔也為沉孔,該沉孔底部帶有一定角度,所以我們可以通過鉆來加工,因為鉆頭的頭部有角度。所以我們先選用數(shù)控鉆進(jìn)行加工,再選擇搖臂鉆進(jìn)行倒角。圖2.10安裝孔通過上圖我們可以看出,安裝孔為通孔,我們可以采用數(shù)控鉆進(jìn)行加工。2.2.3防腐加工工藝分析圖2.11防腐加工由于風(fēng)電軸承特殊的使用環(huán)境,對于防腐的要求比較高,我們采用,先進(jìn)行噴砂,再噴鋅,最后進(jìn)行噴漆的加工方法。2.3技術(shù)要求分析技術(shù)要求是在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的時候?qū)庸ち慵岢龅募夹g(shù)性的要求,有時候我們不能夠在圖形中表達(dá)清楚除了尺寸以外的其他加工要求,這種情況我們就應(yīng)該在圖紙中用文字描述的方式來進(jìn)行完全的文字描述。2.3.1軸承外圈技術(shù)要求分析 圖2.12變槳軸承載荷坐標(biāo)系由于風(fēng)電變槳軸承,安裝的位置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片,要承受整個葉片的重量,外圈部分是連接葉片與內(nèi)圈的關(guān)鍵部分,對于其的載荷要求,要能夠承受整個葉片的重量,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪直徑150米,搭配166米高塔筒,風(fēng)機(jī)高度241米,這就是東方電氣的V150-4.0/4.2MW機(jī)型大致尺寸要求,葉片采用,用鋁合金擠壓成型的等弦長葉片。由于兆瓦級比較高,它的重量相對加大,大致為15噸左右。考慮溝道表面硬度對軸承靜強(qiáng)度的影響,參考文獻(xiàn)[1],表面硬度對軸承的靜承載能力的影響系數(shù),最終求出溝道表面硬度為56~62HRC,此時取值HRC=56;利用差值求得HV=620最終靜強(qiáng)度計算結(jié)果為:最大接觸載荷(KN)為129.61KN,外圈最大接觸應(yīng)力(MPa)為2850.87,內(nèi)圈最大接觸應(yīng)力(MPa)為2902.41,外圈安全系數(shù)為1.42,內(nèi)圈安全系數(shù)為1.40。軸承許用靜接觸應(yīng)力為4200Mpa,通過極限載荷計算可知滾動體與溝道接觸的最大應(yīng)力為3296.7Mpa,小于材料的許用接觸應(yīng)力,且變槳軸承的靜強(qiáng)度安全系數(shù)1.23,該軸承滿足要求。圖2.13外圈零件圖對于軸承外圈的工藝技術(shù)要求有:鍛件調(diào)質(zhì)硬度≥260HB。?20錐銷孔必須與塞子79配合加工,塞子的滾道部分必須在錐銷定位后,與套圈滾道配加工。滾道表面淬火,硬度為57~63HRC,硬化層深度>6.7。滾道邊緣圓角(R3)處淬火時不允許收斂;裝球孔處的滾道部分作成軟帶。粗車滾道時用壓板壓端面至少4點。滾道法向留量:0.3mm徑向留量:0.84mm。小外內(nèi)徑為所有工序找正基準(zhǔn)。密封槽未注尺寸公差應(yīng)小于±0.3mm,除銳邊倒鈍C0.3。9.精車滾道時,以基準(zhǔn)端面為加工定位面,用壓板壓端面至4點。2.3.2軸承內(nèi)圈技術(shù)要求分析 圖2.14變槳軸承載荷坐標(biāo)系由于風(fēng)電變槳軸承,安裝的位置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片,要承受整個葉片的重量,內(nèi)圈部分是連接葉片與外圈的部分,對于其的載荷要求,要能夠承受整個葉片的重量加上整個外圈的重量,有外圈的分析可知,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪直徑150米,搭配166米高塔筒,風(fēng)機(jī)高度241米,葉片采用,用鋁合金擠壓成型的等弦長葉片。由于兆瓦級比較高,它的重量相對加大,大致為15噸左右。外圈的重量大概在3噸左右。考慮溝道表面硬度對軸承靜強(qiáng)度的影響,參考文獻(xiàn)[6],表面硬度對軸承的靜承載能力的影響系數(shù),最終求出溝道表面硬度為56~62HRC,此時取值HRC=56;利用差值求得HV=620最終靜強(qiáng)度計算結(jié)果為:內(nèi)圈最大接觸應(yīng)力(MPa)為2902.41,內(nèi)圈安全系數(shù)為1.40。圖2.15內(nèi)圈零件圖對于軸承內(nèi)圈的工藝技術(shù)要求有:1.鍛件調(diào)質(zhì)硬度≥260HB。2.滾道表面淬火,硬度為57~63HRC,硬化層深度>6.8。3.滾道邊緣圓角(R3)處淬火時不允許收斂。4.圓周上允許有寬度≤70mm的淬火軟帶;上、下滾道兩軟帶位置重合;5.車滾道時,用壓板壓端面至少4點。6.滾道法向留量:0.8mm,徑向留量:2.24mm。7.大內(nèi)外徑為所有工序找正基準(zhǔn)。8.齒面、齒根淬火,硬度53~60HRC,齒面硬化層深度不小于2.2mm,齒根硬化層深度不小于1.2mm。9.除銳邊最大R2。10.精車滾道時,以非基準(zhǔn)端面為加工定位面,用壓板壓端面至少4點;11.滾道應(yīng)與外圈滾道配車,尺寸按游隙與外圈滾道配車,同時應(yīng)保證內(nèi)、外圈滾道的兩滾道心距相互差不大于0.02mm。2.3.3防腐技術(shù)要求分析圖2.16防腐對于軸承防腐的工藝技術(shù)要求有:1.軸向、徑向游隙<0,旋轉(zhuǎn)精度和形位公差為噴涂前要求,所有尺寸為完成噴涂后尺寸。2.加脂,加密封空載時啟動摩擦力矩為7~15KN.m3。