机床业发展的“新能源”--风电产业

        近年来，中国风电业发展迅猛。截至2008年年底，中国风电装机容量达1215万千瓦，占全球总容量1.2亿千瓦的十分之一，位列世界第四。风电市场的蓬勃发展对配套的机床工业提供了发展新机遇。其中风力发电站相关装备的加工是机床需求的主力，需要多种精密、大型数控、专用机床与之配套。

中国风电业高速发展

        中国风能协会（CWEA）的统计数据显示，2008年中国新增风电机组5130多台，装机容量624.6万千瓦（KW），比2007年的新增装机容量330.4万KW，增幅达89%.而且，单是2008年当年中国的新增装机容量，就已经超过了中国截至2002年底全国总装机容量的总和。可见近年来中国风电业发展之迅猛。

        截止2008年底，中国累计风电机组11600台，装机容量约1215.3万KW，分布在全国24个省（市/区），其中超100万KW的有内蒙古、辽宁、河北和吉林等四省。相比2007年累计装机590.6万KW，2008年的增长率高达106%.

配套机床技术需求

        据了解，风机机组关键部件诸如水平主轴、风轮、塔架均为大型构件，加工难度大，对精度的要求也高，必需专门设计专用加工设备，且需使兼具高速、高效、智能化、柔性化、CAD/CAM自动转换、自动检测、误差补偿、故障自动诊断等多项先进功能。目前，生产最多的有齿轮箱风力发电机组，由于其结构复杂，完成其各种部件的制造需要不同机床设备进行加工。

        风机的变速箱主要由箱体、行星轮系和变速机构等组成。风机变速箱体属于大型箱体，根据发电量的不同，直径约在2～3米之间，大部分为分体结构。加工需要镗杆直径约160～250mm的数控落地铣镗床和大型卧式加工中心、龙门加工中心等，加工精度要求较高，目前主要使用的仍是进口设备。

        变速箱内的齿轮加工量很大，需要对大型内齿圈、圆柱直齿轮和斜齿轮等进行成批生产。主要加工设备为大型数控立式滚齿机、数控插齿机、数控磨齿机等。这些齿轮加工机床中，大规格普遍要求具有高效、重载、重切、刚性好的特点，主要依靠进口，中小型采用国产设备。

        其中大规格、大模数齿轮和齿圈采用数控成型铣齿机和数控成型磨齿机。数控成形铣齿机要求大切深、大进给、滚速高。数控成形磨齿机要求精度达到5级以上，自动化程度高、自动调心、自动测量、自动修形、稳定性高。

        风电叶片长达几十米，需要轮廓加工。所使用的叶片铣床，属于大规格轻型非金属五轴加工机床，对机床精度要求不高，功率和扭矩也小，但是，它的加工要求机床快速在60～80米/分，切削速度在30米/分左右，此类机床目前也基本依靠进口。

        偏航机构的主要部件是带内外齿的大型轴承和4个小齿轮及变速装置等。这种大型轴承目前国内还不能制造，主要依靠进口。而加工设备主要是一些要求较高的专用机床装备。

        此外，大规格卧式车铣磨复合机床用于加工电机转子轴，需要在传统卧式车床的基础上增加铣削、磨削功能，实现一次装夹加工完成。立式车铣磨复合机床用于电机定子，特别是定子下线槽的加工，这需要在传统立式车床的基础上增加铣削、磨削功能，实现一次装夹加工完成。

国内创新方案频现

        近年来，针对风电产业零部件的加工，中国机械制造业积极研发具有自主知识产权的解决方案，逐步实现进口替代。

        近日，由中国兵器工业集团北方重工公司完成的“2MW风力发电机主轴关键技术研究与开发”项目通过鉴定，其生产制造的2MW风机主轴产品性能符合国际标准，且达到批量生产的能力，所采用的胎膜锻造技术方法可满足2MW主轴直径比较大的特殊要求，更自行研制机械加工工装卡具，保证了2MW主轴高精度的要求。

        武重自主研发的XKD2755×570-2M型数控定梁双龙门移动镗铣床，也于近日通过了武汉市科技局组织的成果鉴定，认可该机床的精度确保技术和长行程机床导轨技术处于国际领先地位。这款镗铣床的加工效率是普通设备的4～6倍，应用领域广泛，尤其适合风电齿轮这种超大规格零件的加工。

        山东法因数控机械股份有限公司也在积极进军风电业，去年该公司的省级科技攻关项目“法因大功率风力发电装置关键部件数控成套加工装备”立项成功。该项目由以下3大设备组合而成：用于机舱360度回转的大型轴承内外圈加工的S15型5.5m回转工作台双轴数控钻床；用于水平主轴加工的S16型卧式数控钻床；用于塔架连接大法兰加工的PD5050型龙门移动式大型平面钻铣床。

        随着风电产业的继续发展成熟，其对机床的需求必会有质和量的双重提升，反过来也将促进中国机床行业的产品结构升级。

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