风电铸件无冷铁铸造研究.pdf

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方輪
DONGFANG TURBINE
风电铸件无冷铁铸造研究
甄立军刘建勇李志强岳明罗超刘鹏
(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)
摘要:风电铸件生产过程繁杂,严重影响生产进度,原有生产工艺在造型过程中使用大量冷铁,生产成本较高。文章
利用计算机模拟技术对轮毂、主轴轴承架等铸件的生产工艺进行优化改进,在保证产品质量的基础上,简化该类铸件的生
产操作,降低生产成本
关键词:风电;轮毂;计算机模拟;质量;简化
Study on the Wind Power Castings Non-chill Manufacturing
Zhen Lijun, Liu Jianyong, Li Zhiqiang, Yue Ming, Luo Chao, Liu Peng
(Dongfang Turbine Co, Ltd Deyang Sichuan 618000)
Abstract: Wind power castings have a complex production technology which seriously affects production schedule. Meanwhile, o-
riginal production technology has a high cost because of the great many chills in the modeling stage. This paper optimizes the casting
production technology of hub and spindle bearing bracket through computer simulation, facilitates the production operations of this
kind of casting on the basis of guarantee product quality and reduces production cost.
Key words: wind power, hub, computer simulation, quality, facilitate
加了成本;另外冷铁比较厚大,焊接装配冷铁时
1改进前的轮轂、主轴承架工艺情况
对模型损坏比较大,模型的返修率比较高,增加
了模型的生产成本。
改进前轮毂、主轴承架生产工艺存在的主要
问题
2国内无冷铁铸造生产现状情况
(1)生产过程繁杂,准备时间长。由于原工
艺使用的冷铁比较大,造型过程对冷铁固定比较
轮毂无冷铁铸造在国内有过报道,国内一流
困难,需要将冷铁焊接固定在模型表面,人员多
的铸造企业先后实现了1.5MW轮毂、主轴承架的
时间长、严重影响生产进度,给提高产量,满足无冷铁铸造,但也出现采用无冷铁铸造以后有些
配套带来很大困难。
部位探伤不合格,局部恢复了冷铁工艺,同时近
(2)生产成本高。原来工艺冷铁比较多,需年来也有风场出现轮毂主轴连接法兰因为强度不
要焊接固定,增加焊条、钢筋、冷铁的消耗,增够发生断裂的质量事故,以下是传统的风电铸件
作者简介:甄立军(1962-),男,毕业于甘肃工业大学铸造专业,现从事风电球铁铸造工艺的研究。
なteた41
生产工艺案例。
采用的方案比较多,浇注系统也是采用了缝
案例
隙式,浇注位置变化比较多,上下法兰管口放置
国内外目前最大的风电铸件生产企业,全球冷铁变化比较多,有在叶片管口放置冷铁的,也
主要风电企业的铸件基本上都能生产。其轮毂的有没有放置冷铁的,铸件的表面缺陷比较多,说
生产工艺为上部取消冒口,实现无冒口铸造,浇明前期做了很多探索,走过的弯路比较多。
注系统采用底部缝隙式浇口,浇铸时间长达6min,
案例
分析认为他们在铁水球化处理方面采取了特殊的
质量比较稳定,全部采用有冷铁铸造,但冷
措施,砂型强度比较高,型砂粒度比较细。三个铁的重量比较小,在模型上标注了冷铁的位置,
叶片管口取消了冷铁,主轴连接法兰面使用了冷操作过程不用将冷铁焊接在芯骨上,大大简化了
铁
操作,浇口也采用了底面缝隙式浇注,浇注时间
案例
比较长。
图1案例一底部缝隙式浇注
图2案例一轮毂实现无冒口浇注
图3案例一叶片管口无冷铁
图4案例二底部缝隙浇口冷铁
图5案例二叶片管口有冷铁
图6案例二叶片管口无冷铁
42方花。
发现全部合格,方案是可行的。
3轮轂、主轴轴承架工艺改进试验方案
3.1主轴轴承架的工艺改进方案
根据前期对风电铸件的铸造工艺分析,在轮
在以上成功的基础上,大胆进行了无冷铁试
毂、主轴轴承架原有铸造工艺的基础上将冷铁尺验,首先在主轴承架上做试验,取消主要孔内圈
寸减小,同时在模型上标注出放置位置,经过试的冷铁,如图8为改进后的工艺图。
验生产以及对轮毂、主轴轴承架试验件进行探伤
R20
R535
1535
60
图7改进前1.5MW主轴承架的工艺简图
图8改进后1.5MW主轴承架的工艺简图
从图7、图8中可以看出,工艺改进前在主轴降低了成本。对主轴轴承架试验件进行了探伤,
轴承架内圈放置了一整圈1#冷铁,给操作带来很结果见表1,探伤全部合格。
大不便,改进后内圈冷铁取消了,简化了操作,
表1FD7OB-130210A001主轴轴承架试验结果
日期
试验内容
临时工艺编号
炉号
件数粗加工探伤结果精加工结果
2010.3.24取消1#芯盒1#冷铁铁艺2010-001
2893
合格
合格
2010.4.30取消1#芯盒1#冷铁铁艺2010-00529972993000300530065
合格
合格
2010.6.18取消1#芯盒1#冷铁铁艺2010-010
3167~3178
12
合格
合格
无冷铁凝固过程模拟,发现取消冷铁以后也能获
3.2轮轂的工艺改进方案
得无缺陷的铸件。图9-图11是利用计算机模拟
在主轴轴承架试验成功后,对轮毂的工艺进行以后解剖图,从图中可以看出没有任何缺陷。
G
图9轮毂表面缺陷模拟图
图10轮毂叶片管口缺陷模拟图
图11轮毂主轴连接法兰缺陷模拟图