機(jī)械性能需保證達(dá)到技術(shù)條件最低要求,屈服強(qiáng)度≥700MPa(按照EN10083取樣檢測)3.在-40°條件下,低溫沖擊功KV2不應(yīng)低于27J(三組試驗平均值)其中單個試驗值不低于3次試驗平均值的70%。4.除齒及各螺紋孔應(yīng)防外,按DINEN13507進(jìn)行表面預(yù)處理后,噴砂處理達(dá)到ISO8501-1規(guī)定的Sa2.5級密封圈、滾道及齒面應(yīng)覆蓋保護(hù)好。5.DINENISO2063標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱噴鋅密封圈、滾道及齒面應(yīng)覆蓋保護(hù)好。6.外表面基面熱噴鋅,鋅層厚度100~200μm,相互差不大于50μm。7.外表面非基面熱噴鋅,鋅層厚度不小于150μm。8.外表面?zhèn)让鏌釃婁\,鋅層厚度不小于150μm。9.所有外表面噴漆,噴海虹老人牌油漆,漆層厚度不小于150μm。10.中間漆:聚酰胺環(huán)氧漆,采用Hempel-Hempadur45880-12170干膜厚度不小于100μm。11.面漆:聚胺脂漆,采用Hempel-Hempadur55210RAL7035干膜厚度不小于50μm。12.內(nèi)、外圈安裝孔內(nèi)壁噴涂環(huán)氧富鋅漆干膜厚度不小于60μm。齒面及齒根表面涂CortecVPCI369或類似防銹油防護(hù),螺紋孔涂防銹油。2.4軸承內(nèi)外圈毛坯料選擇2.4.1外圈毛坯料選擇用于制造風(fēng)電軸承外圈的毛坯的材料為采用徐州羅特艾德環(huán)鍛有限公司購買的毛坯料,材料使用為45號鋼,考慮到自己購買鋼材在進(jìn)行鍛造,車削,其成本大大增加,采用外購毛坯,其性價比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自行加工。由于風(fēng)電軸承對于硬度,載荷等技術(shù)要求比較高,所以采用具有強(qiáng)度高,硬度大,抗變形能力強(qiáng)的油脂碳素結(jié)構(gòu)鋼,45號鋼。對于技術(shù)條件的要求,使得自行加工鍛件成本過高,所以采用外購。鍛造件是指金屬被施加壓力,通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。鍛件的類型非常多,用途也非常的廣泛,在軸承行業(yè),所有軸承毛坯料均采用鍛件,易于加工,硬度也比較高,對于軸承所需要的環(huán)形精度要求也比其他類型的毛坯較高。圖2.17外圈毛坯件2.4.2內(nèi)圈毛坯料選擇用于制造風(fēng)電軸承內(nèi)圈的毛坯的材料同樣為采用徐州羅特艾德環(huán)鍛有限公司購買的毛坯料,材料使用為45號鋼。由環(huán)形鍛件,粗車至內(nèi)圈相應(yīng)的加工尺寸。圖2.18內(nèi)圈毛坯圖3工藝規(guī)程設(shè)計3.1基準(zhǔn)選擇零件在加工工藝過程中所用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn),工藝基準(zhǔn)又可進(jìn)一步分為:工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)的選擇有以下原則:盡可能采用設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合。盡量保證所有加工的基準(zhǔn)選擇統(tǒng)一,除第一道工序外,
相抵觸而不能保證加工精度時,就必須放棄這個原則。選擇精度較高、裝夾穩(wěn)定可靠的表面作為精基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)一共分為兩類:粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn),由于在開始加工之前,所有的可加工面都是未經(jīng)加工的毛坯表面,這種表面作為基準(zhǔn)我們稱之為粗基準(zhǔn),已經(jīng)加工過的表面作為基準(zhǔn),這種面就是精基準(zhǔn)。3.1.1車的基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇,對于能否精確的對零件進(jìn)行加工起到了至關(guān)重要的作用,一旦選擇了錯誤的基準(zhǔn),會使得零件的加工出現(xiàn)誤差,達(dá)不到精度要求,出現(xiàn)二次加工的現(xiàn)象,嚴(yán)重的,可能還會導(dǎo)致零件的直接報廢,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,影響企業(yè)信譽(yù)度以及交付情況。1.外圈的基準(zhǔn)選擇圖3.1外圈基準(zhǔn)面精車滾道時,以準(zhǔn)端面為加工定位面,用壓板壓端面至少4點小外內(nèi)徑為所有工序找正基準(zhǔn)。2.內(nèi)圈基準(zhǔn)選擇圖3.2內(nèi)圈基準(zhǔn)面大外內(nèi)徑為所有工序找正基準(zhǔn)。精車滾道時,以非準(zhǔn)端面為加工定位面,用壓板壓端面至少4點。3.1.2孔的基準(zhǔn)選擇由于大部分的孔都為通孔,對于基準(zhǔn)的選擇,影響不大,非通孔位于,基面或者非基面時,選擇相應(yīng)的面進(jìn)行加工即可。對于徑向孔的加工,要求與內(nèi)外圈相應(yīng)的滾道加工時基面選擇一致,即內(nèi)圈以非準(zhǔn)端面為加工定位面,外圈以準(zhǔn)端面為加工定位面[4]。