艾勇
(新疆龍源風(fēng)力發(fā)電有限公司,新疆 烏魯木齊 830001)
我國風(fēng)能資源豐富,可開發(fā)的風(fēng)能總量約為10億kW,陸地風(fēng)能占25%,海上風(fēng)能占75%左右。風(fēng)力機(jī)是風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能的設(shè)備,風(fēng)力機(jī)制造業(yè)的先進(jìn)程度決定著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運行穩(wěn)定及效率。經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中,我國的風(fēng)電制造業(yè)已躋身世界風(fēng)電制造業(yè)前列,但與發(fā)達(dá)國家相比,我國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)制造工藝陳舊、生產(chǎn)自動化技術(shù)落后、企業(yè)管理粗放、缺乏自主創(chuàng)新產(chǎn)品與先進(jìn)技術(shù),跟世界先進(jìn)水平相比在很多方面有較大的差距。風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)的機(jī)械化裝備水平高低和能否真正運用精細(xì)化管理手段對風(fēng)電企業(yè)進(jìn)行管理,已是生產(chǎn)企業(yè)面臨的一個重要課題。機(jī)械設(shè)備技術(shù)效率用于衡量生產(chǎn)制造行業(yè)在同等資料投入下,其產(chǎn)出與最大產(chǎn)出的差距。高效的機(jī)械生產(chǎn)率在提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的同時,還可增強(qiáng)企業(yè)的競爭力,因此,企業(yè)生產(chǎn)工藝人員應(yīng)最大程度地提高效率,降低成本,推動企業(yè)的發(fā)展。本文主要從風(fēng)力機(jī)葉片的機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工藝及精益化生產(chǎn)管理三方面入手,探討我國風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率的主要途徑,為我國風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)提高思路。
風(fēng)電設(shè)備的核心是風(fēng)力機(jī)葉片,葉片在設(shè)計方面上進(jìn)行優(yōu)化以提高機(jī)械生產(chǎn)率主要從以下兩個方面進(jìn)行:其一是葉片結(jié)構(gòu),其二是機(jī)械材料,從這兩方面進(jìn)行不斷的優(yōu)化,可以減小機(jī)械設(shè)備的制造加工成本,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
在設(shè)計葉片時,葉片結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足額定發(fā)電量要求之外,還應(yīng)具有良好的工藝性能,即所設(shè)計的葉片應(yīng)具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性。葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要從以下4個方面進(jìn)行。
第一,提高葉片的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度。要實現(xiàn)葉片的三化,需對風(fēng)力機(jī)翼型聯(lián)軸器參數(shù)建立數(shù)據(jù)庫,當(dāng)建立完善的數(shù)據(jù)庫后,可以設(shè)計數(shù)據(jù)庫與其他設(shè)備的接口程序,將其連接起來,這樣根據(jù)不同用戶的需要,來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
第二,提高扭曲葉片的制造和裝配精度。要想使扭曲葉片的精度達(dá)到合理的要求,其生產(chǎn)流水線必須具備較高的精度要求,現(xiàn)在高精度生產(chǎn)設(shè)備大部分采用智能控制,其控制原理圖如圖1所示。
圖1 智能控制系統(tǒng)圖
第三,在制造葉片和選擇與葉片結(jié)合的輪轂時,盡量采用先采用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件,對葉片及輪轂進(jìn)行前期的設(shè)計結(jié)構(gòu)預(yù)選。為了使裝配簡單且機(jī)械零件間的契合度達(dá)到最佳,通常選擇簡單外形的輪轂。為了使所使用的機(jī)械零件在加工過程中測量方便,且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,通常要求零件裝配布置在同一水平面上,圖2為利用設(shè)計軟件進(jìn)行風(fēng)力機(jī)葉片與輪轂結(jié)合連接處的設(shè)計。
第四,降低風(fēng)電其他零部件切削加工法的使用。采用切削加工的零部件需要與其他的機(jī)械零件在進(jìn)行裝配的過程中契合度將會降低,采用非切削加工的零件將減小因切削而產(chǎn)生的誤差,提高機(jī)械零件的工藝性能。
圖2 葉輪的三維圖
機(jī)械工件的材料不符合要求,將會嚴(yán)重降低設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。風(fēng)電設(shè)備在的原材料應(yīng)該具有較好的可塑性、軟硬度適中和韌性好的特點,長期處于轉(zhuǎn)動和摩擦部分的零件需要選用導(dǎo)熱系數(shù)較大的原材料。風(fēng)力設(shè)備中的部分零件需要進(jìn)行特殊的切削加工,需要考慮切削加工性能較好的材料,通過熱處理的機(jī)械零件表面其硬度將會降低,提高零件的切削性能及機(jī)械性能,從而提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。機(jī)械零件結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)化設(shè)計是一個涉及諸多因素的綜合性問題,它與所選的制造零件材料的性能、毛坯成形的方法以及加工工藝方法和過程等密切相關(guān),機(jī)械零件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計的全過程實質(zhì)上是一個零件的材料選擇、毛坯成型方法的設(shè)計、加工工藝路線的安排和工藝設(shè)計的全過程。
