2.5MW风力发电机组驱动轮圆跳动检具的改进

2020-02-25洛阳风动工具有限公司河南洛阳471009李景涛

金属加工(冷加工) 2020年2期

■ 洛阳风动工具有限公司（河南洛阳 471009）李景涛黎亮

1. 技术介绍

作为一种运行可靠、无温室气体排放的发电系统，风力发电系统的安装容量正在以每年超过30%的增长率在世界范围得到日益广泛的应用。变桨机构作为风力发电机上的重要组成部件，其作用是为了提高风能转换效率和保证风力发电机输出功率平稳，可以通过桨距调节，使风力发电机适应风速变化，达到最优的功率输出。某新型2.5MW风力发电机所采用的变桨机构中，驱动轮作为变桨传动机构的执行零件，其作用是通过绕自身轴线旋转来带动其他零件的运行。

2. 零件检验要求

驱动轮材质为0Cr18Ni9，重量82kg，结构如图1所示。其各处圆跳动几何公差的检验至关重要，技术要求以公共基准轴线A-B为基准，φ130+0.028+0.003mm外径和φ140+0.028+0.003mm外径的圆跳动均为0.02mm，φ193.28mm外径齿部齿顶的圆跳动为0.0 7 m m、φmm内孔齿部齿顶的圆跳动为0.03mm，两侧的台阶端面圆跳动分别为左侧端面圆跳动0.0 3 m m、右侧端面圆跳动0.05mm。

图1 驱动轮结构

3. 改进前检验方式

改进前检验驱动轮圆跳动检具结构如图2所示，将V形块A、V形块B通过内六角螺栓安装在平板上，平板左侧安装挡板，顶头安装在挡板朝向被检零件的一侧。使用时，将该组合检具放置在大平板上，将驱动轮放置在检具上，V形块A、V形块B的V形面分别支承驱动轮φ140+0.028+0.003mm外径和φ130+0.028+0.003mm外径，驱动轮端面靠在安装在挡板上的顶头球形端面。将百分表吸在大平板上，表上测量头分别依次和被检测零件的外径和内孔、端面接触。用手拨动φ193.28mm外径，使驱动轮沿自身轴线旋转，可测量出φ193.28mm外径齿部齿顶、

φ13+0.028mm外径、φ140+0.028+0.003+0.003mm外径、φmm内孔齿部齿顶的圆跳动值及两侧台阶端面圆跳动。

由于两侧V形块所支承的轴径不一样，采用的V形块尺寸也不一样。公司现有标准量具模块无法满足，V形块A、V形块B向量具生产厂家进行了定制。零件自重8 2 k g，检验时，φmm外径和φ外径由V形面支承，用人工转动该零件时，相当费力，偶尔用力过猛，还造成整个检具在大平板上移动，百分表的测量头与被检零件的测量表面脱离，造成检验中断。特别是在检验φ193.28mm外径4 0个齿的齿顶跳动和φ85++00.2mm内孔27个齿的齿顶跳动时，检验非常缓慢，效率非常低。

4. 改进后检验方式

改进后检具结构如图3所示，该检具采用一体式铸造底座，铸件加工后，检具左右两侧立板外侧分别安装4根径向支承轴，径向支承轴上分别安装4个P4级径向支承轴承（6 2 0 3型深沟球轴承），4个轴承的外径分别用于支承φ1 3 0m外径和φ140外径。其中，在右侧立板的凹槽中，和被测零件驱动轮轴线垂直方向上安装有一根轴向定位轴，该轴上安装有P4级的轴向定位轴承（6201型深沟球轴承），轴向定位轴承上安装有轴向定位轴套。轴向定位轴套的球面外径与驱动轮的右侧台阶端面接触。使用时，检具放置在大平板上，将百分表吸在大平板上，表上测量头分别依次和被检测零件的外径和内孔、端面接触。用手拨动φ193.28mm外径，使驱动轮沿自身轴线旋转，可测量出φ193.28mm外径齿部齿顶、mm外径、外径、内孔齿部齿顶的圆跳动值及两侧台阶端面圆跳动。

检具使用情况，改进后检具采用了一体式底座，mm外径和外径不再用V形面支承，采用了高精度轴承支承，底座上立板加工孔用于安装轴向定位轴、径向支承轴。由于采用高精度数控加工中心，一次装夹加工底座上轴向定位轴、径向支承轴的安装孔和底座底面，很好地保证各孔之间、孔和底座底面的相互位置尺寸和几何公差，支承采用高精度轴承，改进后检具测量精度高于改进前检具测量精度。

改进后检具采用了高精度轴承支承和轴向定位，变原检具滑动支承方式为现在的滚动支承方式。检验时，人工转动该零件，相当省力，在检验φ193.28mm外径4 0个齿的齿顶跳动和mm内孔27个齿的齿顶跳动时，效率提高6倍以上。