劉曉梅

東方電氣風(fēng)電有限公司 四川德陽 618000

開發(fā)研制大型陸上海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以適應(yīng)市場需求是目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研制的趨勢。隨著陸上4WW等級機(jī)組的開發(fā)和海上10MW等級機(jī)組的開發(fā)，偏航系統(tǒng)中各部件的尺寸和重量也隨之逐漸增大，對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配工藝技術(shù)的研究已迫在眉睫。

1 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有雙饋型和直驅(qū)型兩種，該兩種機(jī)型中偏航系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系基本類似，均由主機(jī)架、偏航軸承、偏航驅(qū)動、偏航剎車盤、偏航剎車鉗等五大部件及安裝緊固件組成。分析偏航系統(tǒng)裝配圖可知,偏航軸承與主機(jī)架的組裝完成后方可進(jìn)行偏航驅(qū)動或者偏航剎車盤的安裝。隨著大機(jī)組的開發(fā)，偏航軸承的尺寸重量逐漸增大，主機(jī)架相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸也發(fā)生很大改變，偏航軸承與主機(jī)架把合緊固件的規(guī)格增大，數(shù)量增多，偏航驅(qū)動尺寸重量增大數(shù)量增多，偏航剎車鉗尺寸重量增大數(shù)量也增多。偏航系統(tǒng)中各大部件尺寸重量數(shù)量的變化對偏航系統(tǒng)裝配工藝方案的設(shè)計(jì)影響較大[1]。

圖1 某機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配示意圖

2 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配工藝方案

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配工藝方案以主機(jī)架在裝配過程中的狀態(tài)不同可分為如下表1所示四種。

表1 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配工藝方案分類

2.1 動正裝方案

偏航系統(tǒng)裝配動正裝方案參考裝配工藝流程如下圖2。該工藝方案設(shè)計(jì)中需考慮主機(jī)架平吊方案、主機(jī)架正向支撐工裝設(shè)計(jì)方案、偏航制動器安裝方案、緊固件預(yù)緊方案等。

2.2 靜正裝方案

偏航系統(tǒng)裝配靜正裝方案參考裝配工藝流程如下圖3。該工藝方案設(shè)計(jì)中主需考慮主機(jī)架平吊方案、主機(jī)架正向支撐工裝設(shè)計(jì)方案、偏航軸承平吊吊具方案、偏航制動器吊裝方案、緊固件預(yù)緊方案等。

圖2 偏航系統(tǒng)主機(jī)架動正裝方案基本裝配工藝流程

圖3 偏航系統(tǒng)主機(jī)架靜正裝方案基本裝配工藝流程

2.3 反裝方案

偏航系統(tǒng)裝配靜反裝方案參考裝配工藝流程如下圖4。該工藝方案設(shè)計(jì)中主要需考慮主機(jī)架平吊翻轉(zhuǎn)吊具設(shè)計(jì)方案、主機(jī)架反向支撐工裝設(shè)計(jì)方案、人員操作站立工裝設(shè)計(jì)方案、主機(jī)架正向支撐工裝設(shè)計(jì)方案、緊固件預(yù)緊方案等。

圖4 偏航系統(tǒng)反裝方案基本裝配工藝流程

2.4 半自動裝方案

偏航系統(tǒng)裝配半自動裝方案基本可參照前三種方案的裝配工藝流程，整個(gè)方案設(shè)計(jì)中不僅需考慮前三種方案中涉及因素，還需考慮廠房基礎(chǔ)配置、批量生產(chǎn)節(jié)奏等因素。相比前三種方案在每個(gè)流程實(shí)現(xiàn)過程中選用設(shè)計(jì)更為機(jī)械化、智能化、自動化的工藝裝備[2]。

3 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)裝配方案對比分析

3.1 靜正裝方案與動正裝方案對比

兩種方案中偏航驅(qū)動吊裝方式一致。偏航制動器安裝方式一致。緊固件預(yù)緊方式一致。但存在如下表2所示不同點(diǎn)。導(dǎo)致整個(gè)方案設(shè)計(jì)中考慮的重點(diǎn)不同。

3.2 反裝方案與動正裝方案對比

兩種方案中偏航驅(qū)動吊裝方式一致。偏航軸承吊裝方式一致。緊固件預(yù)緊方式一致。側(cè)齒嚙合間隙時(shí)工況一致。但存在如表3所示不同點(diǎn)。導(dǎo)致整個(gè)方案設(shè)計(jì)中考慮的重點(diǎn)不同。

3.3 半自動方案與其余三種方案分析對比

半自動裝配方案對主機(jī)架翻身選用了自動化程度較高的機(jī)械設(shè)備，但仍需吊車等傳統(tǒng)設(shè)備輔助進(jìn)行。

半自動裝配方案對緊固件預(yù)緊采用結(jié)合了液壓工具的機(jī)械手臂進(jìn)行，但緊固件涂抹潤滑劑及緊固件初安裝均還需人員輔助進(jìn)行。

半自動裝配方案適用于大批量自動化生產(chǎn)，用是未來智能制造的發(fā)展方向，該方案前期研發(fā)投入較大，實(shí)際成功應(yīng)用廠家較少，目前未廣泛推廣使用[3]。

表2 靜正裝方案與動正裝方案不同點(diǎn)對比表

表3 反裝方案與動/靜正裝方案不同點(diǎn)對比表

4 結(jié)語

上述四種工藝方案均可實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的裝配。設(shè)計(jì)偏航系統(tǒng)裝配工藝方案時(shí)需根據(jù)不同機(jī)型機(jī)組結(jié)構(gòu)、不同生產(chǎn)基地廠房設(shè)備、不同基地生產(chǎn)操作人員能力、不同生產(chǎn)基地機(jī)組年產(chǎn)量、裝配方案綜合經(jīng)濟(jì)性等因素來統(tǒng)籌考慮。