對機(jī)械生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化,可通過以下三種途徑來提高機(jī)械生產(chǎn)率:提供單件生產(chǎn)效率、應(yīng)用自動化技術(shù)、應(yīng)用先進(jìn)生產(chǎn)工藝、實施多臺看管措施。
風(fēng)電設(shè)備的生產(chǎn)主要采用以下幾方面來提高單件生產(chǎn)效率:(1)增加風(fēng)力機(jī)部分零件的切削用量,加快切削進(jìn)給量和速度,采用高速強(qiáng)力的切削技術(shù),縮短加工時間。(2)降低切削刀具的切入和切出時間,提高單件生產(chǎn)率。(3)采用精密鍛造工藝技術(shù)以提高毛坯件的精度,降低二次加工所用時間。
苦杏仁苷的三水合物為斜方柱狀結(jié)晶(水),可溶于水、乙醇,幾乎不溶于乙醚。藥典[15]中選用甲醇、甲醇/水或乙醇/水溶液作為苦杏仁苷提取溶劑,寇凱等[10]研究得出甲醇提取苦杏仁苷,提取得率約為乙醇的5倍。本實驗中研究了不同比例甲醇/水溶液(20%甲醇、40%甲醇、60%甲醇、70%甲醇、80%甲醇、90%甲醇、100%甲醇)對長柄扁桃粕中苦杏仁苷及其降解物的提取特性。結(jié)果表明,20%、40%甲醇提取液中未檢測到苦杏仁苷和野黑櫻苷(以20%甲醇提取液為例,如圖 5)。其它不同濃度甲醇/水提取液測定結(jié)果如圖6所示。
風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)采用自動化生產(chǎn)技術(shù),促使風(fēng)電設(shè)備從設(shè)計—生產(chǎn)—加工等全過程實現(xiàn)自動化,其中,全過程的自動化技術(shù)主要包括以下三個層面:(1)柔性的自動化?,F(xiàn)階段的柔性自動化,主要是生產(chǎn)高度柔性化的產(chǎn)品。(2)集成化。風(fēng)電制造業(yè)由若干個緊密聯(lián)系的分系統(tǒng)組成,可分為制造自動化分系統(tǒng)、工程技術(shù)信息分系統(tǒng)、質(zhì)量信息分系統(tǒng),管理信息分系統(tǒng)。(3)智能制造。智能制造種融合了自動化技術(shù)、人工智能和制造技術(shù),目前,風(fēng)電制造業(yè)在智能技術(shù)上的應(yīng)用主要有智能機(jī)器人、CAD、智能故障診斷及維護(hù)系統(tǒng)等。
風(fēng)電企業(yè)要想在激烈競爭中得以發(fā)展,就應(yīng)該以先進(jìn)的生產(chǎn)工藝作為核心,常用的先進(jìn)生產(chǎn)工藝有提高毛坯精度的爆炸成型、粉末冶金技術(shù);采用特種技術(shù)對硬性、脆性材料進(jìn)行加工,減少機(jī)械設(shè)備在對這些材料加工的使用,優(yōu)化加工方法,降低人工成本的投入。
生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備和人員的精細(xì)化管理可確保設(shè)備的安全高效地運行,提高整體的生產(chǎn)效率。
(1)日常維護(hù)。露天的風(fēng)電制造業(yè),制造環(huán)境相對較差,日常維護(hù)可較大程度的降低大問題、大事故的發(fā)生,降低維修成本。設(shè)備維修人員應(yīng)定期對制造設(shè)備的傳動、轉(zhuǎn)動、電氣系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。
(2)定期維護(hù)。制造設(shè)備經(jīng)過長期的運轉(zhuǎn),需對其進(jìn)行完備的檢查,并根據(jù)檢查的內(nèi)容不同,可進(jìn)行潤滑與緊固的維護(hù)、檢查與調(diào)整機(jī)械設(shè)備、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行集體清潔與更換等。
(3)特殊維護(hù)。當(dāng)企業(yè)在引進(jìn)新設(shè)備時,需對設(shè)備在磨合期、停駛期、封存期進(jìn)行維護(hù),在設(shè)備經(jīng)過磨合期后進(jìn)行全設(shè)備檢查、維護(hù);停駛期維護(hù)是每兩周使發(fā)動機(jī)曲軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動幾次,每1~2月發(fā)動機(jī)開動一次;封存維護(hù)是在封存前要進(jìn)行全面維護(hù),每年啟動一次,然后再封存。
(1)全面提升設(shè)備使用和管理人員的知識水平,對其進(jìn)行定期或不定期的職業(yè)化培訓(xùn),組織一線操作人員深入學(xué)習(xí)其他先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)驗。
(2)全面的機(jī)械臺班記錄,設(shè)備一線員工需要對自己負(fù)責(zé)的設(shè)備使用情況進(jìn)行詳細(xì)、認(rèn)真的記錄,并長期保存,方便維護(hù)查看。
(3)建立較完善的技術(shù)檔案。在實際生產(chǎn)中,作為一項不可或缺的工作來處理,機(jī)械設(shè)備中完善的技術(shù)檔案將機(jī)械設(shè)備的工作效率充分發(fā)揮出來,提高設(shè)備的利用率。
綜上分析,要想提高風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的生產(chǎn)效率需要從設(shè)計優(yōu)化、工藝優(yōu)化、人員精益管理三個主要方面入手,主要結(jié)論如下:
采用先進(jìn)的扭曲葉片設(shè)計軟件,制造發(fā)電功率較高的新型葉片結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品的競爭性。
優(yōu)化設(shè)備及工藝方法,在生產(chǎn)實踐中找到風(fēng)電設(shè)備工藝存在的問題,并針對問題進(jìn)行改良,提高風(fēng)電企業(yè)的生產(chǎn)效率。
采用設(shè)備人員的精細(xì)化管理,提升設(shè)備管理的水平,降低設(shè)備故障率,提高設(shè)備運行的可靠性。