3.2制定工藝路線一個合格優(yōu)質(zhì)的工藝路線,應(yīng)該是基于對工序的排列以及對于加工方法的選擇綜合考慮的結(jié)合,使得加工的產(chǎn)品,尺寸精確,位置相關(guān)信息也同時滿足要求,在滿足這些要求以后,需要考慮降低加工成本,提高生產(chǎn)效率[12]。3.2.1外圈加工工藝路線規(guī)劃外圈需要加工的包括毛坯的整個面,上端面,下端面,以及內(nèi)圓,外圓。綜合考慮,各個端面的技術(shù)要求加工的精度范圍,加工表面的加工,尺寸大小,材料的物理性質(zhì)加工性可以得出如下加工路線:下料→粗車→鉆孔→粗車→鉆孔→熱處理→鉆孔→精車→鉆孔→修車→探傷退磁→清洗清潔。工藝過程如下:工序1:對于毛坯料進(jìn)行粗車,使用齊齊哈爾第一機(jī)床廠C5225E2.5米立式車床,刀具采用華菱超硬PCBN車刀,因為此刀具具有硬度大,耐磨性好等特點,其技術(shù)指標(biāo)雖不是同類產(chǎn)品中最好的,但是考慮到價格方面因素,綜合考慮加工成本,故選擇此刀具,工藝過程如下,1.車基面,車去表層鐵銹即可,不做精確要求,大概在0.1mm左右、車削外徑,相應(yīng)工藝尺寸要求為Φ2449.5±0.3mm,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2。工序2:車小外內(nèi)徑,相應(yīng)工藝尺寸要求為Φ2445.5±0.3mm、車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2。工序3:非基面的車削,由于基面未進(jìn)行精確地尺寸要求,所以在進(jìn)行非基面加工時,對于尺寸要求比較精確,具體尺寸為256±0.2mm,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2,同時進(jìn)行大外內(nèi)徑的車削,尺寸為Φ2457±0.3mm,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2。工序4:在初步的車加工結(jié)束后,進(jìn)行孔的加工,裝球孔加工,共兩孔,采用BOSM-4040數(shù)控鉆,位置具體要求距離基面184.5±0.3mm,兩孔軸向距離84.5±0.3mm,尺寸要求為Φmm工序5:手工對堵球孔進(jìn)行打磨要求間隙0.03-0.08mm工序6:采用Z3050搖臂鉆,進(jìn)行錐銷孔的加工用Φ20鉆頭。工序7:孔加工初步完成后,進(jìn)行滾道的車加工,采用齊齊哈爾第一機(jī)床廠C5225E2.5米立式車床,刀具采用華菱超硬PCBN車刀,滾道夾球尺寸為Φ2376.16±0.2mm,滾道距離非基面以及兩滾道之間距分別為100±0.05mm,84.5±0.2mm,滾道內(nèi)具體尺寸見圖紙。工序8:采用數(shù)控鉆進(jìn)行油孔以及外徑螺紋孔的加工,具體數(shù)據(jù)見圖紙工序9:孔加工后,進(jìn)行熱處理加工,采用薩伊感應(yīng)中頻滾道淬火設(shè)備,耦合間隙選擇在3mm,淬火液的濃度,應(yīng)控制在18%-30%之間,淬火液溫度應(yīng)控制在30度-42度之間,硬度57~63HRC,淬火后硬化層深度大于6.7mm,淬火后進(jìn)行回火處理。工序10:熱處理后進(jìn)行探傷處理,無裂痕后可以進(jìn)行下一步加工。工序11:轉(zhuǎn)到搖臂鉆設(shè)備,對已經(jīng)鉆好的孔進(jìn)行倒角處理以及鉸螺紋的加工,切削量,切削線速度120~150m,每轉(zhuǎn)切深0.06mm~0.15mm。刀具采用內(nèi)冷u鉆,加工過程中及時觀察保證冷卻液澆注充分,u鉆加工工件時線速度應(yīng)在120米~150米之間,加工中采用每轉(zhuǎn)進(jìn)給的切削方式,每轉(zhuǎn)進(jìn)給的進(jìn)刀量應(yīng)該0.05~0.15之間。工序12:由于熱處理的加工,由于熱脹冷縮,工件會產(chǎn)生變形,此時再次進(jìn)行車加工,加工到成品尺寸,精車基面,夾球尺寸為49±0.2mm、倒角C2,精車外徑止口外徑為Φmm;止口寬13±0.5mm倒角C2精車小外內(nèi)徑,Φ2446.5±0.3mm,倒角C2。工序13:翻轉(zhuǎn)工件,進(jìn)行非基面的加工精車非基面255±0.2mm,倒角C2,精車大外內(nèi)徑Φmm,倒角C2。工序14:采用數(shù)控鉆進(jìn)行端面孔的加工,數(shù)量以及尺寸要求見圖紙。工序15:用搖臂鉆對剛才加工的孔進(jìn)行倒角處理,各個倒角要求不同,詳見圖紙。工序16:基面的成品尺寸車加工修車基面成品尺寸夾球mm外徑Φmm,進(jìn)行密封槽的車削,尺寸具體要求見圖紙。工序17:精車滾道,滾道夾球尺寸Φ2377±0.15mm,距離非基面的距離以及兩滾道中心距離84±0.2mm;100±0.05mm,滾道弧度為R3,車端面密封槽,直徑Φ2476±0.25mm。工序18:淬火表面探傷、退磁,探傷無裂紋、殘磁≤0.3mT。工序19:手工進(jìn)行鈍化銳角、打磨軟帶軟帶寬度160-180mm深0.25-0.45mm。到此,外圈的加工就結(jié)束了。之所以有的工序進(jìn)行多個部位的加工,考慮到頻繁調(diào)換工件會增加不必要的時間。工序20:清洗清潔。3.2.2內(nèi)圈工藝路線規(guī)劃內(nèi)圈需要加工的包括毛坯的整個面,上端面,下端面,以及內(nèi)圓,外圓。綜合考慮,各個端面的技術(shù)要求加工的精度范圍,加工表面的加工,尺寸大小,材料的物理性質(zhì)加工性可以得出如下加工路線:下料→粗車→熱處理→滾道探傷→精車→粗銑齒→精銑齒→倒角→淬火,回火→探傷→鉆孔→修車→探傷退磁→清洗清潔。