「风电机组」精密加工技术解决全案，提升深加工层次和关键零部件附加值！

国际金属加工网　2024年01月18日

风电产业积极向高附加值精密零件领域拓展，相关企业正处于降低成本、提高效率以及加速国产化替代的关键阶段。对结构复杂、加工精度高的零部件表面质量需求也日益凸显。因此，与其等风来，不如追风去！

——PME观点

风电行业持续发展

带“飞”精密零件细分赛道

在1月12日的国家电网2024年工作会议上，公司宣布了将在2024年加大电网投资力度，以加快特高压和超高压等骨干网架的建设。预计2024年的电网建设投资总规模将超过5000亿元，这一决策对于风电产业来说无疑是一个长期的利好信号。

随着全球对绿色低碳、数字化转型和新型能源体系的重视，风电作为可再生清洁能源的重要组成部分，有望获得更多的政策支持和发展机会。目前，我国已经发展成为全球最大的风电装备制造基地，风电机组的产量占全球2/3以上。此外，越来越多的制造商也纷纷加入到风电设备制造领域。

风电行业的快速发展对风电机组核心零部件的质量和可靠性提出了更高的要求，如叶片、轴承、齿轮箱、发电机和变流器等。这些精密零件是风电机组制造的关键部位，涉及到许多精密加工技术。其中，零件大型化和难加工材料的精密加工也面临着更大的挑战。因此，提升行业零部件加工制造能力对于综合性能的提升至关重要。

风电产业链

清洁能源时代驱动下

风电机组精密加工解决方案

精密磨削技术解决方案

01 专用零部件：叶片

叶片是风电设备中最关键的部件之一，由主梁系统、上下蒙皮和叶根增强层等结构组成，直接接触风力并捕获能量。叶片常用制作的复合材料为玻璃纤维和碳纤维，虽然可以减轻叶片的重量，但成本也相应增加，通常占到20%以上的风电整机成本。

资料来源：《风力发电机组工作原理与技术基础》

由于叶片尺寸大且曲面复杂、打磨位置难以控制等因素，一般的磨抛设备无法进行准确加工。因此，需要依靠专业的设计和加工技术来保证叶片的质量和性能。

例如，机器人磨抛技术在风电叶片制造中的应用，可以根据叶片的形状和材料特性自动调整打磨参数。实现磨削、抛光等不同工序的自动化加工，从而提高大型复杂结构件的加工效率和质量。

由清科嘉研究院联合清华大学研制的—移动式混联磨抛机器人，为大型风电叶片的磨抛提供了新的智能化加工方法。该机器人能够实现自动化磨抛（无需人工操作），还具有3D视觉系统，做到“边观察边磨抛”。经过磨抛后，叶片表面光滑、光洁，无须人工再做处理，具有很高的效率和品质。

“移动式混联磨抛机器人已在湖南某发电厂参与风电叶片制造，可对76米型玻璃纤维增强复合材料（玻璃钢）材质的叶片开展磨抛加工。经测量，磨抛后叶片表面15个测点的表面粗糙度数值达Ra1.14~Ra1.53，且表面质量稳定，实现了高效高质量的磨抛。”

叶片的技术迭代速度非常快，目前的发展趋势是大型化，大叶片对模具和成型工艺的要求更为复杂，同时还需要具备轻量化和高强度等特点。叶片的设计、材料和工艺不仅影响发电装置的性能和功率，更大的叶轮（叶片与轮毂的组合结构）还要求与之相配合的轴承、齿轮箱、发电机等关键零部件进行同步升级，尤其是需要更先进的表面精密加工工艺来处理成型后的零部件。

近年来，3D打印技术在风电行业中的应用日益广泛，它为制造复杂形状的叶片等关键部件提供了新的可能。更多应用详情，请关注PME CHINA 2024第二届国际精密加工博览会。

02 通用零部件：轴承

轴承作为风电机组的核心零部件之一，尽管国内轴承的国产化程度不断提升，但与国际高端水平之间仍存在一定的技术壁垒。轴承主要包括主轴轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承等。

其中，主轴的使用寿命一般为20年，是公认的国产化难度最大的部件之一，主要用于连接轮毂和齿轮箱，将叶片产生的动能传递给齿轮箱。因此，对主轴的机械性能、加工精度和寿命可靠性等方面提出了更高的要求。