機床精度制約風電設備發展

　　風力發電站裝備主要包括以下幾部分：變速箱（升速箱）、發電機組、葉片、塔基和變電站等。目前，風力發電逐漸向大功率機組發展，要求高可靠性、壽命周期長，因此零部件的精度、功能要求很高。
　　隨著風力發電技術的發展，風電機組的原理和結構也在發生變化，未來的風電機組在向結構簡單化、體積減小的方向發展。目前，我國正在開發無齒輪箱風力發電機組。如哈爾濱發電設備集團的發電設備工程研究中心開發了無齒輪箱變速變槳永磁風力發電機組，正在研制“變速恒頻風力發電機組”和“直驅型變速風力發電機組”等，可代替帶齒輪箱傳動的異步發電機組，具有制造成本低、運行可靠、維修簡便等優點，并具有自主知識產權。
　　目前，生產最多的是有齒輪箱風力發電機組，由于結構比較復雜，完成其各種部件的制造需要不同機床設備進行加工。
　　風機的變速箱主要由箱體、行星輪系和變速機構等組成。風機變速箱體屬于大型箱體，根據發電量的不同，直徑約2～3m，大部分為分體結構。加工需要鏜桿直徑約160250mm的數控落地銑鏜床和大型臥式加工中心、龍門加工中心等，加工精度要求較高，目前主要使用的是進口設備。
　　變速箱內的齒輪加工量很大，需要對大型內齒圈、圓柱直齒輪和斜齒輪等進行成批生產。主要加工設備為大型數控立式滾齒機、數控插齒機、數控磨齒機等。這些齒輪加工機床中，大規格數控齒輪機床普遍要求具有高效、重載、重切、剛性好的特點，主要依靠進口，中小型采用國產設備。其中大規格、大模數齒輪和齒圈采用數控成型銑齒機和數控成型磨齒機，數控成型銑齒機要求大切深、大進給、滾速高。數控成型磨齒機要求精度達到5級以上，自動化程度高、自動調心、自動測量、自動修形、穩定性高。目前，國內制造風電用變速箱的企業主要有南京高精齒輪有限公司。該廠生產任務非常忙，長期三班倒，還是不能完全滿足市場需求，因此要求加工設備穩定、可靠，目前該廠使用的齒輪加工機床基本上是進口設備。
　　風電用發電機的原理和結構與火電等其他發電機基本一樣。風電大都使用千瓦級發電機，比較火電使用的萬千瓦級發電機，屬于不同級別的機組。從制造角度上看沒有太大難度，能制造火電發電機組的企業，一般都能滿足制造風電發電機組的要求。但是，風電發電機要求使用壽命達到20年以上，對其穩定性和可靠性要求更高。
　　風機的葉片大多采用環氧玻璃纖維或碳纖維等復合材料制作。葉片設計主要采用全三維氣動仿真和結構有限元仿真，使用真空灌注工藝進行葉片生產。機械加工較少，部分需要沖切成型。
　　葉片的變槳機構主要有變槳電機、減速器和變槳控制器等。對制造設備沒有特殊要求，國內機床可以滿足需求。
　　偏航機構主要部件是帶內外齒的大型軸承和4個小齒輪及變速裝置等。該種大型軸承目前國內還不能制造，主要依靠進口。國內天馬股份將進行偏航機構用的大型軸承開發制造。其加工設備主要是一些要求較高的專用機床裝備，如CCMT2008展覽會上，齊重數控裝備股份有限公司展出的3臺大型數控專用機床，就是為加工制造風電大型齒輪的設備。