與外圈相同對于毛坯料進(jìn)行粗車,使用齊齊哈爾第一機(jī)床廠C5225E2.5米立式車床,刀具采用華菱超硬PCBN車刀,因為此刀具具有硬度大,耐磨性好等特點,其技術(shù)指標(biāo)雖不是同類產(chǎn)品中最好的,但是考慮到價格方面因素,綜合考慮加工成本,故選擇此刀具。工藝過程如下:工序1:車基面,車去表層鐵銹即可,不做精確要求,大概在0.1mm左右、車削外徑,相應(yīng)工藝尺寸要求為Φ2711±0.3mm,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2。工序2:車內(nèi)徑、齒臺、倒角,相應(yīng)工藝尺寸要求為Φ2203±0.3mm、Φ2131±0.3mm車削后分別對其進(jìn)行倒角,大小為C2,C4。工序3:非基面的車削,由于基面未進(jìn)行精確地尺寸要求,所以在進(jìn)行非基面加工時,對于尺寸要求比較精確,具體尺寸為256±0.2,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C4,同時進(jìn)行小外內(nèi)徑的車削,尺寸為Φ2438±0.3mm,車削后對其進(jìn)行倒角,大小為C2。工序4:.進(jìn)行滾道、油溝的車削,尺寸分別為Φ2519.24±0.2mm;84.5±0.2mm;100±0.05mm;油溝尺寸R3;圓角R6;深3.5mm;長度9mm;倒角R4。工序5:采用薩伊感應(yīng)中頻滾道淬火設(shè)備,耦合間隙選擇在3mm,淬火液的濃度,應(yīng)控制在18%-30%之間,淬火液溫度應(yīng)控制在30度-42度之間,硬度57~63HRC,淬火后硬化層深度大于6.8mm,淬火后進(jìn)行回火處理。工序6:熱處理后進(jìn)行探傷處理,無裂痕后可以進(jìn)行下一步加工。工序7:進(jìn)行基面的精車加工精車基面,夾球尺寸為夾球49±0.2mm;、內(nèi)徑Φmm,精車齒臺直徑Φmm,其余具體尺寸形象描述見圖紙、倒角C5。精車大內(nèi)外徑,Φ2448±0.3mm,倒角C2。工序8:調(diào)轉(zhuǎn)工件進(jìn)行非基面的加工精車非基面,高度為255±0.2mm,倒角C5,Φmm;高度mm。工序9:接下來進(jìn)行齒的加工,尺寸要求為,模數(shù)16;齒數(shù)134;公法線長度及偏差;跨測齒數(shù)16,公法線長度變動量0.149mm。手工進(jìn)行齒廓的倒角,尺寸為C工序10:齒加工后,進(jìn)行熱處理加工,采用薩伊感應(yīng)中頻齒淬火設(shè)備,耦合間隙選擇在3mm,淬火液的濃度,應(yīng)控制在18%-30%之間,淬火液溫度應(yīng)控制在30度-42度之間,硬度硬度53~60HRC,淬火后硬化層深度mmmm,淬火后進(jìn)行回火處理。工序11:齒面探傷,采用磁粉探傷,對工件損失較小,檢查為無淬火裂紋方可進(jìn)行下一步加工。工序12:采用搖臂鉆,對端面的孔進(jìn)行加工,具體數(shù)量尺寸要求見圖紙。工序13:對剛才加工的孔進(jìn)行倒角處理,具體倒角數(shù)據(jù)根據(jù)不同的孔也不同,見圖紙。工序14:工件調(diào)到車加工處,修車非基面,車端面密封槽,Φ2418mm;mm工序15:修車基面、大內(nèi)外徑,尺寸分別為mmΦmm車徑向密封槽,位置mmmmmmmm工序16:精車滾道,滾道夾球尺寸為mm工序17:淬火表面探傷、退磁,探傷無裂紋、殘磁≤0.3mT。工序19:鈍化銳角、打磨軟帶,手工打磨軟帶寬度160-180mm深0.25-0.45mm。工序20:清洗清潔3.2.3防腐工藝路線規(guī)劃防腐加工需要設(shè)計軸承的所有地方,上下端面,內(nèi)圓外圓,以及孔的內(nèi)部。對于風(fēng)電軸承,防腐處理也比較重要,直接關(guān)系到軸承的使用壽命。防腐加工路線:拆除密封→表面清潔→安裝密封→安裝防護(hù)→噴漆→噴砂→噴鋅→噴漆→拆除防護(hù)→清洗清潔。防腐工藝順序如下:工序1:人工手工拆下成品密封圈,在裝配過程中,為了防止灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)部,會在軸承上安裝一條密封圈,拆下是為了使得接下來的噴涂中,需要更換專用的密封圈。要求密封嚴(yán)實,嚴(yán)禁雜物掉入滾道。工序2:人工手工去掉多余潤滑脂,軸承在裝配時,需要向內(nèi)部注入油脂。有些油脂會殘留在表面,以及表面的一些防銹油。要求密封嚴(yán)實,嚴(yán)禁雜物掉入滾道。工序3:人工手工鑲防塵帶(橡皮筋)安裝包防腐專用密封條,防止噴涂的微小顆粒進(jìn)入軸承內(nèi)部。要求密封嚴(yán)實,嚴(yán)禁雜物掉入滾道。工序4:人工手工裝上油孔螺紋絲堵,防止砂粒打傷螺紋孔和進(jìn)入滾道。要求密封圈壓緊,接頭嚴(yán)實。工序5:人工手工裝上螺紋孔絲堵,防止砂粒打傷、損壞螺紋孔。要求嚴(yán)禁砂粒打傷螺紋,和進(jìn)入滾道內(nèi)。工序6:人工手工齒裝上防噴塊,防噴蓋板,防止砂粒打傷齒表面。要求嚴(yán)禁砂粒打傷螺紋。工序7:用防腐連線進(jìn)行安裝孔內(nèi)壁噴漆(表面3),采用環(huán)氧富鋅底漆厚度40~100μm。要求油漆Hempel17360(色號19840)。工序8:人工手工安裝孔防護(hù),用橡膠堵堵上,防止漆面被噴傷。工序10:采用防腐連線防腐面噴砂處理,按DINEN13507進(jìn)行預(yù)處理。要求外觀符合ISO8501-1Sa3級。工序11:人工手工用風(fēng)管進(jìn)行表面砂塵清理,對噴砂后的表面進(jìn)行清潔,以便接下來進(jìn)行噴漆處理,方式漆層將砂粒,封在軸承表面。工序12:用防腐連線進(jìn)行噴鋅(表面1),厚度100~200μm。要求按ISO2063進(jìn)行熱噴鋅每個面相互差≤50μm。工序13:用防腐連線進(jìn)行噴漆(表面2),中間漆,聚酰胺環(huán)氧漆厚度≥100μm,要求用Hempel45880。面漆,聚胺脂漆厚度≥80μm要求用Hempel55210(淺灰色)RAL7035。工序14:人工手工拆掉封閉用橡膠棒、防噴塊蓋板、膠帶、絲堵。工序15:用絲錐清潔螺紋孔,注意油孔不允許用絲錐過。工序16:用吸塵器清理軸承表面,要求特別注意密封圈周圍的灰塵,一定要清凈,嚴(yán)禁掉入溝道。工序17:人工手工拆下噴涂用密封圈,要求特別注意密封圈周圍的灰塵,一定要清凈,嚴(yán)禁掉入溝道。
