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机械加工与新能源产业的前景分析

发布时间: 2017-10-16 浏览次数:757

今年新能源装备需要多种精密、大型数控、专用机床与之配套。先进的装备制造工艺,尤其是先进的机床设备是新能源装备制造产业升级的根本保障。对机床企业而言,新能源产业已是一道无法拒绝的“盛宴”。 
     2013年中国机床行业延续了2012年下半年的发展趋势,增速持续缓慢回落,国内市场低迷。国产低端产品需求明显减少,进口额高位运行,产品结构与市场需求矛盾更加突出。在这种情况下,以新能源为代表的装备领域被认为是助推中国机床行业向高端发展,实现产业结构调整的重要动力。 


迅猛发展的新能源行业 
     据国家能源局公布的数据显 示,截至2012年底,中国发电装机容量达到11.44亿千瓦,其中核电1257万千瓦,占中国总装机容量的1.10%。风电方面,2012年新增安装风 电机组7872台,装机容量12,960MW;累计安装风电机组53764台,装机容量75324.2MW,同比增长 20.8%。中国已取代美国成为世界第一风电大国,国家电网成为全球风电规模最大、发展最快的电网,大电网运行大风电的能力处于世界领先水平。与之相配套的装备制造也也开始满足不上需求了。 
为满足国民经济的发展,电力行业还将保持较快的增长速度。政府政策的出台机械制造与能源结构的调整,为能源装备制造业拓展了市场空间的同时,也为机床行业创造了新的市场机遇。

 
可靠性是核电加工设备的命脉 
     发电设备机械加工关 键加工件重量大,形状特殊、精度高、加工难度大、价格昂贵,单件价格远超过一台重型数控机床的价格。因此,核电设备关键件制造需要的机床特点是大规格、高 刚度、高可靠性。要求提供各种超重型数控机床及专机,如大型数控立式车床、大型数控卧式车床、数控落地铣镗床、龙门镗铣床及加工中心、数控钻床等,以及大 型压制设备和数控弯管机等。对于某些特定的加工件,要求机床具备多轴控制五轴联动及复合加工功能。 


机床精度制约风电设备发展
     作为新能源的代表之一,风电产业的发展也带动了对于风电整机及其零部件和对风电加工装备需求的增长。风力发电站装备主要包括以下几部分:变速箱(升速箱)、发电机组、叶片、塔基和变电站等。目前,风力发电逐渐向大功率机组发展,要求高可靠性、寿命周期长,因此对机床的精度要求很高。 


机床企业无法忽视的用户行业 
     新能源产业的迅猛发展已让它成为对于机床企业lols10赛季无法忽视的一个用户行业。而在金融危机爆发之后,新能源产业更加速成为机床企业寻求新增长点的焦点所在。其中,不乏一些中流砥柱的企业,正在稳步提升技术水平和产品质量。 


天水星火机床进军风电领域 
     天水星火机床有限责任公司早在3年前便与湘电集团、华唐电力投资集团签署了合作协议,三方共同出资组建成套风力发电机组生产企业,达产达标后每年可生产2兆瓦直驱型成套风力发电机组300-500套。 
天水星火此举,意在以先进的装备制造技术和集约化生产加工优势,积极整合国内外的技术资源能力,以期实现其在风力发电装备制造上的快速发展,利用地缘优势拓展风电装备市场。 


齐重BVDM500X5高效数控立式铣钻加工中心 
     齐重数控装备股份有限公司生产的BVDM500X5/20L–MC高效数控立式铣钻加工中心系列,主要用于轴承制造行业及风电行业中盘类、环类等回转类零件端面的铣削、钻孔、扩孔及攻丝等工序的加工。 
机床的左右立柱与工作台釆用把合式结构,横梁座落于左右立柱上组成龙门框架式结构;工作台闭环控制精确分度;C轴带阻尼及自动卡紧功能;钻铣刀架T型滑 枕结构;滑枕心部装有进口大功率高精度钻铣主轴,由1PH7电机驱动,主轴带有中心出水功能;配置左右24工位刀库可实现刀具的自动更换;釆用西门子 840D数控系统,可控制X、Z、U、W、C五个数控轴同时工作,并可实现任意三轴联动,全闭环控制。 


武重ZK5540数控龙门移动多头钻床 
     武重集团数控铣床公司研发的具有完全自主知识产权的专用机床——ZK5540数控龙门移动多头钻床,在中国核电设备制造过程中发挥了关键作用。该套设备 为中国首创,是一种高效、高精度、高可靠性、高速高动态响应、高刚度的先进设备,技术上突破了世界发达工业国家对核电管板加工设备的垄断,成为了中国自主 创新的又一样板。 
ZK5540数控龙门移动多头钻床是在龙门移动式镗铣床的基础上开发的高速8轴铣钻主轴系统。首先,它有明显的效率优 势,合理的调整钻轴之间的间距,最大限度地同时利用八轴来钻孔会使生产效率得到很大的提高。其次,该机床高度自动化、多轴联动、控制精度好、加工精度高。 在位检测技术可实时监测钻孔质量和钻头切削安全(使钻头在钻孔时不会折断或出现其他异常现象),保证废品率为零;同时无需停机检测,节省了辅助加工时间, 提高了加工效率。 


