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大型齒輪箱的高效率加工
2013-3-14  來源:  作者:

      目前風電行業正在急速膨(péng)脹,因此弗蘭德鑄造有限公司及兩(liǎng)合公司(Flender Guss GmbH & Co. KG)所擁有的加工中心的(de)加工能力已不能滿足市場對於(yú)大型齒輪箱箱體的需求。為此弗蘭德公(gōng)司一次性從斯達拉格海科特有限公司(StarragHeckert GmbH)訂購了5台(tái)臥式加工中心:第1台自用,另外4台分別配給位於印(yìn)度和中(zhōng)國的子公(gōng)司各2台。自2006年(nián)10月份(fèn)以(yǐ)來(lái),一台全新的斯達拉格海科特加工中心“Athletic HEC1600”被安裝在開(kāi)姆尼茨市市郊的弗蘭(lán)德鑄造有限公(gōng)司(弗(fú)蘭德集團全資子公司)的18號車(chē)間內。這個車間裏主要加工大型齒輪箱箱體,這些齒輪箱被用於風力發電機、機車、有軌電車以及高速列車上。


      風電行業在(zài)急速膨脹,威能極的需求也持續增長,原有的加工能力已不能滿(mǎn)足需求。此外,機床技術(shù)在過去的七年裏(lǐ)有了顯著的發展,雖然(rán)老(lǎo)設(shè)備的加工精度還能滿足要求,但其加工經(jīng)濟性卻不能滿足當今(jīn)的要求。

  
      在對設備供應(yīng)商進行市場調查後,一家當(dāng)地的供應商贏得了訂單:同樣來自開姆尼茨市的斯達拉格海科特有限公司所生(shēng)產的加工中心“Athletic HEC1600”從十家供應商中脫穎而(ér)出,取得了五台設備的訂單。其中第一(yī)台(tái)設備分配給了在(zài)開姆尼茨市市郊的弗蘭(lán)德鑄造公司,兩台設備(bèi)分配給位於印度金奈市的威能(néng)極子公司,兩台設(shè)備分配給(gěi)在中國(guó)天津的弗蘭德傳動有限公(gōng)司。Ullrich Steinbach先生表(biǎo)示,起決(jué)定(dìng)性的是加工效率。他(tā)說(shuō):“所有供應商都能提供高質量的設備,但對我們來說(shuō)斯達拉格海科特的設備在(zài)加工時間(jiān)和降低非生產時(shí)間方麵是最(zuì)理想的(de)。該設(shè)備的設計很好(hǎo)的符合了我們(men)的期望,也適合我們的工件係列。”40m/min的高速進給以(yǐ)及最短的換刀時間保證了加工複雜大型工件的經濟性。


      單(dān)是主(zhǔ)軸帶一(yī)個直徑150mm鏜杆的設計就保證了最大可能的穩定性。該(gāi)數控可伸出(chū)的鏜(táng)杆還可(kě)以高效率的(de)加工位於工件深處的盲孔。

 


圖1 雙托盤結構(gòu)設計使非加工時間縮短

 


圖2 雙夾具的設計實現了(le)加工在可維護的空間內完成本

 


圖(tú)3 采用新型的加工中心使大型減速機殼體的加工時間減半

 

      加工效率是最高(gāo)指示在投資的前(qián)期準備階段,位於開姆尼茨市市郊的弗蘭德公司(sī)就被定位(wèi)為印度威能極和中(zhōng)國弗蘭德傳動的(de)“工藝(yì)先鋒”。弗蘭德(dé)公司表示(shì):“我們在設備上進行了試切並對加工過(guò)程進行了優化。然後安排來自印(yìn)度及中國的操作人員和編程人員到我們這裏來接受(shòu)相應的(de)培(péi)訓(xùn)。這批(pī)在德國接受培訓的員工最後則參與印度和中國當地的設備驗收,並將(jiāng)在德國優化好的程序在當地的設備上試切。”經過近(jìn)半年的運行和經驗積累,加工效率和產品質量完全滿足了Ullrich Steinbach先生的期望。Ullrich Steinbach先生表示:“顯著改善的是(shì)加工過程中的振動情況。以往在加工大型的複雜工件(jiàn)時(shí),位於工(gōng)件深處的孔徑和較長的刀柄經常(cháng)是問題的症結所在。現在借助直徑(jìng)150mm的堅固主軸及其立式止推軸承(chéng),我(wǒ)們得到了非常好的加工效果。”與以往(wǎng)的(de)加工相比,同樣的工件現在的加工(gōng)時間隻需原來的(de)一半(bàn)。Ullrich Steinbach先生補充說:“由於新設備的設計非常堅固,我們工(gōng)件的質量也得(dé)到(dào)了非(fēi)常大(dà)的提高(gāo)。”

  
      現在該設備實行24h三班製生產,平均每月可加工約30個齒輪箱箱體。由於工件有不同的形式(整體式(shì)或(huò)者(zhě)分體(tǐ)式),其加工時間也不一樣。雙托盤的設計允許工件的裝卸與加(jiā)工時(shí)間同步,實現了最短的非加工時間。通(tōng)常情(qíng)況(kuàng)下,工件的加工需(xū)要兩次裝卡。第一次裝卡(kǎ)是加工工件的裝卡麵。第二次(cì)裝卡則可將工件完(wán)全加工。HEC1600標配的(de)是60或80個刀位的鏈式刀庫。但是在弗蘭德的加工(gōng)需(xū)要用到約150把(bǎ)刀具,所以弗蘭德選用了容量更大的塔式(shì)刀庫。另外刀具的裝卸也允許與(yǔ)加工同步進行。


      當(dāng)問及Steinbach先生對哪些方麵存在不滿意時,他毫無顧慮地回答(dá):“沒有。我們所有特殊的意願也得到了滿足,而且結果和我們所(suǒ)期望(wàng)的一(yī)樣。我們在準備階段就明(míng)確了所有(yǒu)事情(qíng),包括加工(gōng)區(qū)域的可站人區域等細(xì)節。”這樣做的原因是在加工這種大型且昂貴的工(gōng)件的過程中需要經常(cháng)使用高精密的測量儀(yí)器進行手工測(cè)量。雖然該(gāi)加工中心也配備了一個測量(liàng)頭(tóu),但(dàn)它的精度不能滿足需(xū)要。Steinbach先生補充(chōng)說:“但這點不能歸咎於加(jiā)工中心生產商,因為隻靠機床所使用的測量頭是(shì)不能保證我們產品的質量的。”

 


圖4 重型工件:Flender Guss公(gōng)司正在(zài)加工風能設備減速(sù)箱的殼體部件(jiàn)

 


圖5 印度Winergy Drive Systems工廠正在采用兩台StarragHeckert 1600P Athletic加工風能設備的減速機外殼和轉矩支架

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