4確定切削用量及進(jìn)給量相關(guān)計算4.1外圈車加工相關(guān)計算1:粗車,將毛坯料外徑切割到Φ2711±0.3mm,小外內(nèi)徑Φ2445.5±0.3mm,大外內(nèi)徑Φ2457±0.3mm,非基面高256±0.2mm,加部分C2倒角。加工軌跡的面積÷加工效率每小時=工時(4-1)加工軌跡的面積=25462.35平方毫米加工效率每小時=4125平方亳米2546.2÷4125≈4小時2:精車,確保定位準(zhǔn)確車外徑至Φmm,小外內(nèi)徑Φ2446.5±0.3mm,大外內(nèi)徑Φmm,非基面高255±0.2mm,滾道夾球尺寸為Φ2376.16±0.2mm。3:修車,小內(nèi)徑mm,滾道夾球尺寸為mm。這幾道工序用到了車床車端面,齊齊哈爾第一機(jī)床廠C5225E2.5米立式車床,刀具采用華菱超硬PCBN車刀。1.外徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2711-2710=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于2700mm時,f=0.6;(3)確定切削速度:(4-2)計算可知V=2mm/s小外內(nèi)徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2446.5-2445.5=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s大外內(nèi)徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2458-2457=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s滾道選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2377-2376=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s非基面選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=256-255=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于200mm時,f=0.3;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s4.2外圈孔加工相關(guān)計算安裝孔,使用Φ35的鉆頭,以軸承圓心為中心,Φ2594mm為直徑,且360°數(shù)量為98均布的孔。油孔,直徑為8.6mm,位置參見工藝圖紙,根據(jù)工藝要求,確定位置。根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書確定,選擇的轉(zhuǎn)速通常在每分鐘50r~80r。切削量,切削線速度120~150mm,每轉(zhuǎn)切深0.06mm~0.15mm。刀具采用內(nèi)冷u鉆,加工過程中及時觀察保證冷卻液澆注充分,加工中采用每轉(zhuǎn)進(jìn)給的切削方式,每轉(zhuǎn)進(jìn)給的進(jìn)刀量應(yīng)該0.05~0.15之間[13]。由公式:n=1000v/πd=(1000×1.4)/(3.14×8.6)=51.8r/s。按機(jī)床說明書,取n=52r/s。按公式算得切削速度為:Vc=(π·d·n)/1000=(3.14×8.6×52)/1000=1.40m/s。計算結(jié)果符合作業(yè)指導(dǎo)書。4.3內(nèi)圈車加工相關(guān)計算1:粗車,將毛坯料進(jìn)行切割,內(nèi)徑Φ2203±0.3mm,大內(nèi)外徑Φ2449.5±0.3mm,小內(nèi)外徑Φ2438±0.3mm,非基面高256±0.2mm,加部分C2倒角,車滾道,Φ2519.24±0.2mm加工軌跡的面積÷加工效率每小時=工時(4-1)加工軌跡的面積=24362.35平方毫米加工效率每小時=4125平方亳米24362.35÷4125≈4小時2:精車,確保定位準(zhǔn)確車內(nèi)徑Φmm,大內(nèi)外徑Φ2448±0.3mm,小內(nèi)外徑Φmm,非基面高255±0.2mm,加部分C2倒角。3:修車,確保定位準(zhǔn)確車大內(nèi)外徑Φmm,基面mm車滾道Φ2517mm加部分C2倒角。1.大內(nèi)外徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2449.5-2448=1.5mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1.5mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:(4-2)計算可知V=2mm/s2.