秦川机床核电核岛深孔极限专用钻床 
     2012年,由秦川机床研发的核电核岛深孔极限专用钻床一次性交验合格。核电核岛关键零件极限加工用卧式深孔钻床是秦川机床持续调整、深度转型战略,继风电增速箱成套装备、光伏用硅片切割机等之后在清洁能源装备领域的又一自主创新成果。 
     该深孔钻床最大钻孔长度2,500mm,最大钻孔直径40mm,最小钻孔直径1.6mm。试切直径25mm,长度为2,000mm的孔,两端同轴误差为 0.3mm,直线度为0.05mm,达到国际先进水平,远远超过了用户的要求精度。在该机床的开发过程中,技术人员基于公司在精密轴系,精密直线运动副加 工、装配等方面的优势,创新设计出了独有的精密导向机构及主导轨进给、副导轨支撑导向的过定位精密导轨副,排屑机构釆用高压变压、变量自动控制系统,实现 排屑顺畅,确保了加工质量及安全。突破并掌握了高端深孔加工设备的核心技术。 
     ZSZK2500专用精密数控加工用深孔钻床是秦川机床系统集成、成套工艺设备研发能力和精密制造水平的再次验证。该机床达到世界先进技术水平,填补了中国市场空白,解决了制约中国核电核岛深孔加工领域的难题。 

 

一个非标自动化设备开发流程

 

如何掌握一个非标自动化设备开发流程    
一、确定开发项目、了解客户需求  1.产品品质要求  2.设备生产效率要求 3.设备工作环境 二、分析产品 
 1.了解产品生产工艺 
 2.了解产品各方面尺寸要求及来料情况  3.与客户沟通产品生产过程中的注意事项  4.设备使用地点的技术参数   
三、拟定方案工程人员讨论、分析作出设备方案,方案包括: 1.设备示意图(整体示意图,局部示意图) 2.各部分机构简介  3.动作说明 
 4.设备技术参数  四、方案审核 
  由工程人员组成审核组,对方案进行审核,审核内容包括:   1.设备可行性评估  2.设备成本评估 
 3.设备生产效率的评估  4.各部分结构可行性评估     
五、方案整改对方案审核中讨论出的问题进行整改。   
六、客户确定设计方案    
设计方案交由客户,客户根据需求,对方案进行最后确定。   
七、设计开发由工程部安排工程师进行机构设计,作出机器装配图、 零件图(零件标注按国家标准)选出执行元器件、电控配件并列出加 工零件清单和标准件请购单,动作说明书。   
八、机构审核  
由工程人员组成审核组, 对所设计出的图纸进行审核, 审核内容包 括: 
(1)机器结构配合是否合理:功能性(能力和精度)、稳定性、安全性、人性化(操作的便利性)和外观性。 
(2)所设计机器生产效率是否符合客户需求。 
(3)机器造价。 
(4)各部分机构应简单易于调试、维修。  
(5)各部分零件应尽量简单易于加工。  
(6)各执行元件选用是否合理。
九、零件加工及标准件采购
1.零件加工部零件图进行机器零件加工(零件加工必须严格按照零件图上所示,零件精度,加工工艺进行加工,保证零件精度及零件加工工艺)
2.采购人员按照标准件清单,联系供应商进行标准件采购检人员按照零件图及标准件清单,检验加工零件的尺寸精度,加工工艺,标准件的型号、安装尺寸进行检验,合格后交由仓管人员入库
十、机器组装
1.由装配部安排人员进行机器组装调试,装配人员按照加工零件清单及标准件清单,到仓库领取加工零件及标准件。
2.装配人员严格按照装配图,进行机器组装,各部分零件,执行元件组装是否正确,各活动部件活动顺畅,无干涉所有的紧固件和接头联结,确保紧固到位,联结可靠。
3.工控部安排电气工程师按照动作说明书进行机器配电,机器程序编写及调试
十一、机器调试
装配人员按照客户提供的产品工程图进行机器调试,调试完成后打样,交客户确定其产品品质
十二、包装出货
1.检查所有的紧固件和接头联结,确保紧固到位,联结可靠
2.清洁设备外表,粘贴必要的标牌和标示
3.标明拆分位置,理顺拆分管线路,合理拆分设备
4.必要的防护(防锈、防潮)措施。
5.准备好机器备件,操作说明书,接线图及其他技术资料 

 

非标零件加工主要功用和工作条件制定

 

非标零件加工其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定,通常有以下几项:
(a)精密零件表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm,与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。
(b)精密零件相互位置精度
非 标零件加工的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求,否则会影响传动件(齿轮等)的传动 精度,并产生噪声。普通精度的轴,其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm,高精度轴(如主轴)通常为0.001~0.005mm。
(c)精密零件几何形状精度
轴非标零件加工的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等,一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面,应在图纸上标注其允许偏差。
(d)非标零件加工尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位置,通常对其尺寸精度要求较高(IT5~IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6~IT9)。
精密零件走心式数控车床(走心机/纵切车床)是一种主要应用于轴类及非标轴类精密加工的数控机床,它在加工效率和加工精度上比数控车床有了质的飞跃,由于采 用双轴排布刀具,极大地减少了加工循环时间,通过缩短排刀与对向刀具台的刀具交换时间,多重刀具台重叠功能,螺纹切屑有效轴移动重叠功能,二次加工时的直 接主轴分度功能,实现空走时间的缩短。切屑刀具一直是在主轴与工件夹紧部位加工,保证了加工的精度保持不变。目前市场上走心机的最大加工直径为42mm, 在精密轴类加工市场有很大优势。该系列机床可配备自动送料装置,实现单台机床的全自动化生产,减少人工成本和产品不良率。非标零件加工非常适合于精密轴类零件的大批量 生产。


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