2.5MW風力發(fā)電機組驅動輪圓跳動檢具的改進

■ 洛陽風動工具有限公司 （河南洛陽 471009） 李景濤 黎 亮

1. 技術介紹

作為一種運行可靠、無溫室氣體排放的發(fā)電系統(tǒng)，風力發(fā)電系統(tǒng)的安裝容量正在以每年超過30%的增長率在世界范圍得到日益廣泛的應用。變槳機構作為風力發(fā)電機上的重要組成部件，其作用是為了提高風能轉換效率和保證風力發(fā)電機輸出功率平穩(wěn)，可以通過槳距調節(jié)，使風力發(fā)電機適應風速變化，達到最優(yōu)的功率輸出。某新型2.5MW風力發(fā)電機所采用的變槳機構中，驅動輪作為變槳傳動機構的執(zhí)行零件，其作用是通過繞自身軸線旋轉來帶動其他零件的運行。

2. 零件檢驗要求

驅動輪材質為0Cr18Ni9，重量82kg，結構如圖1所示。其各處圓跳動幾何公差的檢驗至關重要，技術要求以公共基準軸線A-B為基準，φ130+0.028+0.003mm外徑和φ140+0.028+0.003mm外徑的圓跳動均為0.02mm，φ193.28mm外徑齒部齒頂?shù)膱A跳動為0.0 7 m m、φmm內孔齒部齒頂?shù)膱A跳動為0.03mm，兩側的臺階端面圓跳動分別為左側端面圓跳動0.0 3 m m、右側端面圓跳動0.05mm。

圖1 驅動輪結構

3. 改進前檢驗方式

改進前檢驗驅動輪圓跳動檢具結構如圖2所示，將V形塊A、V形塊B通過內六角螺栓安裝在平板上，平板左側安裝擋板，頂頭安裝在擋板朝向被檢零件的一側。使用時，將該組合檢具放置在大平板上，將驅動輪放置在檢具上，V形塊A、V形塊B的V形面分別支承驅動輪φ140+0.028+0.003mm外徑和φ130+0.028+0.003mm外徑，驅動輪端面靠在安裝在擋板上的頂頭球形端面。將百分表吸在大平板上，表上測量頭分別依次和被檢測零件的外徑和內孔、端面接觸。用手撥動φ193.28mm外徑，使驅動輪沿自身軸線旋轉，可測量出φ193.28mm外徑齒部齒頂、

φ13+0.028mm外徑、φ140+0.028+0.003+0.003mm外徑、φmm內孔齒部齒頂?shù)膱A跳動值及兩側臺階端面圓跳動。

由于兩側V形塊所支承的軸徑不一樣，采用的V形塊尺寸也不一樣。公司現(xiàn)有標準量具模塊無法滿足，V形塊A、V形塊B向量具生產廠家進行了定制。零件自重8 2 k g，檢驗時，φmm外徑和φ外徑由V形面支承，用人工轉動該零件時，相當費力，偶爾用力過猛，還造成整個檢具在大平板上移動，百分表的測量頭與被檢零件的測量表面脫離，造成檢驗中斷。特別是在檢驗φ193.28mm外徑4 0個齒的齒頂跳動和φ85++00.2mm內孔27個齒的齒頂跳動時，檢驗非常緩慢，效率非常低。

4. 改進后檢驗方式

改進后檢具結構如圖3所示，該檢具采用一體式鑄造底座，鑄件加工后，檢具左右兩側立板外側分別安裝4根徑向支承軸，徑向支承軸上分別安裝4個P4級徑向支承軸承（6 2 0 3型深溝球軸承），4個軸承的外徑分別用于支承φ1 3 0m外徑和φ140外徑。其中，在右側立板的凹槽中，和被測零件驅動輪軸線垂直方向上安裝有一根軸向定位軸，該軸上安裝有P4級的軸向定位軸承（6201型深溝球軸承），軸向定位軸承上安裝有軸向定位軸套。軸向定位軸套的球面外徑與驅動輪的右側臺階端面接觸。使用時，檢具放置在大平板上，將百分表吸在大平板上，表上測量頭分別依次和被檢測零件的外徑和內孔、端面接觸。用手撥動φ193.28mm外徑，使驅動輪沿自身軸線旋轉，可測量出φ193.28mm外徑齒部齒頂、mm外徑、外徑、內孔齒部齒頂?shù)膱A跳動值及兩側臺階端面圓跳動。

檢具使用情況，改進后檢具采用了一體式底座，mm外徑和外徑不再用V形面支承，采用了高精度軸承支承，底座上立板加工孔用于安裝軸向定位軸、徑向支承軸。由于采用高精度數(shù)控加工中心，一次裝夾加工底座上軸向定位軸、徑向支承軸的安裝孔和底座底面，很好地保證各孔之間、孔和底座底面的相互位置尺寸和幾何公差，支承采用高精度軸承，改進后檢具測量精度高于改進前檢具測量精度。

改進后檢具采用了高精度軸承支承和軸向定位，變原檢具滑動支承方式為現(xiàn)在的滾動支承方式。檢驗時，人工轉動該零件，相當省力，在檢驗φ193.28mm外徑4 0個齒的齒頂跳動和mm內孔27個齒的齒頂跳動時，效率提高6倍以上。

5. 結語

2.5 MW風力發(fā)電機組變槳機構中驅動輪圓跳動檢具的改進，在提高測量精度的前提下，通過將檢具支承和定位方式由滑動方式改為滾動方式，極大降低了人工檢驗的操作難度，成倍提高了檢驗效率，為今后公司驅動輪零件的批量生產奠定了基礎。

圖2 改進前檢驗驅動輪圓跳動檢具結構

圖3 改進后的檢具