小內(nèi)外徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2438-2436=2mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=2mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s3.內(nèi)徑選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2203-2131=72mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=72mm時,工件直徑大于2000mm時,f=1;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s4.滾道選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=2519.24-2517=2.24mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=2.24mm時,工件直徑大于2400mm時,f=0.5;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s5.非基面選擇切削用量:(1)確定切削深度:ap=256-255=1mm;(2)確定刀具進(jìn)給量f:當(dāng)ap=1mm時,工件直徑大于200mm時,f=0.3;(3)確定切削速度:計算可知V=2mm/s4.4內(nèi)圈銑齒相關(guān)計算根據(jù)模數(shù)16;齒數(shù)134;公法線長度及偏差;跨測齒數(shù)16,公法線長度變動量0.14,進(jìn)行銑齒。采用中高碳鋼端銑刀具,結(jié)合工件硬度,確定進(jìn)給量為2mm。4.5內(nèi)圈孔加工相關(guān)計算安裝孔,使用Φ35直徑的鉆頭,以軸承圓心為中心,Φ2300mm為直徑,且360°數(shù)量為92均布的孔。
結(jié)論本論文是我實習(xí)以來的工作總結(jié)。主要研究的是國電2447風(fēng)電變槳軸承的加工工藝。我在實習(xí)過程中,先后去過機(jī)加工車間、裝配車間、質(zhì)保部這三個地方實習(xí),使我對國電2447風(fēng)電變槳軸承的加工有著大致的了解。國電2447風(fēng)電變槳軸承的結(jié)構(gòu)看似簡單,但其加工工藝,工序是十分復(fù)雜的,而且其加工工藝求在論文中,我介紹了一套軸承外圈與內(nèi)圈的加工工藝。但由于我剛剛接觸軸承行業(yè),所以本論文的理論性并不是極其的專業(yè)。所以我也只能說是粗略介紹。閱讀此論文,可對國電2447風(fēng)電變槳軸承有個感性的認(rèn)識。軸承行業(yè)的加工工藝還有很多的研究課題等待著我去研究。尤其是現(xiàn)在,雖然我國的軸承行業(yè)的生產(chǎn)制造和質(zhì)量方面有著顯著的提高但是和國外的工業(yè)比較還有著很大的差距。生產(chǎn)制造和質(zhì)量方面的差距是由很多原因造成的,如材料的差距,加工工藝的差距,結(jié)構(gòu)設(shè)計的差距等等。而通過我的實習(xí),也有了一些自己的想法。我個人認(rèn)為應(yīng)該想辦法提高加工設(shè)備的穩(wěn)定性,如加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)和從國外引進(jìn)一些機(jī)床,并且要重視技術(shù)工人的入廠技術(shù)培訓(xùn),使技術(shù)工人的素質(zhì)提高,從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)然,關(guān)于如何進(jìn)一步系統(tǒng)的提高我國風(fēng)電軸承行業(yè)的水平,還需要日后不斷地研究發(fā)展。把加工過程中總結(jié)的經(jīng)驗技術(shù)經(jīng)驗整理保存,對于今后展開自我研發(fā)具有重大意義,把國外的先進(jìn)技術(shù)與我國行業(yè)現(xiàn)狀充分結(jié)合。參考文獻(xiàn)GJB2691-2000滾動軸承通用規(guī)范[S]彭蘭.安置誤差對軸承徑向游隙測試的影響[J].軸承,2014(10):40-43周俊福,姚心儀.用回歸分析法探討單列向心球軸承徑向和軸向游隙的關(guān)系[J],軸承,13-15李媛媛,葉亞飛.風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用軸承[J].軸承,2014(2):48-49熊禮儉.風(fēng)力發(fā)電新技術(shù)與發(fā)電工程設(shè)計、運行、維護(hù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實用手冊[K].北京:中國科技文化出版社,2005趙永強(qiáng),李俊峰,許洪華.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢分析[J].中國科技產(chǎn)業(yè),2006(2):69-71郭金東,趙棟利,李亞西,等.風(fēng)力發(fā)電淺談[J].電力設(shè)備,2014(6):82-84彭麗娟.大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組新技術(shù)專車向[J].