風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔加工工藝研究

李 智

(瓦房店軸承股份有限公司，遼寧 瓦房店116300)

風力發(fā)電機組用變槳軸承及偏航軸承與其他軸承的安裝方式不同，風電轉(zhuǎn)盤軸承的安裝主要是通過軸承上的安裝孔，采用高強度螺栓與風機輪轂或塔架進行固定。風電轉(zhuǎn)盤軸承孔的位置精度及尺寸精度，直接影響著軸承的定位精度及安裝質(zhì)量，且受風電轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)及承載能力的影響，其安裝孔多為深孔，深孔加工質(zhì)量是風電轉(zhuǎn)盤軸承制造技術(shù)中非常重要的一個環(huán)節(jié)。本文主要介紹風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔的類別、深孔加工方式、影響深孔加工質(zhì)量的因素及解決辦法等。

1 風電轉(zhuǎn)盤軸承孔的類型

風電轉(zhuǎn)盤軸承孔類型主要包括:錐銷孔、堵球孔、潤滑油孔、定位銷孔、吊裝螺紋孔、安裝光孔、安裝螺紋孔、聯(lián)接螺紋孔等，如圖1。其中安裝螺紋孔、堵球孔、錐銷孔、定位銷孔要求精度更高，在加工時應(yīng)保證其位置精度、尺寸精度及表面粗糙度。

2 風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔加工工藝

風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔一般指安裝光孔，若孔的長徑比超過5 則為深孔，即L/D＞5 的孔均被稱為深孔。目前深孔的加工方式有兩種，一種為直接加工法，另一種為對接加工法。

2.1 直接加工法

采用長徑比大于5 的麻花鉆、鏟鉆或柔性鉆，將深孔一次直接加工成通孔。該加工方法的優(yōu)點在于加工效率較高，孔一次裝卡，一次定位，孔加工便捷;缺點是刀具長剛性不足加工，加工孔易產(chǎn)生偏斜，深孔排屑困難，易產(chǎn)生劃痕，而且刀具貴，加工成本高。

2.2 對接加工法

采用長徑比小于5 的U 鉆，輔助以定位工裝，先加工一半孔深，再翻轉(zhuǎn)，將另一半孔加工接通。該加工方法的優(yōu)點在于采用U 鉆加工，加工效率高，加工成本較低，孔位置度較高，無偏斜現(xiàn)象，孔表面質(zhì)量好。U 鉆加工效率一般是麻花鉆的2 ～3 倍。U 鉆可直接在工件上加工，無需中心鉆打引導(dǎo)孔，刀體前端裝有可更換的刀片，降低了使用的成本。我們在深孔加工時采用該法。該加工方法的缺點是孔對接處易出現(xiàn)對接臺，如圖2 所示。

3 轉(zhuǎn)盤軸承深孔對接臺機械去除裝置的研制

我們針對對接臺這個問題來研究解決質(zhì)量問題的辦法。經(jīng)過反復(fù)研究試驗研制成功了風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔對接臺機械自動去除裝置。該裝置主要由搖臂鉆床、錐套拉桿升降機構(gòu)、鼓輪組件和軸承座軸向定位機構(gòu)4個部分組成如圖3。依據(jù)滾壓的原理去除深孔中對接臺，在搖臂鉆床鉆桿上安裝錐套拉桿升降機構(gòu)，利用搖臂鉆桿動力進給系統(tǒng)，帶動鼓輪組沿拉桿錐面移動，使鼓輪徑向彈性膨脹靠到工件孔壁上，同時鼓輪組在孔壁對接臺部位作旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生滾壓，消除孔中對接臺。退出時，鼓輪組下面安裝彈簧復(fù)位，鼓輪組退出對孔壁滾壓狀態(tài)，即可完成深孔中表面的一次滾壓循環(huán)。

4 機械自動去除深孔中對接臺裝置效果

通常情況下安裝孔對接臺凸量在0.03～0.10 mm之間。使用該裝置往復(fù)循環(huán)5～8 次，即可去除安裝孔中對接臺，并保證對接臺處孔表面光滑。每個孔需6～10 s左右，且可減少原采用砂布輪打磨方法所產(chǎn)生的浮塵，大大減少了粉塵對工人身體健康的損害，具有高效、環(huán)保、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。

5 結(jié)語

通過對風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔加工工藝的研究，尤其是深孔對接臺機械自動去除裝置的應(yīng)用，提高了風電轉(zhuǎn)盤軸承深孔加工精度及加工效率，更加有效地保證風電轉(zhuǎn)盤軸承的安裝精度及安裝質(zhì)量，具有較強的推廣使用價值。