TG砂轮的研发和性能试验

作者:本网编辑 文章来源:圣戈班磨料磨具(上海)有限公司 发布时间:2010-10-13
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近年来,新能源产业正迅速兴起,风电行业作为新能源产业之一,也越来越受人们的追捧。据相关数据统计,2009年中国已成为第一大风电装机市场,装机容量新增13.75kMW。在风电发电设备中,最关键的部件即连接在叶片后面的齿轮箱,它起着风能和电能的传递作用。一旦齿轮箱发生故障,仅租用200t级起吊设备把齿轮箱从60m以上的高处拆下来就花费巨大。因此风电设备生产商都把齿轮箱的齿轮加工放在重中之重。

国内生产风电齿轮箱的龙头企业已超过十家,周边一些小型齿轮加工厂都为这些龙头企业做外协,这个行业自2006年起每年以100%的速度增长,目前产能已经达到6500台的水平。

风电行业齿轮加工模式为成形磨,是效率最高的一种磨削方式。成形磨加工中所用的机床均来自德国进口的三大品牌磨床:Hofler, Niles, Gleason Pfauter. 在风电行业发展初期,圣戈班磨料磨具就针对成形磨的特点,采用陶瓷刚玉SG的砂轮为用户提供了能够达到比切削率Qw’ 平均值4的砂轮,满足了客户机床调制完毕即马上实现批量生产的需求。

随着风电行业的飞速发展,齿轮箱的产量也日益增长,尽管磨齿机的数量每年在成倍地扩大,但采购周期偏长,往往需要一年甚至更长,如何在现有的磨齿机上加工出更多的齿轮是生产商考虑的重点。更有甚者不惜重金从德国进口砂轮,以提高磨削效率,保证产量。

进口砂轮价格偏高,交货期长是较为普遍的现象,研发一种新的、性能能提高50%以上的产品是当务之急。经过了解,客户购买一台磨齿机大约要花1000元万人民币,如果按照比切削率Qw’值6的磨削条件(比标准的效率提高50%),大概两年可以收回投资。这个数字非常诱人,也就是采购砂轮上多花50%的钱,比起机床的投资收益来说简直是微乎其微。

圣戈班全新研发的TG砂轮正好能满足客户对于国内砂轮高性能比切削率的生产需求。磨齿砂轮的效率用一个参数比切削率(Qw’)来考核,其含义是单位宽度的砂轮单位时间内磨除的金属量。圣戈班磨料磨具早期推出的SG砂轮平均Qw’为4,  德国进口砂轮的平均Qw’为6。圣戈班最新针对现今齿轮成形磨的TG砂轮Qw’值可以达到8甚至更高,并已被Hofler磨床厂认可。

新产品TG砂轮的研制开发

作为一种新型陶瓷磨料,TG呈条状结构,和其他磨料相比,具有更锋利的切削刃和更高的材料去除能力,且能有效减少磨削过程中产生的热损伤,提升了工件表面品质,非常适合强调高效率加工的场合,特别是在齿轮磨和强力磨削上能发挥最好的效果。

TG砂轮的磨料较贵,其结合剂也比较特殊。从2009年3~7月,整整5个月内,通过磨料配比定型、结合剂调整、样品试制分析、实验室磨削试验等各项复杂而艰巨的工作,圣戈班磨料磨具TG砂轮终于在8月中旬到达客户手中。

TG砂轮性能试验

齿轮成形磨整个磨削过程分4个阶段,第一个阶段(粗磨1)由于齿轮经过热处理表面存在变形,所以砂轮在磨削过程中不是连续接触,通常这个阶段的数据起伏较大,不作为评判依据。第二个阶段(粗磨2)已经处于稳定磨削阶段,也是最能反映磨削效率的阶段,通常以这个阶段的Qw’值来反映砂轮的磨削效率。后面的半精磨和精磨的磨削参数基本相同,为的是达到齿轮表面的粗糙度和齿相精度,也不能随意加大进给和冲程速度。

从结果可以看出,在成形磨粗磨阶段,诺顿TG砂轮性能表现比早期的SG砂轮提高了一倍,同时高出德国进口砂轮50%。齿轮无烧伤和裂纹,粗糙度达到要求。

自2009年底圣戈班磨料磨具向市场推出这一TG砂轮后,得到了很好的反馈,特别是为龙头企业提供磨齿外协的民营单位,他们的磨齿机一天24h不停地工作,具有高效磨削性能的TG砂轮深受他们的欢迎。

圣戈班作为世界磨料磨具行业的领导者,每年在研发上投入大量资金,同时跟全球十多所一流院校进行合作,以其不断推出的创新磨料,始终引领着工业的发展。对于砂轮研发来说,磨料革新只是其中的一个组成部分,公司还会在结合剂和制造工艺上进行创新,每年都会推出适合中国工业发展需求的产品。2010年,圣戈班旗下的NORTON(诺顿)品牌又迎来了125周年庆典。它的巨大成功既得益于其百年品牌的创新精神,也依赖于广大用户的支持与激励。NORTON(诺顿)将继续其在技术研发上的不断投资,加快新产品的开发,与中国伙伴继续携手以推动中国工业的快速发展。

在未来5年,中国的风电齿轮箱制造产业还将以较快的速度增长,不仅因为中国本身的新能源需求,同时还有来自欧洲和美国的订单,尽管国外的陆上风电场已趋成熟,但是海上风电场才刚刚开始。圣戈班诺顿TG砂轮将被越来越多的齿轮磨削用户所接受,最大化提高生产效率,为风电齿轮加工业的发展做出一份贡献。

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