現(xiàn)代科技譯叢,2012(6):3-4李亞西,武鑫,趙斌,等.世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J],2014(1):6-7姚興佳,王士榮,董麗萍.風(fēng)力機(jī)的工作原理[J]可再生能源,2016(2):87-89侯寧.影響轉(zhuǎn)盤軸承承載能力的四個參數(shù)[J].建筑機(jī)械,2002(1):21-22.黃筱調(diào),余云霓,洪榮晶,等?;剞D(zhuǎn)支承數(shù)控加工工藝與裝備的應(yīng)用研究[J].建筑機(jī)械,2017(2):56-58,62.國家發(fā)改委.JB/T10705-2007滾動軸承風(fēng)力發(fā)電軸承[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.宋智晨;周修杰;宛學(xué)智2012-2016年中國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告2012路琨,我國風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)的自主創(chuàng)新[J].2016(4):36-37.趙海亮,郭鑫.風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)綜述[J].河南科技,2017,第一卷(第一期):58-59.石世前.風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中儲能設(shè)備容量配置與運行策略研究[D].華北電力大學(xué),2019.黎浩.含風(fēng)能的最優(yōu)無功規(guī)劃模型及算法[D].華南理工大學(xué),2018.李冠男,基于HCC算法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制系統(tǒng)設(shè)計[D].長春工業(yè)大學(xué),2017.張大為.淺談風(fēng)力發(fā)電技術(shù)未來發(fā)展趨勢[J].河南科技,2016,第一卷(第四期):48.
附錄2源程序清單外圈粗車G54G94G90S20M03T1D1G18G0G41X2458.3Z8DIAMOFG1G91Z-44.1387RND=3F100G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G41Z-55.1387G1X9X1Z-10RND=3G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-100Z200M05M02精車G54G94G90S20M03T1D1G18G0G41X2458.3Z8DIAMOFG1G91Z-44.1387RND=3F100G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G41Z-55.1387G1X9X1Z-10RND=3G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-100Z200M05M02成品G54G94G90S20M03T1D1G18G0G41X2446.5Z8DIAMOFG1G91Z-47.1387F100X4.9X1Z-10RND=3G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G41Z-55.1387G1X9X1Z-10RND=3G3X29.866Z-34.8613CR=36.8G0G40X-39.866G0G42Z-44.8613G1X9X1Z10RND=3G2X29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X-100Z200M05M02內(nèi)圈粗車G54G94G90S20M03T1D1G18G0G42X2438Z8DIAMOFG1G91Z-44.633RND=4F100G2X-29.872Z-34.867CR=36.75X29.872Z-34.867CR=36.75RND=4G1Z-30.266RND=4G2X-29.872Z-34.867CR=36.75X29.872Z-34.867CR=36.75RND=4G1Z-5X20G0G40X20Z220M05M02內(nèi)圈修車G54G94G90S20M03T1D1G18G0G42X2447.5Z8DIAMOFG1G91Z-47.1387F100X-4.9X-1Z-10RND=3G2X-29.866Z-34.8613CR=36.8.G0G40X39.866G0G41Z-44.8613G1X-9X-1Z10RND=3G3X-29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X39.866G0G42Z-55.1387G1X-9X-1Z-10RND=3G2X-29.866Z-34.8613CR=36.8.G0G40X39.866G0G41Z-44.8613G1X-9X-1Z10RND=3G3X-29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X60Z200M05M02內(nèi)圈成品G54G94G90S20M03T1D1G18G0G42X2435.7Z8DIAMOFG1G91Z-44.1387RND=3F100G2X-29.866Z-34.8613CR=36.8.G0G40X39.866G0G41Z-44.8613G1X-9X-1Z10RND=3G3X-29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X39.866G0G42Z-55.1387G1X-9X-1Z-10RND=3G2X-29.866Z-34.8613CR=36.8.G0G40X39.866G0G41Z-44.8613G1X-9X-1Z10RND=3G3X-29.866Z34.8613CR=36.8G0G40X60Z200M05M02致謝這篇論文所涉及的議題是和我的指導(dǎo)老師交流后定下的,在前期的實習(xí)積累經(jīng)驗,到中期的修改和討論,及最后的反復(fù)斟酌,我希望能盡自己最大的努力,寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。但是在具體實施的過程中,我還是遇到了相當(dāng)多當(dāng)初沒有預(yù)料的困難,也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨,論文最終的定稿,也沒有我當(dāng)初設(shè)想的那么完美,但是總歸是自己盡力完成的著作,本論文的順利完成,這篇論文所涉及的議題是和我的指導(dǎo)老師交流后定下的,在前期的實習(xí)積累經(jīng)驗,到中期的修改和討論,及最后的反復(fù)斟酌,我希望能盡自己最大的努力,寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。論文得以順利完成,要感謝的人實在太多了。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師,您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,開闊的思維,循循善誘的指導(dǎo)一直給我很大的幫助。但是在具體實施的過程中,我還是遇到了相當(dāng)多當(dāng)初沒有預(yù)料的困難,也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨,當(dāng)我對論文的思路感到迷茫時,您為我理清思路,指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進(jìn)行修改。在論文的不斷修改中,我也努力做到及時積極地跟老師交流,因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完善。論文最終的定稿,也沒有我當(dāng)初設(shè)想的那么完美,但是總歸是自己盡力完成的著作在這里還要深深的對您說上一句抱歉,因為我的懶散和懈怠,令您費盡苦心并且?guī)捉U撐牡淖罱K完成,也是一波三折。在不斷完善和修改的過程中,也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。也主要得益于老師的悉心指導(dǎo),實習(xí)單位的支持,在這里我要由衷的感謝我的指導(dǎo)老師,感謝他曾給予我本論文構(gòu)思上的指導(dǎo)。還要感謝我的實習(xí)單位,感謝他們?yōu)槲姨峁嵙?xí)的機(jī)會以及給予我有關(guān)國電2447風(fēng)電變槳軸承的技術(shù)上的支持。
論文的研究方法和手段有哪些
(1)調(diào)查法
調(diào)查法是科學(xué)研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對象現(xiàn)實狀況或歷史狀況的材料的方法。一般是通過書面或口頭回答問題的方式獲得大量數(shù)據(jù),進(jìn)而對調(diào)查中收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、總結(jié)歸納,為人們提供規(guī)律性的知識。
(一)典型例子
調(diào)查法中最典型的例子是問卷調(diào)查法。它是通過書面提問收集信息的一種方法,即調(diào)查人員編制調(diào)查項目表,分發(fā)或郵寄給相關(guān)人員,詢問答案,然后收集、整理、統(tǒng)計和研究。
(二)研究步驟
1.確定調(diào)查課題
確定題目時要注意選題是否具有研究的必要性和可能性,同時要注意選題切忌太大,也要避免無意義的重復(fù)勞動。
2.制定調(diào)查計劃
要明確調(diào)查課題、調(diào)查目的、調(diào)查對象、調(diào)查范圍、調(diào)查手段、調(diào)查步驟、時間安排。
3.收集材料
收集材料時要盡可能保持材料的客觀性,盡可能采取多種手段或途徑。
4.整理材料
將收集到的材料進(jìn)行整理,以便后續(xù)總結(jié)歸納、形成結(jié)論。
5.總結(jié)研究
對整理完的材料進(jìn)行分析、總結(jié)、歸納,得出一般性的結(jié)論。
(三)特點
調(diào)查法相對其他研究方法來說較為耗時耗力,但也有其優(yōu)勢,即獲得的一手資料信息真實具體,能夠?qū)ρ芯繉ο笥懈訙?zhǔn)確、清晰的認(rèn)識。
(2)觀察法
觀察法是指人們有目的、有計劃地通過感官和輔助儀器,對處于自然狀態(tài)下的客觀事物進(jìn)行系統(tǒng)考察,從而獲取經(jīng)驗事實的一種科學(xué)研究方法。
(一)典型例子
皮亞杰的兒童認(rèn)知發(fā)展理論就是通過觀察法提煉總結(jié)出來的;兒童心理學(xué)創(chuàng)始人——普萊爾,也是在一次次地使用觀察法后,提出了兒童心理學(xué)領(lǐng)域中
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